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      行業新聞

      什么是生物處理技術以及什么是生物脫氮工藝?

      作者:邁特環保 來源:本站 時間:2022-08-31 08:21:47 瀏覽次數:

      生物處理技術的目的是去除有機物植物性營養物以及通過生物絮凝去除膠體,同時也可以獲得能量和產品。其主要機理是微生物代謝。生物處理工藝廣泛應用于城市污水和各類有機工業廢水處理。按照微生物對氧的需求,生物法分為好氧、厭氧(含缺氧)兩類;按微生物生長方式分為懸浮生長、固著生長、混合生長3類。還可以按照操作條件和用途分類。常用的好氧生物處理工藝包括:普通活性污泥法、氧化溝、間歇式活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉盤以及曝氣生物濾池常用的厭氧生物處理工藝包括:水解酸化池、普通厭氧消化池、厭氧接觸法、厭氧濾池、升流式厭氧污泥床反應器(UASB)、厭氧流化床以及EGSB反應器、IC反應器等。通常在廢水處理工程實踐中,往往是將厭氧、缺氧、好氧工藝進行合理組合,以彌補不同處理方法的缺陷,達到理想的處理效果。A/O脫氮工藝、A/A/O同步脫氮除磷工藝等都是多種處理方法相結合的組合工藝。

          生物處理技術的目的是去除有機物植物性營養物以及通過生物絮凝去除膠體,同時也可以獲得能量和產品。其主要機理是微生物代謝。生物處理工藝廣泛應用于城市污水和各類有機工業廢水處理。按照微生物對氧的需求,生物法分為好氧、厭氧(含缺氧)兩類;按微生物生長方式分為懸浮生長、固著生長、混合生長3類。還可以按照操作條件和用途分類。常用的好氧生物處理工藝包括:普通活性污泥法、氧化溝、間歇式活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉盤以及曝氣生物濾池常用的厭氧生物處理工藝包括:水解酸化池、普通厭氧消化池、厭氧接觸法、厭氧濾池、升流式厭氧污泥床反應器(UASB)、厭氧流化床以及EGSB反應器、IC反應器等。通常在廢水處理工程實踐中,往往是將厭氧、缺氧、好氧工藝進行合理組合,以彌補不同處理方法的缺陷,達到理想的處理效果。A/O脫氮工藝、A/A/O同步脫氮除磷工藝等都是多種處理方法相結合的組合工藝。

      生物脫氮工藝:

          廢水中的氮主要以氨氮和有機氮形式存在,通常不含或僅含有少量的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。在未經處理的廢水中,氮有可溶性的或顆粒狀的??扇苄杂袡C氮主要以尿素和氨基酸的形式存在。一部份顆粒性有機氮在初沉池中可以去除。在生物處理過程中,大部分顆粒性有機氮轉化成氨氮和其它無機氮。

      活性污泥法(A/O工藝)是生物脫氮的主要形式。生物脫氮主要是靠一些專性細菌實現氮的形態轉化,末了生成無害的氮氣,從水體中脫出。

      工藝原理

      1.氨化:在氨化菌的作用下,有機氮化合物分解,轉化為NH3-N,以氨基酸為例,其反應式為:

             RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3

      2.硝化:生物硝化作用是利用化能自養微生物將氨氮氧化成硝酸鹽的一種生化反應過程。硝化作用由兩類化能自養細菌參與,亞硝化單胞菌首先將氨氮NH3-N氧化成亞硝酸鹽NO2--N,硝化桿菌再將NO2--N氧化成穩定狀態的硝酸鹽NO3--N。后一反應較快,一般不會造成NO2—N的積累。反應過程如下:

          (1)氨轉化為亞硝酸鹽:

          NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O-ΔE    ΔE=278.42kJ

          (2)亞硝酸鹽為硝酸鹽:

          NO2-+1/2O2→NO3-+2H+ -ΔE    ΔE=72.58kJ

          這兩個過程都是釋放能量過程,亞硝酸鹽和硝酸菌就是利用這兩個過程釋放的能量來合成新細菌體和維持正常的生命活動??偡磻綖椋?/span>

          NH4++2O2→NO3-+2H++H2O -ΔE    ΔE=351kJ

          綜合氨氧化和細胞體合成反應式如下:

          NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.88H2+1.04H2O

      3.反硝化

          生物硝化工藝可去除廢水中的有機氮和氨氮,出水中的氮以硝酸鹽的形式存在,本工程中不僅要去除有機氮和氨氮還要去除硝酸鹽氮,因此必須在生物硝化工藝的基礎上采用生物反硝化工藝,即A/O工藝。

      生物反硝化系指污水中的硝酸鹽,在缺氧條件下,被微生物還原為氮氣的生化反應過程,參與這一生化反應的微生物是反硝化細菌,這是一類大量存在于活性污泥中的兼性異養菌,如產堿桿菌、假單胞菌等菌屬均能均能進行生物反硝化。在有氧存在的好氧狀態下,反硝化菌能進行好氧生物代謝,氧化分解有機污染物,去除BOD5;在無分子氧但存在硝酸鹽的條件下,反硝化細菌能利用NO3-中的氧(又稱為化合態或硝態氧),繼續分解代謝有機污染物,去除BOD5,并同時將NO3-中的氮轉化為氮氣。

      反硝化過程分兩步進行:首先由硝酸鹽轉化為亞硝酸鹽,然后由亞硝酸鹽轉化為一氧化氮、氧化二氮和氮氣:

      NO3-→NO2-→NO→N2O→N2

      事實上這只是硝酸鹽還原的其中一個過程——異化過程。在異化過程的同時,還有一個同化過程,硝酸鹽轉化成氨氮用于細胞合成。在反硝化過程中要有含碳有機物作為該過程中的電子供體,碳源既可以是污水或細胞體內碳源,也可以外部投加。以采用甲醇作為碳源,反應過程如下:

      (1): 6NO2-+2CO2+4H2O

      (2):6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-

      總反應式為:

      6NO3-+5CH3OH→5CO2+3N2+7H2O+6OH-

      典型的同化作用反應如下:

      3NO2-+14CH3OH+CO2+3H+→3C5H7O2N+19H2O

      同化作用和異化作用綜合反應式為:

      NO2-+1.08CH3OH+CO2+H+→0.065C5H7O2N+0.47N2+2.44H2O+0.76CO2



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