短程硝化反硝化技术

短程硝化反硝化技术第1页/共27页1243短程硝化反硝化优势概念原理实现途径应用实例目录第2页/共27页物化法：吹脱法，离子交换法，折点氯化法生物法：传统的生物脱氮法，新型生物脱氮法优势：相比物化方法，生物法更加节约成本，节约资源，效果明显，处理费用低，不产生二次污染等特点，因此在工程上广泛运用。生物脱氮法是指通过微生物的新陈代谢，实现对氮的氧化还原等一系列反应，使水体中各种形态的氮转变成为氮气或微生物自身成分的脱氮方法。短程硝化反硝化目前常用的脱氮方法第3页/共27页传统生物脱氮过程：短程硝化反硝化过程：

NH4+NO2-N2

硝化阶段反硝化阶段传统生物脱氮与短程硝化反硝化第4页/共27页反硝化过程中对于反硝化菌，硝酸盐和亚硝酸盐都可以作为电子受体。因此，就生物脱氮而言，硝亚硝酸盐和亚硝酸盐都可以作为电子受体。因此，就生物脱氮而言，硝化过程中的“NO2-→NO3-”与反硝化过程中“NO3-→NO2-”是一段多走的路程，将其从工艺中省去同样能实现废水脱氮。第5页/共27页在硝化阶段可节约25%左右的需氧量，降低了能耗；在反硝化阶段减少了约40%的有机碳源，降低了运行费用；减少了50%的污泥产量；缩短反应时间，相应的减少反应器的容积；潜在优势第6页/共27页硝化阶段反硝化阶段减少需氧量和碳源机理第7页/共27页通过表观产率系数计算：短程硝化反硝化在硝化过程中可少产泥24%～33%，在反硝化过程中可少产泥50%。污泥产量减少机理亚硝酸菌：0.04～0.13gVSS/gN硝酸菌：0.02～0.07gVSS/gN亚硝酸反硝化菌：0.345gVSS/gN硝酸反硝化菌：0.765gVSS/gN第8页/共27页亚硝酸菌世代周期比硝酸菌的世代周期短，泥龄也短，控制在亚硝化阶段易提高微生物浓度和硝化反应速度，缩短硝化反应时间，从而可以减少反应器容积，节省基建投资。反应时间及容积减少机理第9页/共27页氧化还原电位（ORP）

和pH值DO浓度温度抑制剂反应器类型污泥泥龄影响因素实现途径→影响因素第10页/共27页废水来源：以人工配制高氨氮废水作为处理对象；实验目的：溶解氧浓度对短程硝化的影响试验；□NH4+in；◆NH4+out；

●NO2-out；×

NO3-out；

Do浓度影响氨的去除率亚硝酸盐积累率第11页/共27页

实验结果：Do：5.7mg·L-1→2.7mg·L-1时，没有发生短程硝化现象。Do：1.7mg·L-1时，NO2-开始积累，Do↓→NO2-↑，当Do降至0.7mg·L-1，NO2-积累达到最大值（大于65%）；同时此期间氨氮的去除率没有被影响，始终大于98%。然而，当Do降低到0.5mg·L-1时，氨氮去除率受到影响，当曝气结束时，在出水中检测未硝化的氨氮。Nitrificationwithhighnitriteaccumulationforthetreatmentofwastewaterwithhighammoniaconcentration第12页/共27页废水来源：豆制品厂废水；温度（28±0.5℃）；实验目的：通过pH以及ORP实现短程硝化反硝化的控制；实验结果：分别作氧化还原电位一阶导数和pH值一阶倒数随时间变化的曲线。在短程硝化反硝化过程中，氧化还原电位的变化，PH曲线都与有机物质的降解，硝化作用，反硝化作用都具有良好的相关性；最终的硝化作用与反硝化作用是通过曲线上的显著性的拐点来判断的。因此ORP和PH值是实现短程硝化反硝化的控制的可靠参数；可以避免曝气量过多导致的丝状污泥膨胀，并且可以节约能源。UsingOxidation–ReductionPotential(ORP)andpHValueforProcessControlofShortcutNitrification–Denitrification第13页/共27页第14页/共27页TheintegrationofmethanogenesiswithshortcutnitrificationanddenitrificationinacombinedUASBwithMBR废水成分：含有机碳和氯化铵的低强度合成废水处理工艺：升流式厌氧污泥床(UASB)和好氧生物膜反应器(MBR)处理温度：28~30℃、pH：7.8-8.1第15页/共27页图中显示随着回流比从50%提高到800%，TN的去除率48.1%增加到82.8%，NH4+的去除率始终保持在98.2%，说明NH4+的去除率与回流比没有关系。结果实验第16页/共27页图中显示UASB+MBR联合系统对TOC的去除效果要明显优于单一系统的处理效果，达到98%以上，且UASB在整个处理过程中占主导地位。第17页/共27页温度影响适宜温度：28~40℃第18页/共27页污水来源：生活污水，接种污泥：污水处理厂回流污泥；温度变化范围：10～28℃；常温低温条件下对硝化反硝化影响亚硝化率始终维持在78.8%以上第19页/共27页26℃16℃以NO2--N积累为主，NO3--N始终低于5mg·L-1，亚硝化率达到了91.2%。硝化240min完成。在低温下仍主要以亚硝酸盐积累为主，亚硝化率维持在88.6%。硝化545min才能完成。硝化时间16℃是26℃的倍2.3；通过计算比氨氧化速率和比反硝化速率可知降低温度对于短程系统硝化反应的影响要大于反硝化的影响。第20页/共27页废水类型：焦化废水；反应器：采用一体化膜序批式生物反应器（SMSBR）实验结论：提出短程硝化现象并非是由pH值和氨浓度或氨负荷所引起，而是由于泥龄太长所产生的微生物代谢产物抑制了硝化反应过程中的硝酸盐细菌的结果。但是至于是什么物质组分还需进一步研究确定。反应器中投加PAC后好氧段出水NO3--N和NO2--N浓度的对比发生了明显改变,即NO3--N浓度↑而NO2--N浓度↓,后经多次测试都得出相同结果,其原因是由于活性炭对抑制物产生了吸附作用,使其对硝酸盐细菌的抑制减弱,至于微生物代谢产物中起决定性作用的物质组分还需进一步研究确定。泥龄影响第21页/共27页投加抑制剂影响废水来源：人工配制；污泥来源：污水处理厂温度：23℃，最初pH：7.6~7.8，抑制剂：次氯酸钠（NaOCl）1～9天：氯化作用并不明显，没有亚硝酸盐积累，说明一开始并没有其抑制作用；10～17天：亚硝酸盐有微弱的积累量；随后的三天内，明显的抑制，第20天：亚硝态氮占绝大多数，硝态氮不到1mg/L；硝化的第二阶段完全被抑制。AOB/NOB加氯点曝气终点第22页/共27页废水来源：海水与生活污水按不同比例配制；温度：25℃，pH：8.5~9高盐度废水氨氮亚硝氮第23页/共27页试验结果：硝化过程中，含盐量↑→氨氮的降解速度↓；含海水50%的废水2h：氨氮去除率就达到50%以上，4h：氨氮去除率达到80%以上；含盐量↑→亚硝酸盐↑,亚硝化率提高；反硝化阶段由于积累的亚硝酸盐较多，反硝化