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本文主要解說污水生物脫氮原理,包括污水脫氮辦法簡介、生物脫氮技術(shù)原理、污水生物脫氮影響要素、生物脫氮作用中的三類關(guān)鍵菌種。
01、污水脫氮辦法簡介
目前含氮生活和工業(yè)污水處理脫氮時,常用的辦法有生物法、物理法、化學法、電化學法等四種辦法,其中物理法大多采用加堿吹脫,化學法最常用的是折點加氯法,電化學法經(jīng)過外加直流電,在陽極產(chǎn)生強氧化劑,在陰極產(chǎn)生強復(fù)原環(huán)境和堿性環(huán)境,互相作用脫氮。
02、生物脫氮技術(shù)原理
說到生物脫氮,就離不開缺氧的概念,一定要留意缺氧和厭氧的區(qū)別,其中缺氧是沒有分子氧但是有硝酸根、亞硝酸根,而厭氧則是既沒有分子氧也沒有氮的氧化物,請求要比缺氧愈加嚴厲。
水體中的總氮=硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮+有機氮+氨氮,其中有機氮+氨氮=凱氏氮,硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮=硝態(tài)氮,所以總氮=凱氏氮+硝態(tài)氮。這是一個學問??键c,需求大家明白這幾個氮的互相包含關(guān)系。
生物脫氮的原理,大致能夠分為以下4步驟說明:
1.有機氮在氨化細菌的作用下,發(fā)作氨化作用生成氨氮,留意氨化作用在厭氧環(huán)境、好氧環(huán)境均能實施,且氨化作用可以產(chǎn)生堿度。
2.水中氨氮再亞硝酸菌的亞硝化作用下,生成亞硝酸根,亞硝化過程耗費堿度,且在好氧條件下實施。
3.亞硝酸菌在硝酸菌的作用下,發(fā)作硝化作用,繼續(xù)生成硝酸根,這個過程也是在好氧條件下實現(xiàn)的,這個過程也耗費堿度,但是耗費量要比亞硝化過程少。
4.生成的硝酸根在缺氧條件下,由反硝化細菌發(fā)作反硝化作用,生成氮氣排入大氣,這個過程可以大大增加堿度,能夠恰當補償前面階段耗費的堿度。
關(guān)于最常規(guī)的生物脫氮,就是以上4步驟,但是目前研討最多的還有短程反硝化脫氮,也就是實施到第2步,生成亞硝酸根時,就在缺氧條件下由反硝化細菌把亞硝酸根轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨?/font>排入進入大氣中,省略了第3步驟,從而提升了脫氮效率。
3、污水生物脫氮影響要素
關(guān)于生物脫氮來說,最重要的影響要素有4點,分別是碳源、pH值、溶解氧、溫度四項。
(1)關(guān)于碳源來說,BOD5/TKN(總凱氏氮)>4才可以有較為理想的脫氮效果;
(2)關(guān)于pH值來說,最佳pH值在6.5~7.5,pH>8或pH<6,反硝化速率逐步降落,并影響產(chǎn)物;
(3)關(guān)于溶解氧來說,反硝化菌是異養(yǎng)型兼性厭氧菌,需求無分子氧而有硝態(tài)氮的條件下,應(yīng)用這些離子中的氧實行呼吸,使硝酸鹽復(fù)原。
(4)關(guān)于溫度來說,反硝化菌適合溫度為20~40℃,低于15℃,反硝化菌的增殖速率和代謝速率都會降低,從而降低反硝化速率。冬季保溫、延長缺氧池水力停留時間,降低負荷,又可以有效保證脫氮效率。
4、生物脫氮作用中的三類關(guān)鍵菌種
在污水生物處置技術(shù)當中,好氧環(huán)境指的是有溶解氧或兼有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài);厭氧指的是沒有溶解氧也沒有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài);缺氧指的是有硝態(tài)氮沒有溶解氧的環(huán)境狀態(tài)。
而關(guān)于生物脫氮,其中起主要作用的有三種細菌:分別為氨化菌、硝化菌、反硝化菌。關(guān)于三種菌種的描繪如下所示。
(1)氨化菌是一種兼性菌,有氧或厭氧條件下均可以使有機氮發(fā)作氨化作用,生成氨氮,其中氨化作用就是指含氮有機物經(jīng)微生物降解釋放出氨的過程。
(2)硝化菌包括亞硝酸菌和硝酸菌,均屬于化能自養(yǎng)菌,專性好氧菌,只要在有溶解氧的條件下才可以增殖,缺氧、厭氧條件下都不可以增殖,但是在好氧、缺氧、厭氧環(huán)境下都可以衰減死亡。
(3)反硝化菌是一種化能異養(yǎng)型兼性厭氧菌,在厭氧條件下,停止厭氧呼吸,以有機物(有機碳)為電子供體,硝態(tài)氮為電子受體
5、總結(jié)
本文的重點內(nèi)容為:
1.水體中的總氮=硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮+有機氮+氨氮,其中有機氮+氨氮=凱氏氮,硝酸鹽氮+亞硝酸鹽氮=硝態(tài)氮,所以總氮=凱氏氮+硝態(tài)氮。這是一個學問??键c,需求大家弄分明這幾個氮的互相包含關(guān)系;
2.常規(guī)硝化-反硝化脫氮步驟;
3.短程反硝化脫氮步驟及原理;
4.好氧、缺氧、厭氧三種環(huán)境的區(qū)別;
5.氨化菌屬于兼性菌、硝化菌屬于專性好氧的化能自養(yǎng)型、反硝化菌屬于化能異養(yǎng)型兼性厭氧菌。