【社區(qū)案例】AAO工藝,出水總氮偏高,氨氮數(shù)值很多0.5mg/L左右,出水總氮17mg/L,請(qǐng)問大神們?nèi)绾谓鉀Q總氮偏高的問題。
筆者顏胖子之前寫過很多氨氮和TN的文章,其實(shí),氨氮達(dá)標(biāo),TN偏高的問題并不復(fù)雜,有時(shí)候調(diào)整一下參數(shù)就達(dá)標(biāo)了,對(duì)照文內(nèi)原因一一對(duì)應(yīng)就行了,本文增加了一些公式的推導(dǎo),讓小伙伴們能更深刻的理解所寫的內(nèi)容!
一、缺少碳源
對(duì)于脫氮系統(tǒng),反硝化池中理論上只要CN比為2.86時(shí),就可以脫氮,如果再加上微生物自身生長,CN比為3.70時(shí)可以脫氮公式如下:
假設(shè)C為甲醇,甲醇氧化的過程可用(1)式所示,
CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O(1)
1、反硝化的時(shí)候,如果不包含微生物自身生長,方程式非常簡單,通常以甲醇為碳源來表示。
6NO3-+5CH3OH→
3N2+5CO2+7H2O+6OH-(2)
由(1)式可以得到甲醇與氧氣(即COD)的對(duì)應(yīng)關(guān)系:1mol甲醇對(duì)應(yīng)1.5mol氧氣,由(2)式可以得到甲醇與NO3-的對(duì)應(yīng)關(guān)系,1mol甲醇對(duì)應(yīng)1.2molNO3-,兩者比較可以得到,1molNO3--N對(duì)應(yīng)1.25molO2,即14gN對(duì)應(yīng)40gO2,因此C/N=40/14=2.86。
2、反硝化的時(shí)候,如果包含微生物自身生長,如(3)式所示。
NO3-+1.08CH3OH
→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-(3)
同樣的道理,我們可以計(jì)算出C/N=3.70。
但是理論終究是理論,并沒有考慮內(nèi)回流所攜帶的氧氣。正常情況下,反硝化菌只有在消耗完內(nèi)回流攜帶的氧氣之后才進(jìn)行反硝化,所以,這一部分的氧氣也是消耗了碳源,所以在一些手冊(cè)中也給予了規(guī)定,要求AO脫氮工藝的CN比控制大于4,實(shí)際運(yùn)行中CN(COD:TN)比一般控制在4~6,缺少碳源,是我目前遇到很多朋友TN不達(dá)標(biāo)的最多的原因之一!
解決辦法:按CN比4~6,投加碳源
二、回流比過小
其實(shí)在反硝化脫氮中,回流比與碳源都是站C位的!
反硝化效率的公式η=(r+R)/(1+ r+R),其中R是外回流比,r是內(nèi)回流比。公式推導(dǎo):
推導(dǎo)這個(gè)公式之前,咱們需要設(shè)置一些前提條件!假設(shè)進(jìn)水硝態(tài)氮是0,反硝化脫氮,而硝化液回流中TN(硝態(tài)氮)含量與出水的TN(硝態(tài)氮)含量是相同的,那么反硝化脫氮的量為進(jìn)入反硝化池的氮的總量為(r+R)QTN出,根據(jù)物質(zhì)守恒定律:進(jìn)水TN等于出水TN+反硝化脫氮+細(xì)菌同化消耗的氮源的和!公式如下:
QTN進(jìn)=QTN出+(r+R)QTN出+TN同化
對(duì)于細(xì)菌同化消耗的氮源,我們忽略不計(jì)!那么公式就變?yōu)椋?/p>
QTN進(jìn)=QTN出+(r+R)QTN出↓TN出/TN進(jìn)=1/(1+r+R)~①將公式①帶入脫氮效率公式:
η=(TN進(jìn)-TN出)/TN進(jìn)
↓η=1-TN出/TN進(jìn)↓η=[(1+r+R)-1]/(1+r+R)↓η=(r+R)/(1+r+R)
因?yàn)橥饣亓鞅瓤刂频谋容^小(30-50%),所以我們一般會(huì)省略為η=r/(1+ r)!
根據(jù)公式來看,在碳源充足的情況下,反硝化的脫氮效率只和內(nèi)回流有關(guān)系!內(nèi)回流的大小決定了脫氮效率。
目前的脫氮工藝,我們應(yīng)用的都是前置反硝化及變種,但是內(nèi)回流再大,都會(huì)有部分硝態(tài)氮隨著水流走的,并不能達(dá)到100%的硝化液回流!所以我們會(huì)將其控制在一個(gè)合適的范圍!
過低的內(nèi)回流比會(huì)導(dǎo)致脫氮效率下降,出水TN超標(biāo),但是過高的內(nèi)回流,一方面會(huì)攜帶更多的DO,消耗碳源和破壞缺氧環(huán)境,并且導(dǎo)致電費(fèi)增長,在內(nèi)回流比大于600%時(shí),內(nèi)回流的提高,脫氮效率并不會(huì)提高很多,導(dǎo)致性價(jià)比比較差!
解決辦法:
在保證脫氮效率的情況下結(jié)合DO影響及性價(jià)比的關(guān)系,一般控制在200~400%,有的脫氮工藝是內(nèi)外回流合并在一起的,內(nèi)外回流比也要控制在這個(gè)范圍,這個(gè)范圍既保證了污泥的回流,也保證了硝化液的回流,保證反硝化的脫氮效率!
三、反硝化池環(huán)境破壞
這種情況的出現(xiàn)的標(biāo)志是,反硝化池DO大于0.5,破壞了缺氧環(huán)境,使兼性異養(yǎng)菌優(yōu)先利用氧氣來代謝,硝態(tài)氮無法脫除,整體導(dǎo)致TN的升高,反硝化池缺氧環(huán)境破壞,后面往往帶來的可能是氨氮的超標(biāo),原因是硝化細(xì)菌無法形成優(yōu)勢(shì)菌種,不過曝氣池足夠大,還是沒有問題的!
解決辦法:
1、內(nèi)回流過大,導(dǎo)致攜帶DO過多的,調(diào)小內(nèi)回流比或者關(guān)小內(nèi)回流處曝氣。
2、其他問題導(dǎo)致的DO高,例如進(jìn)水與水面相隔過高,導(dǎo)致跌落充氧,要減少高度差等。
4、反硝化反應(yīng)時(shí)間不夠
在設(shè)計(jì)規(guī)范中反硝化池的水力停留時(shí)間(HRT)要求在2~10h,也就是的HRT要控制在2h以上,低于停留時(shí)間反硝化會(huì)進(jìn)行的不充分!
解決辦法:
1、超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)水量導(dǎo)致的HRT縮短,可以考慮增加反硝化池的容積,例如新建或者將一些過余的建筑改成反硝化池。
2、污泥回流導(dǎo)致的HRT縮短,在實(shí)際中水力停留時(shí)間的計(jì)算需要算上污泥回流的量,污泥回流比越大反硝化的HRT越短,過大的污泥回流會(huì)導(dǎo)致反硝化的HRT不足,這一點(diǎn)很少有人去考慮,其實(shí)污泥回流并不需要控制很大,控制的越大,回流污泥濃度越小,回流中水越多!這種情況可以適當(dāng)控制污泥回流比來解決。
5、脫氮效率過高
在設(shè)計(jì)規(guī)范中脫氮效率一般在60~85%,問題中一級(jí)AO脫氮效率已經(jīng)超過了90%,對(duì)于市政污水來說已經(jīng)很不錯(cuò)了,但是在高氨氮的工藝廢水中,要求TN達(dá)到一級(jí)A,對(duì)一級(jí)AO工藝來說有點(diǎn)強(qiáng)人所難了。
解決辦法:
采用二級(jí)或者多級(jí)AO的工藝來解決。
6、含n雜環(huán)有機(jī)氮
有些含氮有機(jī)物,普通的生化無法破環(huán),導(dǎo)致無法脫除,這種情況比較少見,主要是某一類廢水上,這種情況下主要是工藝選型問題,沒有考慮有機(jī)氮氨化(有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨氮)的過程。
解決辦法:
1、增加水解酸化的預(yù)處理。
2、水解酸化無法破環(huán)的,增加高級(jí)氧化預(yù)處理。
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