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反硝化深床滤池技术原理,到底是什么

来源:未知 发布日期:2018-09-30 09:10 浏览:
 在厌氧/缺氧交替运行的条件下,具有一类能在缺氧条件下实现同时反硝化并过度摄磷的兼性厌氧微生物,即反硝化除磷(DPB)。反硝化深床滤池工艺即主要通过反硝化除磷菌(DPB)的代谢作用达到除磷脱氮目的的工艺。摄磷和脱氮过程的结合不仅节省了脱氮对碳源的需要,而且摄磷在缺氧区内完成可缩小曝气区的体积(也可节省曝气量),且可减少剩余污泥量。
 
  下面小编就给大家介绍一下反硝化深床滤池技术原理相关内容是什么?
 
  反硝化深床滤池技术原理:
 
  反消化深床滤池在全球有超过45年的运行使用时间,此系统能够同时去除TN(NO3-N)、SS和TP,介质采用具有特殊规格和形状的石英砂,砂粒直径2-3mm,废水可与介质表面的生物膜完全接触,即使短暂的短流或超水流冲击都不会对系统产生任何影响。
 
反硝化深床滤池
 
  重力流进水方式:有效去除固体悬浮物,无需附加净水/精滤池。反硝化过程与过滤过程统一,单池完成,事半功倍。
 
  在反硝化过程中,各含氮基团或含氮化合物转变为氮气。含氮泡沫不断增多导致曝气头压力损失,因此,必须周期性排除过多的泡沫。
 
  该技术妥善解决这一问题。该技术能够在不移反应器的条件下消除泡沫堆积现象。
 
  主要工作原理:在过滤器底部注入反冲洗水,历时数秒钟。该过程可加速滤池中氮气的释放,减少水头损失,提高系统效率,延长反冲洗周期。过程简单易行。通常,反硝化/过滤系统在进行必要的逆洗前,可以进行4-5次氮气的释放, 逆洗频率及时间的选择主要取决于NO3-N的分解量。
 
  碳源补充:在重复脱氮的过程中,由于水体中碳的含量有限,因此须持续补充碳,以保证生化效果。常用添加剂有:甲醇、发酵残渣及普糖等,其中甲醇最常被使用。
 
  DPB可以利用O2或NO3-作为电子受体,其基于体内的聚-β-羟基丁酸盐(PHB)和糖原质生物代谢原理与传统A/O法中的聚磷菌(PAO)极为相似。在厌氧条件下,COD可被降解为醋酸(HAc)等低分子脂肪酸,被DPB吸收以PHB形式储存于细胞内。此转化过程中的还原能力来源于DPB体内转换贮存的糖元质为PHB时形成的NADH2。所需的能量(ATP)被用于来源于聚磷酸盐的水解,从而也使活性污泥中正磷酸盐浓度降低。
 
反硝化深床滤池
 
  在缺氧条件下,DPB以NO3-作为氧化PHB的电子受体。降解PHB产生的能量(ATP)被用于聚磷菌的生长、在细胞体内以聚磷酸盐的形式贮存磷和合成糖元质。反硝化除磷技术与传统脱氮除磷技术比较不仅具有如下优点:
 
  ①避免了反硝化菌和聚磷菌之间对有机物的竞争;
 
  ②可缩小曝气区的体积(可减少约30%的曝气量),节省了能耗;
 
  ③减少约50%的污泥量,节省了污泥处理费用;但在缺氧条件下,每单位NADH2所产生的ATP要比好氧条件下每单位NADH2产生的ATP少40%左右,低ATP/NADH2比值导致生物产量的降低。

  通过化学方式进行除磷原理分析
 
  针对污水中的化学除磷主要运用的是“微絮凝过滤”方式进行处理,然后通过加强对污水中实施投加无机的金属盐药剂或者是污水中具有溶解性的盐类进行处理,可以更好地形成具有溶解作用的物质,进而可以提升过滤处理的能力。通过此方式主要通过悬浮物方式而有效除去磷。
 
  分析此处理工艺的特点
 
反硝化深床滤池
 
  污水实施深度处理,采用此方式可以降低能耗,而且此工艺的流程也比较短,在实践运用过程中具有良好的可靠性,在管理方面也非常便利。通过和其他工艺进行对比,此工艺处理过程中额投资比较低;此外,设计滤池方面需要保持良好的合理性,即可以通过降流式的重力滤池有效处理悬浮物,而且通过此方式所取得的效果也非常良好,运用过程中就不用设置对应的过滤池或者是实施后续设置对应的终沉池;最后,深床反硝化的滤池还具有较强的灵活性,例如能够一池多用,并且可以有效将水质灵活转换,然后经过深床过滤池而有效除去污水中的不良物质,使得市政污水排放可以达到总氮以及总磷的排放所要求的标准。
 
  分析深床滤池的设计问题
 
  为了能够提升污水处理的能力,在设计深床滤池中需要进行科学分析其形状,例如将进水堰的形状调整为圆弧形,通过此方式可以有效提升滤池的液位,进而防止污水进水发生跌落的情况。如果滤池在实际运用过程中,反硝化的功能需要逐渐改善,此时滤池中的进水堰形状则需要将其设计成圆弧形,保障水流可以沿着滤池的两侧实施层流,通过水流落差最小化的方式降低其中充氧所带来的不良影响,同时也可以减少处理过程中的碳源消耗,在运行方面也可以有效节约成本。
 
  反硝化(Denitrification):废水中的NO2和NO3在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
 
  其中硝化反应分为两步进行:亚硝化和硝化。
 
  硝化反应过程方程式如下所示:
 
  ①亚硝化反应:NH4++1.5O2→NO2-+H2O+2H+
 
  ②硝化反应:NO2-+0.5O2→NO3-
 
  ③总的硝化反应:NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
 
反硝化深床滤池
 
  反硝化反应过程分三步进行,反应方程式如下所示(以甲醇为电子供体为例):
 
  第一步:3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2
 
  第二步:2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2
 
  第三步:6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO2 2)
 
  除磷方面,深床滤池可通过微絮凝直接过滤除磷,通过在进水中投加除磷絮凝剂,经机械混合后直接进入滤池,不仅可以进一步降低CODcr和BOD5,而且可以稳定保证SS、TP达标,可简化污水处理处理流程、降低投资费用、减少运行费用,而且还可延长过滤周期,提高产水量及出水水质。
 
  对于含有丰富碳源的生活污水和养殖废水,C/N不是反硝化的主要影响因子。但某些工业废水,如冶金、电镀、半导体、制造和能源废水,其有机物浓度很低甚至没有,却含有高浓度的NO3--N。为获得较高的脱氮水平,往往需要给这些废水外加碳源。通常,反硝化过程中选择何种外加碳源与经济有关,甲醇、乙酸和乙醇的反硝化速率相近,因甲醇最便宜而应用最广泛。但由于甲醇毒性较大,近年多采用乙酸作为外加碳源。
 
  它们通常与磷酸盐一起投加,以保证出水NO2--N在较低的水平。然而,未利用完的外加碳源可能引起二次污染,因此其工艺出水需要混凝、吸附等后续处理。另外利用这些传统碳源进行反硝化时,污泥产率较高(见表1),一方面加大了污泥处置的费用,另一方面因其出水中的微生物浓度超标风险较大,需要进行严格的消毒。
 
反硝化深床滤池
 
  (1)采用反硝化滤布滤池处理城市污水厂二级出水,当进水TN为14.5mg/L,水力负荷为≤2.0m3/(m2・h),碳源投加量≥40mg/L时,通过该设备可以使出水TN达到8mg/L以下。水力负荷对总氮的去除效率有较大的影响,当水力负荷为1.0~2.25m3/(m2・h)时,总氮平均去除率由62%降至38%。
 
  (2)在相同的滤布水力负荷条件下,碳源的利用率随着碳源投加量的增加而降低。乙酸钠投加浓度分别为30mg/L,40mg/L以及50mg/L,对应的去除单位总氮的乙酸钠平均投加量分别为6.3mg/mg、7.2mg/mg以及7.9mg/mg。
 
  (3)不同填料层高度对总氮去除率差异较大,总氮去除主要在0-0.6m填料区域内进行,高达31%。
 
  (4)在1.0~2.25m3/(m2・h)的通量范围内,滤布出水SS为5.5~7.2mg/L,均满足一级A排放标准,但滤布滤池的反冲洗周期会随着通量的增加而缩短。
 
  以上就是小编对于反硝化深床滤池技术原理,相关内容的介绍!相信大家应该已经有所了解了!今天小编就先介绍到这儿了,如果大家有什么疑问,欢迎随时来电咨询!