污水處理強化脫氮工藝
進(jìn)入到水體環(huán)境體系內部的氮元素物質(zhì)數量的持續增加,是引致水體環(huán)境發(fā)生富營(yíng)養化問(wèn)題的主要原因。最近若干年間,盡管我國持續開(kāi)展針對污水處理技術(shù)的改良工作環(huán)節,但是受復雜多樣的主客觀(guān)因素影響作用,污水處理后具體排放的尾水,依然能夠對開(kāi)放水體環(huán)境系統施加污染破壞作用,因此,迫切需要擇取和運用適當策略展開(kāi)解決處置環(huán)節。
1、短程硝化反硝化工藝
所謂短程硝化反硝化技術(shù)工藝(SCND),本質(zhì)上就是在好氧技術(shù)階段針對沿技術(shù)流程涉及的溶解氧物質(zhì)(DO)展開(kāi)優(yōu)化處理過(guò)程,控制維持硝化反應技術(shù)過(guò)程中獲取的產(chǎn)物,能夠持續維持在亞硝酸鹽物質(zhì)形態(tài)階段,繼而能夠進(jìn)入到溶解氧物質(zhì)含量水平較低的技術(shù)環(huán)境之中開(kāi)展反硝化脫氮技術(shù)處理環(huán)節,其實(shí)際經(jīng)歷的化學(xué)反應過(guò)程,從氮元素物質(zhì)形態(tài)角度可以具體表示成:NH4+-N→NO2--N→N2。與全程硝化反硝化技術(shù)工藝相對比,短程硝化反硝化技術(shù)工藝中包含的硝化反應技術(shù)階段,有效剔除了NO2--N物質(zhì)形態(tài)向NO3--N物質(zhì)形態(tài)所發(fā)生的轉化技術(shù)過(guò)程,客觀(guān)上能夠節約約占總數25.00%左右的深度硝化技術(shù)處理過(guò)程需氧量,同時(shí),在反硝化技術(shù)階段,則能剔除NO3--N物質(zhì)形態(tài)向NO2--N物質(zhì)形態(tài)所發(fā)生的轉化技術(shù)過(guò)程,且客觀(guān)上能夠節約約占總數40.00%左右的反硝化技術(shù)處理過(guò)程碳源物質(zhì)。在充分關(guān)注和考慮到硝化反應技術(shù)路徑與反硝化反應技術(shù)路徑的縮短過(guò)程條件下,因化學(xué)反應技術(shù)過(guò)程實(shí)施速率的顯著(zhù)提升,說(shuō)明短程硝化反硝化技術(shù)工藝的運用過(guò)程,能夠顯著(zhù)縮減污水處理技術(shù)系統的總體占地面積。
短程硝化反硝化技術(shù)工藝流程在具體運用過(guò)程中能否實(shí)現成功啟動(dòng)狀態(tài),其關(guān)鍵性要點(diǎn),在于針對各項過(guò)程運行技術(shù)參數展開(kāi)優(yōu)化處理環(huán)節,繼而實(shí)現充分富集氨氧化細菌微生物(AOB)的技術(shù)目的,以及全面抑制亞硝態(tài)氮氧化細菌微生物(NOB)的技術(shù)目的,促使氨氧化細菌微生物能夠在完整化反應技術(shù)階段推進(jìn)過(guò)程中,成為占據優(yōu)勢數量地位的細菌微生物種類(lèi),逐步性地將亞硝態(tài)氮氧化細菌微生物淘洗到技術(shù)系統外部,繼而追求實(shí)現大量積累蓄積NO2--N物質(zhì)形態(tài)的技術(shù)控制目的。
能夠針對短程硝化反硝化技術(shù)工藝施加影響作用的主要因素,涉及DO、pH值及溫度等因素。DO參數項目能夠針對短程硝化反硝化技術(shù)工藝的正?;瘑?dòng)過(guò)程,以及短程硝化反硝化技術(shù)工藝維持安全穩定運行狀態(tài)發(fā)揮顯著(zhù)影響作用,在DO參數項目所處水平過(guò)高,或者是過(guò)低條件下,通常會(huì )給NO2--N物質(zhì)形態(tài)的具體積累過(guò)程發(fā)揮抑制性作用。我國學(xué)者胡君杰等控制DO參數項目在0.70mg/L~0.90mg/L,成功啟動(dòng)短程硝化反硝化技術(shù)工藝的運作過(guò)程,繼而支持NO2--N物質(zhì)形態(tài)的平均積累率能夠達到95.60%;在DO參數項目數值<0.70mg/L或者是>0.90mg/L條件下,氨氧化細菌微生物的生長(cháng)過(guò)程通常會(huì )遭受到一定程度的抑制作用,且其直接表現形式,在于NO2--N物質(zhì)形態(tài)的積累率參數水平發(fā)生顯著(zhù)下降。與之相類(lèi)似的是,我國學(xué)者龍北生等借由通過(guò)控制硝化反應技術(shù)階段的DO參數項目分布在0.70mg/L~1.00mg/L,其成功地將NO2--N物質(zhì)形態(tài)的積累率穩定化地控制在98.00%以上,且能控制維持短程硝化反硝化技術(shù)工藝運行過(guò)程的充分穩定性。綜合上述分析可知,想要控制維持短程硝化反硝化技術(shù)工藝運行過(guò)程的充分穩定性,應當將DO參數項目的測定數值嚴格控制在0.50mg/L~1.00mg/L。
基于現有的研究成果可知,在pH值介于7.40~8.30條件下,氨氧化細菌微生物的活性通常會(huì )處在最強狀態(tài),且其增殖速度也處在最快狀態(tài),而亞硝態(tài)氮氧化細菌微生物在pH≈7.00條件下具備最高活性。要通過(guò)對技術(shù)系統內部pH值水平的調節干預,充分調動(dòng)激發(fā)氨氧化細菌微生物的生物學(xué)活性,在促使其成長(cháng)變成優(yōu)勢細菌微生物條件下,實(shí)現對NO2--N物質(zhì)形態(tài)積累的技術(shù)目的。遵照學(xué)者ZhangChaosheng等在研究工作開(kāi)展過(guò)程中獲取的相關(guān)結果,在pH值從8.00±0.10降低到7.50±0.20條件下,氨氧化過(guò)程的實(shí)施速率,以及NO2--N物質(zhì)形態(tài)的積累速率均會(huì )呈現出降低變化,而在pH值降低到6.50條件下,氨氧化細菌微生物,以及亞硝態(tài)氮氧化細菌微生物的生物學(xué)活性都會(huì )遭受到顯著(zhù)抑制。而想要控制維持短程硝化反硝化技術(shù)工藝運行過(guò)程的充分穩定性,應當將pH設置在7.80~8.30。
2、厭氧氨氧化工藝
厭氧氨氧化技術(shù)工藝(ANAMMOX),最早經(jīng)由來(lái)自荷蘭Delft工業(yè)大學(xué)的學(xué)者A.Mulder等在1995年經(jīng)由實(shí)驗研究方法完成驗證工作環(huán)節。在此之后,學(xué)者M.Strous等針對厭氧氨氧化菌(AnAOB)細菌微生物的基本性生理學(xué)特性,以及分子結構特征展開(kāi)了系統性的研究環(huán)節。
在上述研究成果基礎上,有數量眾多的學(xué)者開(kāi)展了深入研究工作,且在2002年建設形成了全世界范圍內第一座ANAMMOX工程技術(shù)系統。目前,全世界范圍內已經(jīng)建設形成和投入運行使用過(guò)程的ANAMMOX工程技術(shù)系統總數量已經(jīng)超過(guò)200套。
ANAMMOX技術(shù)工藝形態(tài)在具體運作過(guò)程中發(fā)揮的脫氮技術(shù)原理,主要是AnAOB物質(zhì)在缺氧技術(shù)環(huán)境下,或者是厭氧技術(shù)環(huán)境下,以CO2物質(zhì)或者是H2CO3物質(zhì)作為碳源,以NH4+-N物質(zhì)形態(tài)作為電子供體,以NO2--N物質(zhì)形態(tài)作為電子受體,具體生成NO3--N物質(zhì)形態(tài)與N2。
與傳統的脫氮技術(shù)工藝對比,厭氧氨氧化技術(shù)工藝實(shí)現了對曝氣技術(shù)環(huán)節的縮減和規避,且在具體運用過(guò)程中不需要另外添加運用碳源物質(zhì),且能顯著(zhù)縮減污泥的生成數量,獲取到廣泛且充足的實(shí)際應用普及場(chǎng)景。能夠影響改變ANAMMOX工程技術(shù)系統啟動(dòng)環(huán)節成功與否,以及技術(shù)運行過(guò)程穩定性的因素,具體有物質(zhì)濃度水平、DO技術(shù)參數水平,以及機碳源因素等。
AnAOB物質(zhì)的代謝基質(zhì)物質(zhì)主要涉及NH4+-N物質(zhì)形態(tài)與NO2--N物質(zhì)形態(tài)。當NH4+-N物質(zhì)形態(tài)與NO2--N物質(zhì)形態(tài)的濃度參數項目處在較低水平條件下,可借由適當提高其總體濃度的技術(shù)處理方式促進(jìn)ANAMMOX反應技術(shù)進(jìn)程,從而實(shí)現深度脫氮技術(shù)目標;但NH4+-N物質(zhì)形態(tài)與NO2--N物質(zhì)形態(tài)所處濃度水平過(guò)高條件下,尤其是高濃度的NO2--N物質(zhì)形態(tài)能夠針對AnAOB物質(zhì)發(fā)揮毒性作用,從而對ANAMMOX技術(shù)工藝的具體執行過(guò)程發(fā)揮程度顯著(zhù)的抑制性作用。
3、結語(yǔ)
綜合梳理現有研究成果可以知道,富營(yíng)養化問(wèn)題是最為典型的水體生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題,借由對適當類(lèi)型的強化脫氮技術(shù)工藝的運用,優(yōu)質(zhì)推進(jìn)污水處理技術(shù)環(huán)節,縮減污水內部包含的氮元素物質(zhì)含量,能支持獲取良好技術(shù)效果,實(shí)現對我國水體生態(tài)環(huán)境的最優(yōu)化保護技術(shù)效果。(來(lái)源:山西潞安煤基清潔能源有限責任公司)