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AAO工艺中氮、磷在各个阶段的存在形态、含量变化、去除策略

发布于:2025-01-14 06:50:14 来自:环保工程/水处理 [复制转发]

AAO工艺中氮、磷在各个阶段的存在形态、含量变化、去除策略

一、厌氧段

1.存在形态

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有机氮是污水中含氮有机物(如蛋白质、尿素等)中的氮元素形式。在厌氧环境下,微生物的氨化作用使得部分有机氮转化为氨氮。例如,蛋白质在蛋白酶的作用下分解为氨基酸,氨基酸再经过脱氨基作用产生氨氮。此时,污水中的氮主要以氨氮和尚未被分解的有机氮形态存在。这一阶段的氨氮包括原污水中自带的氨氮以及新产生的氨氮,它们以铵离子和游离氨的形式溶解在水中。

2

聚磷菌在厌氧条件下,为了获取能量维持生存,将体内储存的聚磷酸盐通过水解反应分解。聚磷酸盐是一种含有多个磷酸根的高分子聚合物,水解后释放出正磷酸盐。同时,污水中的有机磷化合物(如磷脂等)在厌氧微生物的分解作用下,也会转化为正磷酸盐。这些正磷酸盐以可溶性的离子形式存在于污水中。

2.含量变化

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由于有机氮的氨化反应,氨氮的含量会有所增加。不过,从整体的氮元素含量来看,并没有因为化学反应而减少或增加,只是有机氮向氨氮的转化导致了形态上的变化。例如,若原污水中有 10mg/L 的有机氮,经过氨化作用可能会有部分有机氮转化为氨氮,使氨氮含量从原本的 5mg/L 增加到 8mg/L,但总氮含量仍在 10mg/L 左右(假设没有其他氮的输入或输出)。

2

聚磷菌的释磷作用使得污水中的总磷浓度逐渐升高。这是因为聚磷菌释放出的正磷酸盐增加了水中磷的含量。假设初始污水总磷为 5mg/L,经过聚磷菌的释磷过程后,总磷含量可能会升高到 8mg/L。

3.去除策略

从时间角度考虑,适当延长厌氧段的水力停留时间(HRT)有助于有机氮的充分氨化和聚磷菌的充分释磷。一般来说,厌氧段的 HRT 可以控制在 1 - 2 小时,但具体时长需要根据污水的性质(如有机物含量、氮磷浓度等)进行调整。

控制进水的有机物浓度和成分也很重要。合适的有机物组成能够为氨化反应提供良好的底物,同时有利于聚磷菌的代谢活动。如果有机物浓度过低,氨化反应和聚磷菌的释磷过程可能会受到限制;反之,过高的有机物浓度可能会导致厌氧环境的恶化,如产生过多的挥发性有机酸,影响微生物的生存环境。

二、缺氧段

1.存在形态

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主要的存在形态是硝酸盐氮。这是因为好氧段产生的硝酸盐氮通过内回流被输送到缺氧段。在污水中,硝酸盐氮以离子形式存在,它是硝化反应的产物,在缺氧环境下将作为反硝化反应的底物。

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磷依旧主要以可溶性正磷酸盐的形态存在。由于缺氧条件下聚磷菌的吸磷和释磷作用一般不显著,所以磷的存在形态基本保持为正磷酸盐,均匀地溶解在污水中。

2.含量变化

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当含有硝酸盐氮的混合液通过内回流进入缺氧段时,硝酸盐氮的浓度会瞬间升高。随着反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源,将硝酸盐氮逐步还原为氮气,硝酸盐氮的浓度会迅速降低。例如,若内回流带入的硝酸盐氮浓度为 20mg/L,经过一段时间的反硝化反应后,硝酸盐氮浓度可能会降低到 5mg/L 以下。

2

正常情况下,聚磷菌在缺氧段既不吸收磷也不释放磷,所以磷含量基本保持稳定。但在实际运行过程中,一些因素可能会导致磷含量有小幅度波动。比如,当缺氧区的溶解氧略微升高时,可能会影响聚磷菌的代谢状态,导致其少量吸磷或释磷;或者当污水的成分发生变化,如含有特殊的微生物代谢抑制剂时,也可能会使磷含量出现波动。不过总体而言,这种变化相对较小,磷含量通常在一个相对稳定的范围内。

3.去除策略

内回流比的合理控制至关重要。内回流比是指从好氧区回流到缺氧区的混合液流量与进水流量之比。一般内回流比在 200% - 400% 之间较为合适。适当提高内回流比可以使更多的硝酸盐氮进入缺氧区进行反硝化反应,但过高的回流比可能会导致缺氧区溶解氧升高,从而抑制反硝化菌的活性。

确保污水中有足够的可生物降解有机物作为碳源是保证反硝化反应顺利进行的关键。当进水的碳源不足时,可以考虑外加碳源。常用的外加碳源有甲醇、乙酸、葡萄糖等。以甲醇为例,根据反硝化反应的化学计量关系,每还原 1g 硝酸盐氮大约需要 2.47g 甲醇。在实际应用中,需要根据污水的水质和处理要求,精确计算和控制外加碳源的投加量。

三、好氧段

1.存在形态

1

在好氧段,氨氮(和)是初始的主要存在形态之一,它包括入流污水中的氨氮以及厌氧段产生的氨氮。随着硝化反应的进行,氨氮在硝化细菌的作用下被氧化为硝酸盐氮。硝化细菌主要包括亚硝酸菌和硝酸菌,亚硝酸菌先将氨氮氧化为亚硝酸盐氮,然后硝酸菌再将亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮。所以在好氧段,氮的存在形态从氨氮逐渐转变为硝酸盐氮。

2

聚磷菌吸收水中的溶解性正磷酸盐,并将其转化为不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来。在细胞内,多聚正磷酸盐以颗粒的形式存在,这使得磷从污水中的可溶性离子形态转变为聚磷菌体内的储存形态。

2.含量变化

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氨氮含量随着硝化反应的进行逐渐降低。例如,若好氧段初始氨氮浓度为 10mg/L,经过一段时间的硝化反应后,氨氮浓度可能会降低到 1mg/L 以下。同时,硝酸盐氮含量逐渐升高,从几乎为零开始,随着硝化反应的推进,硝酸盐氮浓度可能会升高到 15mg/L 左右(假设全部氨氮都被氧化为硝酸盐氮)。

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聚磷菌的超量吸磷作用使得污水中的磷含量以较快的速度下降。假设好氧段初始磷浓度为 5mg/L,经过聚磷菌的吸收后,出水磷浓度可能会降低到 0.5mg/L 以下,达到较好的除磷效果。

3.去除策略

溶解氧(DO)水平的控制是好氧段运行的关键参数之一。一般来说,好氧段的溶解氧应控制在 2 - 3mg/L 之间。过低的溶解氧会影响硝化细菌的活性,导致硝化反应不完全,氨氮去除效率降低;而过高的溶解氧可能会使聚磷菌的吸磷效率下降,同时增加曝气成本。可以通过调整曝气设备的运行参数(如曝气强度、曝气时间等)来控制溶解氧水平。

污泥龄(SRT)的控制对于好氧段的微生物生长和氮磷去除也非常重要。硝化菌生长缓慢,需要较长的污泥龄来维持其在活性污泥中的数量,一般污泥龄控制在 15 - 20 天左右。同时,也要兼顾聚磷菌和反硝化菌的生长。如果污泥龄过长,可能会导致污泥老化,微生物活性下降;而污泥龄过短,则无法满足硝化菌的生长需求,影响氨氮的去除效果。

好氧段的水力停留时间(HRT)也需要合理设置。通常好氧段水力停留时间在 6 小时左右,但具体时长应根据污水的性质、处理要求以及微生物的生长情况等因素进行调整。足够的水力停留时间可以保证硝化反应和聚磷菌的吸磷反应充分进行,提高氮磷的去除效率。


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只看楼主 我来说两句抢地板
  • yj蓝天
    yj蓝天 沙发

    资料不错,学习了,谢谢楼主分享

    2025-01-15 19:24:15

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    赞同0
  • tumux_2993
    tumux_2993 板凳
    AAO 工艺是一种常用的污水处理工艺,其中氮、磷的去除是重要的处理目标。在 AAO 工艺中,氮、磷的存在形态和含量变化受到多种因素的影响,包括进水水质、污泥特性、运行参数等。在厌氧阶段,污水中的有机物被微生物利用,产生了大量的挥发性脂肪酸(VFAs)。同时,氮主要以氨氮(NH4 -N)的形式存在。在这个阶段,磷被聚磷菌吸收,并以聚磷酸盐的形式储存起来。在缺氧阶段,反硝化菌利用硝酸盐(NO3--N)作为电子受体,将氨氮转化为氮气(N2),从而实现脱氮的目的。同时,聚磷菌释放出储存的聚磷酸盐,利用有机物进行生物合成,并吸收磷。在好氧阶段,硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐,同时吸收磷。在这个阶段,需要充足的氧气供应和合适的污泥浓度,以确保硝化和聚磷菌的生长和代谢。为了有效去除氮、磷,需要根据进水水质和处理要求,合理调整工艺参数,如污泥龄、溶解氧浓度、回流比等。同时,还需要定期监测水质指标,如氨氮、硝态氮、总氮、总磷等,以确保处理效果。关于具体的规范规定,我可以提供一些常见的规范和规定,如《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)、《室外排水设计规范》(GB 50014-2006)等。这些规范中包含了对氮、磷去除的要求和相关的设计计算方法。在实际工程中,需要根据具体情况进行详细的设计和运行管理,以确保 AAO 工艺能够有效地去除氮、磷,并达到排放标准的要求。同时,还需要不断关注技术的发展和新的规范要求,以保证工艺的先进性和可靠性。
    2025-01-15 16:56:15

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这个家伙什么也没有留下。。。

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