氨化作用在什么條件下進行(污水脫氮原理及工藝詳解)

氮磷元素的大量排放會導致水的富營養化。因此，我國將氨氮和總磷作為評價污水處理廠處理效果的重要標。目前，污水處理主要是生物脫氮，其脫氮原理是將污水中的氮轉化為無害氮。

原理

總氮是指可溶性和懸浮顆粒中的氮含量，包括NO3-，NO2-和NH4 有機氮，如無機氮和氨基酸、蛋白質和有機胺。生物脫氮首先是在厭氧環境中，有機氮通過氨化轉化為氨氮，稱為氨化過程，在一般無數處理設施中容易完成；然后在好氧環境中，氨氮通過硝化轉化為硝氮；然后在缺氧環境中，硝氮通過反硝化轉化為氨，從水中逃逸。

主要工藝

主要工藝包括活性污泥法（A2O、氧化溝、SBR等)和生物膜法(生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤等。)對污水中的氮有很好的去除效果，但在工藝和操作上有一定的局限性和復雜性。

活性污泥法

>>>>A2O法

A2O厭氧一缺氧一好氧活性污泥法。在厭氧、缺氧、好氧三個不同功能分區的過程中，污水中的有機物在不同微生物菌群的作用下，N、P得到去除。A2O該方法是同步除磷脫氮最簡單的工藝，總水力停留時間短，在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下，能抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，SVI一般小于100，有利于處理后污水與污泥的分離，厭氧和缺氧段在運行中只需輕輕攪拌，運行成本低。

優點:該工藝是最簡單的同步脫氮除磷，總水力停留時間，總產量占地面積??；厭氧交替運行條件下，絲狀菌無大量增殖，無污泥膨脹；污泥含磷濃度高，肥效高；運行中不需要投藥，只需輕輕攪拌，運行成本低。

缺點：除磷效果難以改善，污泥生長有一定限度，不易改善；除氮效果難以進一步改善，內循環量不宜過高，否則會增加運行成本；沉淀池應保持一定濃度的溶解氧，減少停留時間，溶解濃度不宜過高，防止循環混合物干擾缺乏反應器。

>>>>氧化溝

氧化溝又稱連續循環反應器，是常規活性污泥法的改造和發展，是延遲曝氣法的特殊形式。

其主要功能是供氧；確保其活性污泥處于懸浮狀態，是污水、空氣和污泥的充分混合和接觸；以一定的流速（不少于0）推動水流.25m/s）保持氧化溝的凈化功能具有重要意義。氧化溝具有水質好、抗沖擊負荷強、除磷脫氮效率高、污泥穩定、能耗低、自動控制方便等優點。

但在實際運行過程中，仍存在污泥膨脹、泡沫、污泥浮動、流量不均勻、污泥沉積等一系列問題。

>>>>SBR

間歇活性污泥法簡稱SBR工藝，一個運行周期可分為進水、反應、沉淀、排水、閑置五個階段。這種一體化工藝的特點是工藝簡單。由于只有一個反應池，不需要二沉池、回流污泥和設備，一般沒有調節池，大多數情況下可以節省初沉池。

特點：
大多數情況下，無需設置調節池；SVI值低，易沉淀，一般不會產生污泥膨脹；通過調整運行模式，除磷脫氮反應；自動化程度高；處理效果優于連續性；單方投資少；占地面積大，處理水量小。

存在問題：A2O
氧化溝工藝池面積大，基礎設施成本高；污泥回流、沉淀工藝復雜，能耗大，普通小型污水廠難以承受，不適合污水廠改造。SBR該工藝需要高精度的傾倒器來保證出水水質，后續設置調節池來調節出水水量，對自動化要求較高。

>>>>生物膜法

生物濾池占地面積大，生物接觸氧化池固定載體施工維護困難，容易堵塞，給污水廠長期穩定運行帶來很大困難。生物轉盤處理水量小，更適合處理水量小的污水處理廠。

新型工藝

>>>>MBBR膜法

MBBR該工藝是基于生物過濾器和生物流化床工藝開發的。在充分發揮生物膜法和活性污泥法優勢的同時，克服了生物膜法經常遇到的填料堵塞和反沖洗的高能耗，也克服了活性污泥法的污泥損失，使其生物處理效果更加有效。

MBBR載體由聚合物材料制成。聚合物材料結合了各種有利于微生物快速附著生長的微量元素，經過特殊工藝改性和結構，具有較大的表面積
親水性好，生物活性高，掛膜快，處理效果好，使用壽命長。

微生物可以大量附著MBBR在載體上，在污泥濃度不變的情況下，生化處理系統的生物量增加了一倍。因此，高了系統的處理能力和效率，增強了對不同水質的抗沖擊性。當附著在MBBR當載體上的生物膜達到一定厚度時，生物膜形成溶解氧梯度，使好氧池載體內仍存在缺氧區，使反硝化細菌在載體內反硝化，即同步硝化反硝化。能有效節約碳源，使其在碳氮比較低的情況下仍能具有良好的脫氮能力。

MBBR載體密度小于1，掛膜后密度與水相近，可在水中懸浮。在實際操作中使用曝氣 攪拌使載體在水中流化，形成氣液-
固三相流化加強了氣、液、載體之間的接觸，大大提高了氧氣的利用效率，有效降低了曝氣量和能耗。

MBBR工藝只需按比例加載載體，在原生化工藝上設置載體格柵，無需大量基礎設施，就能增強脫氮能力，大大節約投資成本。污水廠升標改造前景良好。

>>>>短期硝化反硝化

傳統的脫氮工藝是將軍NH4 氧化成NO2-,再氧化成NO3-；亞硝酸菌和硝酸菌，統稱硝化菌，可得出以下結論：亞硝化產生的能量大于硝化產生的能量，前者反應速度快于后者；亞硝化產生大量的能量H ,使系統pH該系統的硝化過程降低了值pH無影響；亞硝化過程和硝化過程的好氧比為3:1；亞硝酸菌和硝酸菌的生理特性大致相似，但前者時間周期短，生長快，更能適應沖擊負荷和不利環境條件。

當硝酸菌受到抑制時，就會出現NO2-的積累。

當硝酸菌受到抑制時，就會出現NO2-積累。顯然，在傳統硝化中-
在反硝化脫氮過程中，反硝化過程可以從硝酸鹽或亞硝酸鹽開始。但由NO2-轉化為NO3-，然后由NO3-再轉化為NO在重復轉化過程中，需要消耗更多的溶解氧和有機碳源。在實際過程中，如果控制這個轉換過程，NH4 全部或絕大多數轉化為轉化為全部或絕大多數NO2-而不是NO3-，由NO2-直接反硝化，稱為短程硝化-
經過環境工作者的不懈努力，許多反應器可以實現短程硝化-反硝化過程。

與傳統的脫氮工藝相比，短程硝化-反硝化具有以下優點。

1.節能：

硝化期節約近25%的氧氣供應，降低能耗；

2.節省外加碳源：

從NO2-到N2要比從NO3-到N在反硝化過程中，有機碳源減少40%；

3.能縮短水力停留時間：

在高氨環境下，NH4 硝化率和NO2-反硝化率平均比NO2-氧化速率和NO3-反硝化速率快，可縮短水力停留時間，相應減少反應器體積；

存在問題：

短程硝化反硝化工藝仍處于研究階段，實際應用工程較少。由于短程硝化階段的溫度，pH
值等因素難以控制，需要開發更完善的在線檢測和模糊控制技術，實現短程硝化反硝化穩定，不斷擴大短程硝化反硝化工藝的應用

>>>>厭氧氨氧化

厭氧氨氧化作用是指厭氧氨氧化菌在厭氧條件下使用亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮氧化為氮的生物反應過程。這種反應通常對外部條件（pH值、溫度、溶解氧等。)要求很高，但這種反應對其研究和工藝開發具有可持續發展意義，因為它不需要氧氣和有機物的參與。這種反應通常對外部條件（pH值、溫度、溶解氧等。)要求很高，但這種反應對其研究和工藝開發具有可持續發展意義，因為它不需要氧氣和有機物的參與。

厭氧氨氮化一般采用短程硝化工藝，將廢水中的部分氨氮轉化為亞硝酸鹽。目前已成功應用焦化廢水、垃圾滲濾液等廢水。

厭氧氨氧化是氮的微生物反應。它有一些優點：由于氨直接作為反硝化反應的電子供體，可以避免外源有機物，節省運行成本，防止二次污染；由于有效利用氧氣，氧氣供應能耗降低；由于部分氨直接參與厭氧氨氧化反應，酸產量降低，堿產量為零，可降低中和所需的化學試劑，降低運行成本，減少二次污染。

>>>>曝氣生物濾池（BAF）

該工藝有去除SS、化學需氧量，BOD、硝化、脫氮、除磷AOX(有害物質)的特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節省了后續沉淀池
(二沉池)體積負荷大，水力負荷大，水力停留時間短，基礎設施投資少，水質好，運行能耗低，運行成本低。

BAF第三代生物膜反應器不僅具有生物膜技術的優點，而且通過使用特殊的過濾材料和正確的氣體分配設計，具有有效的空間過濾功能。

工藝特點：

1.采用氣水平行向上流動，使氣水平均分極佳，防止濾料層氣泡凝結，氧利用率高，能耗低；

2.與下向流過濾相反，上向流過濾在整個過濾器的高度上保持正壓，可以更好地避免溝通或短流，避免通過形成溝通影響過濾過程形成的氣囊；

3.上向流形成了有利于工藝的半柱推條件。即使采用高過濾速度和負載，也能保證BAF工藝的持久穩定性和有效性；

4.采用氣水平行向上流動，使空間過濾能更好地利用，空氣能將固體物質帶入濾床深處，可在濾池中獲得高負荷、均勻的固體物質，從而延長反沖洗周期，減少清洗時間和氣水量；

5.濾料層對氣泡的切割作用是延長氣泡在濾池中的停留時間，提高氧氣利用率；

6.由于濾池截污能力優異，使得BAF二次沉淀池不需要在后面設置。

在什么條件下進行氨化作用以及污水脫氮原理和工藝的詳細說明已經完成！
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