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反硝化池脱氮效率差 是什么原因?

栏目:公司新闻 发布时间:2022-09-29

【社区案例】缺氧池反硝化看着还可以啊,产生的小气泡很多,打上来观察一下,一会就浮着一层泥,但是总氮还是非常高,是什么原因?

氧池脱氮效率差,其实TN超标的问题重合度很高,颜胖子之前写过很多氨氮和TN的文章,反硝化脱氮效率低的问题并也不是很复杂,对照文内原因一一对应就行了,本文增加了一些公式的推导,让小伙伴们能更深刻的理解所写的内容!

一、缺少碳源

对于脱氮系统,反硝化池中理论上只要CN比为2.86时,就可以完全脱氮,如果再加上微生物自身生长,CN比为3.70时可以完全脱氮公式如下:

假设C为甲醇,甲醇氧化的过程可用(1)式所示,

CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O1

1、反硝化的时候,如果不包含微生物自身生长,方程式非常简单,通常以甲醇为碳源来表示。

6NO3-+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH-2

由(1)式可以得到甲醇与氧气(即COD)的对应关系:1mol甲醇对应1.5mol氧气,由(2)式可以得到甲醇与NO3-的对应关系,1mol甲醇对应1.2molNO3-,两者比较可以得到,1molNO3--N对应1.25molO2,即14gN对应40gO2,因此C/N=40/14=2.86

2、反硝化的时候,如果包含微生物自身生长,如(3)式所示。

NO3-+1.08CH3OH→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-3

同样的道理,我们可以计算出C/N=3.70

但是理论终究是理论,并没有考虑内回流所携带的氧气。正常情况下,反硝化菌只有在消耗完内回流携带的氧气之后才进行反硝化,所以,这一部分的氧气也是消耗了碳源,所以在一些手册中也给予了规定,要求AO脱氮工艺的CN比控制大于4,实际运行中CNCODTN)比一般控制在4~6,缺少碳源,是我目前遇到很多朋友TN不达标的最多的原因之一!

解决办法:按CN4~6,投加碳源

二、回流比过小

其实在反硝化脱氮中,回流比与碳源都是站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是内回流比。公式推导:

推导这个公式之前,咱们需要设置一些前提条件!假设进水硝态氮是0,反硝化脱氮完全,而硝化液回流中TN(硝态氮)含量与出水的TN(硝态氮)含量是相同的,那么反硝化脱氮的量为进入反硝化池的氮的总量为(r+RQTN出,根据物质守恒定律:进水TN等于出水TN+反硝化脱氮+细菌同化消耗的氮源的和!公式如下:

QTN=QTN+r+RQTN+TN同化

对于细菌同化消耗的氮源,我们忽略不计!那么公式就变为:

QTN=QTN+r+RQTN↓TN/TN=1/1+r+R)~将公式带入脱氮效率公式:

η=TN-TN出)/TN

↓η=1-TN/TN↓η=[(1+r+R-1/1+r+R↓η=r+R/1+r+R

因为外回流比控制的比较小(30-50%),所以我们一般会省略为η=r/(1+ r)

根据公式来看,在碳源充足的情况下,反硝化的脱氮效率只和内回流有关系!内回流的大小决定了脱氮效率。

目前的脱氮工艺,我们应用的都是前置反硝化及变种,但是内回流再大,都会有部分硝态氮随着水流走的,并不能达到100%的硝化液回流!所以我们会将其控制在一个合适的范围!

过低的内回流比会导致脱氮效率下降,出水TN超标,但是过高的内回流,一方面会携带更多的DO,消耗碳源和破坏缺氧环境,并且导致电费增长,在内回流比大于600%时,内回流的提高,脱氮效率并不会提高很多,导致性价比比较差!

解决办法:

在保证脱氮效率的情况下结合DO影响及性价比的关系,一般控制在200~400%,有的脱氮工艺是内外回流合并在一起的,内外回流比也要控制在这个范围,这个范围既保证了污泥的回流,也保证了硝化液的回流,保证反硝化的脱氮效率!

三、反硝化池环境破坏

这种情况的出现的标志是,反硝化池DO大于0.5,破坏了缺氧环境,使兼性异养菌优先利用氧气来代谢,硝态氮无法脱除,整体导致TN的升高,反硝化池缺氧环境破坏,后面往往带来的可能是氨氮的超标,原因是硝化细菌无法形成优势菌种,不过曝气池足够大,还是没有问题的!

解决办法:

1、内回流过大,导致携带DO过多的,调小内回流比或者关小内回流处曝气。

2、其他问题导致的DO高,例如进水与水面相隔过高,导致跌落充氧,要减少高度差等。

四、反硝化反应时间不够

在设计规范中反硝化池的水力停留时间(HRT)要求在210h,也就是最低的HRT要控制在2h以上,低于最低停留时间反硝化会进行的不彻底!

解决办法:

1、超出设计标准的进水量导致的HRT缩短,可以考虑增加反硝化池的容积,例如新建或者将一些过余的建筑改成反硝化池。

2、污泥回流导致的HRT缩短,在实际中水力停留时间的计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,过大的污泥回流会导致反硝化的HRT不足,这一点很少有人去考虑,其实污泥回流并不需要控制很大,控制的越大,回流污泥浓度越小,回流中水越多!这种情况可以适当控制污泥回流比来解决。

五、脱氮效率过高

在设计规范中脱氮效率一般在6085%,问题中一级AO脱氮效率已经超过了90%,对于市政污水来说已经很不错了,但是在高氨氮的工艺废水中,要求TN达到一级A,对一级AO工艺来说有点强人所难了。

解决办法:

采用二级或者多级AO的工艺来解决。