小型成套生活污水处理设备
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小型成套生活污水处理设备/悬浮污泥系统
AOB 和 AAOB 生长缓慢,世代周期长,在普通悬浮污泥系统中容易流失,所以悬浮污泥工艺常采用序批式活性污泥法反应器(SBR)形式截留微生物。在所有的 SBR 厌氧氨氧化技术中,80%为 DEMON工艺。该工艺是在奥地利的 Strass 污水处理厂得到应用,其核心是通过监测 pH 的变化,来调整曝气时间,进而调整短程硝化和厌氧氨氧化的平衡;另一方面,该工艺利用水力旋流器调节 AAOB 和 AOB的泥龄,微生物在离心力的作用下会被分为 2 部分,较轻质的 AOB 从**部溢流,较重的 AAOB 聚集在底部回流至反应器。Strass 污水处理厂实现了 85%以上的自养脱氮效率。
采用DEMON 工艺的污水处理厂还包括瑞士的Glarnerland 和 Thun 污水处理厂、德国的 Heidelberg和Plettenberg 污水处理厂。目前,华盛顿 Blue Plains污水处理厂正在建设的 DEMON 工艺是**大的厌氧氨氧化工程,设计氮负荷为 9.072 t/d。
小型成套生活污水处理设备/影响因素
1 温 度
生物硝化反应在 5~40 ℃均可进行,但 15 ℃为分界点。温度** 15 ℃时,AOB 的生长速度**NOB,AOB 的小泥龄小于 NOB 的小泥龄,并且随着温度的升高,二者的差值将增加,所以高温有利于 AOB 的生长。在 25 ℃以上控制泥龄,可以有效地选择NOB。目前的工程实例通常将亚硝化过程的温度控制在 30~35 ℃。
多数研究认为,AAOB 的理想温度条件为 30~ 40 ℃,但是自然条件下在温度较低时也可以进行稳定的厌氧氨氧化反应,RYSGAARD 等指出在-1.3 ℃时,北海底沉积物中的 AAOB 菌仍具有活性[2]。低温条件下反应器中的 AAOB 菌的活性一直受到关注,一些研究结果表明,在亚硝化 - 厌氧氨氧化工艺系统中,温度降到 20 ℃以下后都测定发现了 AAOB菌的活性,有些研究显示,在 10 ℃甚至低温度都有可能存在稳定的厌氧氨氧化反应[3-4]。但是也有研究指出,当温度降低到 15 ℃时,生物膜反应器内开始积累 NO -,表明 AAOB 菌的活性受到了抑制[5]。
2 基质含量和 pH
厌氧氨氧化反应的基质为氨和亚硝酸,二者含量过高均会对微生物产生抑制作用。
基质氨对 AAOB 的影响较小,只有氨的质量浓度过 1 g/L 才能抑制[6]。基质氨的抑制主要由 FA产生。FA 对AOB 和NOB 均有抑制,但抑制的含量范围不同。ANTHONISEN 等报道了质量浓度 0.1~1.0 mg/L 的 FA 对亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)有抑制作用,而质量浓度 10~150 mg/L 的 FA 对硝化杆菌属(Nitrobacter)有抑制作用[7]。在亚硝化工艺中将FA 的质量浓度控制上述 2 个范围之间,NOB 就会被抑制而产生 NO - 积累。
基质中的FNA 对AOB 和NOB 均有抑制,而离子态亚硝酸盐 NO - 的影响较小。FNA 对 AOB 和NOB 的抑制质量浓度为 0.01~1 mg/L,哪种细菌对FNA 具有高的耐受性,目前的研究结果仍相互矛盾[8-9]。NO - 对 AAOB 的影响较大,当 NO - 的质量浓度** 100 mg/L 时,AAOB 活性被抑制[6]。
pH 一方面影响了 AOB、NOB、AAOB 等微生物的生长活性,另一方面影响了 NH + 和 FA 以及 NO和 FNA 之间的化学平衡。一般而言,在中性偏碱性条件下,AOB 和AAOB 才能表现出相对较高的生长活性。AOB 适宜生长的 pH 是 7.0~8.6,AAOB 适宜生长的pH 为 6.5~8.8[10]。pH 较高时,化学平衡向生成 FA 方向进行;pH 较低时,化学平衡向生成 FNA方向进行。当 pH 分别大于 8.0 和低于 6.0 时,FA 和FNA 在体系内所占比例迅速增大。经计算,35 ℃水溶液中总 NO --N 的质量浓度为 500 mg/L、pH 为 7时,FNA 的质量浓度只有 0.1 mg/L。所以当 pH 大于7 时,FNA 对 AOB 和 NOB 的抑制作用较为有限。
小型成套生活污水处理设备/工艺形式
厌氧氨氧化的工艺形式可以分为两段式和一体式。两段式系统的亚硝化和厌氧氨氧化过程分别在
2 个反应器中进行,一体式则在同 1 个反应器中进行。一体式的工艺有 DEMON(DEamMONification)、 OLAND(Oxygen-limited Autotrophic Nitrification and Denitrification)、CANON(Completely Autotrophic Nitrogen removal Over Nitrite)、SNAP(Single stage Nitrogen removal using Anammox and Partial nitritation)等。两段式工艺通常有 Partial nitrification- anammox和 SHARON-ANAMMOX(Single reactor High activitymmonia Removal Over Nitrite-Anaerobic AMMoniumOxidation)等。
一体式工艺占地小,反应器结构简单,由于短程硝化和厌氧氨氧化反应在同一反应器中进行,基质含量较低,因此出现游离氨(FA)、游离亚硝酸(FNA)毒害抑制的可能性稍低一些。但是一体化工艺生物组成复杂,NOB 在系统中不容易淘汰或抑制,工艺对 pH、水温为敏感,系统的控制难度大,出现问题后要很长时间才能恢复。
两段式工艺亚硝化和厌氧氨氧化反应容易实现优化控制,亚硝化反应器中的异养微生物能够降解污水中的物及其他有毒有害物质,降低对厌氧氨氧化反应的不利影响,因此系统运行崩溃后容易
恢复。但是亚硝化段中亚硝酸盐累积易产生 FNA 抑制,且由于要将亚硝化速率和厌氧氨氧化速率进行匹配,所以系统的设计较为复杂。
小型成套生活污水处理设备/技术优点
与活性污泥法和固定填料生物膜法相比,MBBR既具有活性污泥法的性和运转灵活性,又具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少的特点。
(1)填料特点
填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的,比重接近于水,以圆柱状和球状为主,易于挂膜,不结团、不堵塞、脱膜容易。
(2)良好的脱氮能力
填料上形成好养、缺氧和厌氧环境,硝化和反硝化反应能够在一个反应器内发生,对氨氮的去除具有良好的效果。
(3)去除物效果好
反应器内污泥浓度较高,一般污泥浓度为普通活性污泥法的5~10倍,可高达30~40g/L。提高了对物的处理效率,同时耐冲击负荷能力强。
(4)易于维护管理
曝气池内*设置填料支架,对填料以及池底的曝气装置的维护方便,同时能够节省投资及占地面积。
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