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为什么硝化作用会崩溃?本文告诉你!

目录:常见问答发布时间:2020-07-25 09:48点击率:

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一,硝化反应的影响因素

1.污泥负荷F / M和污泥龄SRT

生物硝化是一个低负荷过程,F / M一般为0.15 kgBOD / (kgMLVSS·d)以下。负载越低,硝化作用进行得越充分,NH3-N转化为NO3-N的效率就越高。有时,为了使出水NH3-N非常低,甚至使用F / M为0.05kgBOD /(kgMLVSS·d)的超低负荷。

对应于低负荷,生物硝化系统的污泥龄SRT通常较长,主要是因为硝化细菌繁殖缓慢且产生周期长。如果不能耕种,将无法获得硝化作用。在实际操作中,控制多少SRT取决于温度等因素。但一般情况下,为获得理想的硝化效果,SRT应至少为15d。

2.回流比R和水力停留时间T

生物硝化系统的回流比通常比传统的活性污泥法大。这主要是因为生物硝化系统中的活性污泥混合物已经包含大量的硝酸盐。 。

生物硝化系统曝气池的水力停留时间Ta通常比传统的活性污泥法长至少8h。这主要是因为硝化速率远低于有机污染物的去除速率,因此需要更长的反应时间。

3.溶解氧DO

硝化过程混合物的DO应控制在2.0 mg / L,通常在2.0至3.0 mg / L之间。当DO小于2.0时mg / L,将抑制硝化作用;当DO小于1.0 mg / L时,硝化作用将被完全抑制并趋于停止。由于多种原因,生物硝化系统需要维持高浓度的DO。首先,硝化细菌是专性需氧细菌,厌氧时会停止生命活动。与分解有机物的细菌不同,大多数细菌都是兼性细菌。其次,硝化细菌的吸氧率远低于分解有机物的细菌。如果不能保持足够的氧气,硝化细菌将“竞争”所需的氧气。此外,绝大多数硝化细菌都嵌入污泥絮凝物中。只有在混合溶液中保持较高的溶解氧浓度,溶液才能被“挤压”到絮凝物中,以促进硝化细菌的吸收。

通常,NH3-N向NO3-N的转化率约为4.57g / g。对于典型的城市污水,生物硝化系统的实际供氧量通常高于传统的活性污泥法。高于50%,取决于进水中TKN的浓度。

4.硝化率

生物硝化系统的一个特殊过程参数是硝化率,硝化率是指每天每单位重量活性污泥转化的氨氮量,通常用NR表示,单位通常是gNH3-N /(gMLVSS·d)。 NR值取决于活性污泥中硝化细菌的比例,温度和许多其他因素,典型值为0.02 gNH3-N /(gMLVSS·d),即每天每克活性污泥约0.02 gNH3-N转换为NO3-N。

5. BOD5 / TKN对硝化的影响

TKN是指水中有机氮和氨氮的总和。进水中BOD5与TKN的比例是影响硝化作用的重要因素。 BOD5 / TKN越大,活性污泥中硝化细菌的比例越小,硝化率NR越小,相同运行条件下的硝化效率越低;相反,BOD5 / TKN越小,硝化效率越高。典型城市污水的BOD5 / TKN约为5-6。此时,硝化细菌在活性污泥中的比例约为5%。如果污水的BOD5 / TKN提高到9,硝化细菌的比例将降低到3%;如果BOD5 / TKN降低到3,硝化细菌的比例可高达9%。其次,当BOD5 / TKN变小时,由于硝化细菌比例的增加,一些细菌将从污泥絮凝物中分离出来并处于游离状态。总之,当BOD5 / TKN太小时,虽然硝化效率提高了,但出水的澄清度却降低了。 BOD5 / TKN过大时,虽然清晰度提高,但硝化效率降低。因此,对于一个生物硝化系统,有一个最佳的BOD5 / TKN值。许多污水处理厂的运行实践发现,BOD5 / TKN的最佳范围是2〜3。

6.效果pH和碱度对硝化的影响

硝化细菌对pH反应非常敏感。在pH 8-9的范围内,生物活性最强。 <6.0或9.6,硝化细菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。在生物硝化系统中,应将混合溶液的pH值控制在7.0以上。当pH小于7.0时,硝化速率将显着降低。当pH值小于6.5时,必须向污水中添加碱。

混合溶液的pH值下降可能有两个原因。一种是强酸排放到进水中,这导致进水污水的pH降低,因此混合溶液的pH也降低。如果没有强酸排出,则正常的城市污水应为碱性,即pH值通常大于7.0。此时,混合溶液的pH值主要取决于进水的碱度。从硝化反应方程式可以看出,随着NH3-N转化为NO3-N,将产生一部分矿化的酸度H +,而这部分酸度将消耗部分碱度,每克NH3 -N转化为NO3-N大约消耗了7.14g碱度(以CaCO3计算)。因此,当污水中的碱度不足并且TKN负荷高时,污水中的碱度将被耗尽,并且混合溶液的pH将被降低至7.0以下,从而硝化率降低或被抑制。

7.有毒物质对硝化的影响

一些重金属离子,复合阴离子,氰化物和某些有机物会干扰或破坏硝化细菌的正常生理活动。当这些物质在污水中的浓度很高时,将抑制生物硝化的正常运行。例如,当铅离子大于0.5 mg / L,苯酚大于5.6 mg / L,硫脲大于0.076 mg / L时,硝化作用会受到抑制。有趣的是,当NH3-N的浓度大于200mg / L时,也会抑制硝化作用,但是城市污水中通常没有这么高的NH3-N浓度。

8.温度对硝化作用的影响

硝化细菌对温度变化也非常敏感。在5〜35°C的范围内,硝化细菌可以进行正常的生理和代谢活动,并且随着温度的升高,生物活性也随之增加。在约30°C时,其生物活性增加到最大,而在低于5°C时,其生理活性完全停止。在生物硝化系统的运行和管理中,当污水温度高于16℃时,可以使用8〜10d的泥龄;但当温度低于10℃时,泥龄SRT应增加到12〜20d。

其次,影响硝化细菌生长和硝化效率的化学物质

1,无机氮化合物

1)主要是游离氨(FA):游离氨对两种硝化细菌的抑制作用不同。对于亚硝酸盐细菌,FA抑制的质量范围为10-150 mg / L,而对于硝酸盐细菌,该范围仅为0.1-1.0 mg / L。

2)游离亚硝酸:在水中,亚硝酸盐以游离和离子形式存在。游离亚硝酸盐是硝化细菌的主要底物,也是亚硝酸盐氧化细菌的抑制剂。游离亚硝酸对氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的生长和繁殖具有一定的毒性,游离亚硝酸对亚硝酸盐细菌的抑制浓度为0.06 mgN / L,对硝酸盐细菌也有抑制作用。它是2.8mgN / L。与硝化细菌相比,硝化细菌具有更强的适应性。

2.消毒剂

1)氯酸盐:初始抑制浓度(以氯酸钾为例)约为0.001至0.01 mmol / L(约0.1225-1.225 mg / L)。 ;当完全抑制的浓度以ClO3-浓度计为1-10 mmo l / L时,硝化细菌被完全抑制。

2)亚氯酸盐:当亚氯酸盐的浓度为3 mmol / L时,可以完全抑制硝酸盐细菌。

3)(重)金属

当水被Cr,Cd,Cu,Zn,Pb,Ag,As等重金属污染时,硝化作用将受到抑制。原因可能是重金属影响硝化过程中的酶活性,从而影响正常的生理过程,例如硝化细菌的转录,导致硝化细菌的硝化效率下降甚至死亡。

一些学者认为汞主要表现为抑制蛋白质和核酸等生物大分子的合成,诱变作用,阻止细胞分裂,抑制生物氧化和运动。铅会引起细胞膜损伤并破坏营养物质的运输。 Cd的诱变作用导致DNA链断裂。高浓度的锰会干扰细胞中镁(II)的运输。铜离子螯合巯基并干扰细胞蛋白质或酶的结合;六价铬通过细胞膜的硫酸盐通道进入细胞,当六价铬在细胞质中还原为三价铬时产生的氧化应激会导致蛋白质和DNA损伤。一些重金属对硝化的抑制作用大致如下:EC50:效应浓度的一半,可导致50%的受试者产生特定剂量的药物作用。

IC50:抑制浓度的一半,即药物抑制细胞生长,病毒复制等所需的浓度的50%。

4.苯酚

苯酚对硝化具有抑制作用。当苯酚2,4-二氯苯酚共存时,会产生叠加的抑制作用。许多学者表明,苯酚对硝化反应的抑制率为一半,即IC50约为20mg / L。

5。硝化抑制剂

在农业中,硝化抑制剂通常用于氮肥,以抑制肥料中氮的硝化损失。该过程具有明显的抑制作用,主要是:ATC(4-氨基-1,2,4-三唑),叠氮化钾,2-氯-6-(三氯甲基)吡啶,2-氨基-4-氯-9-甲基吡啶,硫代噻唑,双氰胺,硫脲-N-2,5-二氯苯基琥珀酰胺,4-氨基-1,2,3-三唑盐酸盐,am基于硫脲的.。

这些物质通常属于硫化合物,N杂环化合物和双氰胺化合物。由于其特殊的化学结构,这些物质会影响硝化过程中氨单加氧酶(AMO)的氧化过程,从而影响硝化过程。当这些硝化抑制剂通常用于农业时,其用量为总氮的约0.1%-1%,这可能对硝化过程产生显着的抑制作用。

3.分析和消除硝化系统中的异常问题

现象1:硝化系统中混合液的pH值降低,硝化效率降低,并且NH3-废水中的氮浓度增加。

原因和解决方法如下:

1碱度不足。检查第二个沉淀池废水中的碱度。如果小于20mg / L,则可以判断为碱度不足。

2从污水中排放酸性废水。检查进水的pH值,如果pH值太低,说明酸性废水已排放,并采取石灰中和等临时措施,同时加强上游污染源的管理。

现象2:混合溶液的pH值正常,但硝化效率降低,出水中的NH3-N浓度增加。

原因和解决方法如下:

1氧气供应不足。检查混合溶液的DO值是否小于2mg / L。如果DO太低,请增加通气量。

2温度太低。检查进水或混合液温度是否明显降低,影响硝化效果。应对措施可以是增加投入运行的曝气池的数量或增加混合液浓度ML VSS。

3流入TKN负载太高。检查进水污水中TKN的浓度是否升高。如果增加,则应增加要投入运行的曝气池的数量或曝气池的MLVSS,并同时增加曝气量。

4硝化细菌数量不足。首先检查污泥是否过多,如果污泥量太大,减少污泥量;其次,检查污泥是否由于某种原因浮在二级沉淀池中,造成污泥流失,并采取控制措施。如果不是以上两个原因,请检查流入的污水BOD5 / TKN是否过大,从而降低MLVSS中硝化细菌的比例。它会增加主水槽的停留时间并降低BOD5 / TKN值。

现象3:活性污泥的沉降速度太慢。

原因和解决方法如下:

1污泥中毒。检查活性污泥的耗氧率SOUR和硝化率NR是否降低。如果减少量过多,则应确认污泥中毒,并应寻求污水中毒的来源,以加强上游污染源的管理。

2污泥膨胀。

现象4:第二种沉积物的流出物是浑浊的,并带有针状絮状物。

原因和解决方案如下:

1二次沉淀废水的浊度系统是由于活性污泥中硝化细菌的比例较高,可以适当增加BOD5 / TKN值,但最好不要影响硝化效果。

2由于生物硝化系统的低负荷或超低负荷过程,活性污泥的沉降速度过快,无法有效地捕获一些游离的细小絮凝物,因此不可避免地要携带流出物中的针状絮状物。控制针状絮状物的有效措施是增加污泥排放量和降低SRT,但这不可避免地会影响硝化效果,并使出水NH3-N超过标准。在实际操作中,首先应权衡解决针刺问题的重要性或保持有效硝化的重要性,然后采取操作控制措施。

6)分析测量和记录

除了传统活性污泥法的检测项目外,生物硝化系统还应添加以下项目:

1 TKN:包括进水和出水的TKN值。混合样品应至少每天一次。

2 NO-3-N:第二个沉淀池废水中的主要NO-3-N测量值应为混合样品,至少每天一次。

3pH:每天测量几次混合溶液的流出pH值,并且可以根据过程控制的需要随时进行检测。

4碱度:包括进水的总碱度和次要沉淀废水的总碱度,至少每天一次进行混合采样。

5NR:定期测量混合溶液的硝化率NR。每周一次,或根据过程控制的需要,随时进行测量。

四,实际运行中硝化系统失衡的情况

1.有机物引起的氨氮超标

CN比小于3的污水由于反硝化过程要求CN比为4-6,因此有必要添加碳源以提高反硝化的完整性。当时添加的碳源是甲醇。由于某种原因,甲醇储罐的出口阀脱落,大量甲醇进入A池,导致曝气池中大量泡沫,废水中的COD和氨氮猛增,系统崩溃。 。

分析:大量的碳源进入A池,无法进行反硝化,并进入曝气池,因为底物充足,异养细菌需氧代谢,大量的氧气和微量元素被消耗掉了,因为硝化细菌是细菌,新陈代谢能力差,氧气被打乱,不能形成显性菌株,因此硝化反应受到限制,氨氮增加。

解决方案:

1)立即停止爆炸用的水流入并持续打开内部和外部回流

2)停止压泥以确保污泥浓度

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3)如果有机物引起非丝状细菌膨胀,则可以添加PAC来增加污泥的絮凝剂,并可以添加消泡剂以消除冲击泡沫

2 。由内部回流引起的氨氮超出标准

作者目前遇到由内部回流引起的氨氮过多的两个原因:内部回流泵出现电气故障(现场跳闸停机会发出运行信号),机械故障(叶轮脱落)和人为原因((未测试内部回流泵的正向和反向旋转,并且场景反向)。

分析:内部的氨氮过多回流也可归因于有机物的影响,因为没有硝化液,仅在A池中由外部回流携带少量硝酸盐氮,这通常是厌氧环境。碳源只会被水解和酸化,不会完全代谢为二氧化碳而逃逸。因此,大量有机物进入曝气池,导致氨氮上升。

解决方案:

内部回流问题很容易找到。您可以使用数据和趋势来确定是否是由内部回流引起的问题:O池出口处的初始硝态氮增加,A池中的硝态氮减少至0,pH降低等,因此解决方案分为三种情况:

1)及时发现问题,可以维修内部回流泵。

2)内部回流导致氨氮上升,检修内部回流泵,停止或减少爆炸用水

3)硝化系统崩溃,如果条件更紧急,可以停止进水,可以添加类似于反硝化系统的生化污泥以加快系统恢复速度。

3。氨氮由于pH值低而超出标准

作者目前遇到3例氨氮由于pH值低而超过标准:

1)内部回流太大或内部回流处的曝气太大,会导致将大量氧气带入A池,破坏缺氧环境,反硝化细菌的需氧代谢,某些有机物质被需氧代谢,严重影响了反硝化的完整性,因为反硝化可以补偿硝化反应代谢的一半碱度,所以低氧环境的破坏导致碱度降低和pH降低,这低于硝化细菌的适当pH值。硝化反应被抑制后,氨氮增加。一些同事可能会遇到这种情况,但从没有找到理由。

2)进水中CN比例不足也是由于反硝化作用不完全,导致碱度降低,导致pH下降。

3)由于进水口碱度的降低导致PH值的连续降低。

分析:pH降低引起的氨氮超标,实际发生的可能性相对较低。由于pH值不断降低是一个过程,因此一般操作人员在没有问题时会开始添加碱来调节PH。

解决方案:

1)低pH值的问题实际上非常简单。发现如果pH连续下降,则必须开始添加碱以维持PH,然后通过分析找到它。原因。

2)如果pH值太低,则会导致系统崩溃。目前,当作者暴露于5.8至6的pH值时,硝化系统尚未崩溃,但会及时添加PH。补充系统的PH,然后分解或添加相同类型的污泥。

4. DO引起的氨氮太低。

我操作的废水是高硬度废水,特别容易结垢。一段时间后,曝气头会堵塞,导致DO不能一直升高,导致氨氮增加。

分析:原因很简单。曝气的作用是充氧和搅动。曝气头的堵塞会同时受到影响。硝化反应是有氧代谢,必须确保曝气池中的溶解氧。正常操作只能在适当的环境中进行,但溶解氧太低会导致硝化受阻,氨氮超过标准。

解决方案:

1)更换充气头,如果由于低硬度操作问题而造成的堵塞,可以考虑采用此方法

2)改型为大型孔式曝气机(氧气利用率过低,风扇余量大且钱不菲的企业可以考虑)或喷射式曝气机(仅使用监控池中的水作为动力流体,尤其是高硬度污水,请记住!)

5.泥龄造成的氨氮超过标准

目前,作者遇到两种情况:

1)泥浆压力过高导致氨氮上升。

2)污泥回流不均匀,两个系统之间的污泥回流差异太大,导致污泥回流较少的一侧氨氮增加。

分析:压力污泥过多和污泥回流太少会导致污泥年龄降低,因为细菌有一个生长期,而SRT低于生长期,这会导致细菌没有生长期。由于无法形成优势细菌,因此无法去除相应的代谢产物。平均泥龄是细菌产生的3-4倍。

解决方案:

1)减少水的流入或爆炸

2)添加相同类型的污泥(通常使用1、2片(效果是更好)

3。如果问题是由于污泥回流不平衡引起的,请减少进水量或问题系列的爆裂,并在确保正常系列操作的条件下将部分污泥返还给问题。系列

6.氨氮冲击导致的氨氮超过标准

这种情况通常仅在工业污水或工业污水进入生活污水管网的系统中遇到。情况是上游汽提塔的控制温度降低,导致进水氨氮突然升高,脱氮系统崩溃,废水中氨氮超标,氨气中的氨味污水处理场所特别坚固(一部分游离氨会逸出)。

分析:氨氮的影响尚无明确的解释。细菌的作用较弱,但是当FA(游离氨)的浓度为10〜150mg / L时,它开始抑制AOB(氨氧化细菌/亚硝酸细菌),而游离氨(FA)影响NOB(亚硝酸盐)氧化细菌/硝酸细菌的影响更为敏感,游离氨(FA)对NOB(亚硝酸盐氧化细菌/硝酸细菌)的抑制作用为0.1至60 mg / L。众所周知,硝化反应是由硝酸盐引起的。硝酸盐细菌直接完全抑制了亚硝酸盐细菌,这可能导致硝化系统的崩溃。

解决方案:

在保证PH值的情况下,以下三种方法可以同时更好,更快地工作

1)降低水蒸气中氨氮的浓度系统

2)添加相同类型的污泥

3)爆炸

7.太低的温度导致氨氮超标

这是大多数情况,发生在北方没有隔热或供暖的污水处理厂,因为水温低于硝化细菌的合适温度,并且由于冬季新陈代谢缓慢,MLSS不会升高,导致氨氮去除率降低。

分析:细菌对温度的要求比人类低,但也有底线。特别是对于自养硝化细菌而言,工业废水相对较少,因为工业生产产生的废水温度不会因为环境温度的变化波动很大,而生活污水的温度基本上受环境温度控制。冬季进水温度非常低,特别是昼夜温差往往低于细菌新陈代谢所需要的温度,使细菌处于休眠和硝化状态。

解决方案:

1)将罐体埋入设计阶段(较小的污水处理比较合适)

2)预先增加污染负载

3)进水加热,如果有均质的调节水箱,可以在水箱中加热,因此波动较小,如果是直接进水,电加热或蒸汽换热可以使用混合或混合来提高水温。这需要更精确的温度控制,以控制进水温度的波动。

4)曝气加热技术相对比较小,到目前为止尚未见过。实际上,当压缩和吹送空气时,温度已经升高。如果曝气管可以承受,则可以考虑加热压缩空气以提高生化池温度。

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