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    高有機氮廢水AO 工藝脫氮研究進展

    2020-10-22 05:43:18馬睿莉徐樂中陳茂林
    工業(yè)水處理 2020年10期
    關鍵詞:原水酸化硝化

    馬睿莉,徐樂中,,3,陳茂林

    (1. 蘇州科技大學環(huán)境科學與工程學院,江蘇蘇州215009; 2. 蘇州淡林環(huán)境科技有限公司,江蘇蘇州215011; 3. 江蘇省水處理技術與材料協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇蘇州215009)

    高有機氮廢水具有水質水量波動大、 難降解有機物濃度高、總氮含量高、毒性大等特性,對該類廢水的處理已受到國內(nèi)外研究人員的廣泛關注。 難降解有機物最為突出的特點是其可生化性較差〔1〕,B/C<0.2〔2〕。 在傳統(tǒng)脫氮工藝中,其不僅不能直接作為碳源被利用,還難以降解去除。含難降解有機物的高有機氮廢水經(jīng)預處理后,碳氮比<0.8,氨氮質量濃度可達240~400 mg/L〔3〕,再經(jīng)一般污水廠主流AO 工藝處理, 出水往往會產(chǎn)生硝態(tài)氮等污染物濃度超標的問題。 J. Ibrahimpaˇs ic/等〔4〕認為,傳統(tǒng)的 “硝化反硝化” 工藝不適合處理含高有機氮的難降解、低碳氮比廢水。但目前大部分污水處理廠均以 “反硝化-硝化”AO 工藝作為主要的生物脫氮處理單元。 根據(jù)反硝化過程化學方程式(1)可以發(fā)現(xiàn),將1 g 硝酸氮還原為氮氣,至少需消耗碳源有機物約2.86 g。

    采用傳統(tǒng)的AO 工藝脫氮需要充足的碳源,因此對于低碳氮比污水難以取得令人滿意的脫氮效果〔5〕。 碳源不足會直接導致反硝化階段脫氮效果不佳,使出水中含有硝態(tài)氮,出水TN 大大提高,這是導致高有機氮廢水脫氮效果不佳的主要原因。此外,《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A 標準要求,污水廠出水TN 要低于15 mg/L,高有機氮廢水的達標排放面臨巨大挑戰(zhàn)。

    對此, 研究人員對傳統(tǒng)的AO 工藝不斷進行改進〔6〕,旨在提高AO 工藝的脫氮水平。 筆者分別從優(yōu)化原水碳源、 合理分配碳源以及強化反硝化脫氮3個方面, 綜述了近年來改良AO 工藝在處理高有機氮廢水方面的研究進展, 并對未來AO 工藝的研究方向進行了展望, 以期為AO 工藝高效節(jié)能地應用于高有機氮廢水的處理提供參考。

    1 優(yōu)化原水碳源脫氮

    原水中的有機物分為2 種,一種為快速生物降解有機物,即rbCOD(rapidly-biodegradable COD),另一種為緩慢生物降解有機物,即sbCOD(slowly-biodegradable COD)〔7〕。 其中,rbCOD 在反硝化反應初始階段就可以被反硝化菌直接利用去除;而sbCOD 因具有相對分子質量大或化學結構穩(wěn)定等特性, 需要進一步的水解酸化、厭氧氨化,將大分子有機物分解為小分子有機物, 再將小分子有機物氨化為有機碳源和氨氮,才能被反硝化菌直接利用,從而達到脫氮除碳的目的。 硝化反硝化脫氮利用COD 的過程見圖1。

    圖1 硝化反硝化脫氮利用COD 過程

    高有機氮廢水中的主要污染物屬于sbCOD,因此必須先將原水經(jīng)充分水解酸化后再進行厭氧氨化,使sbCOD 降解為容易利用的rbCOD,以為后續(xù)脫氮反應提供高利用率的優(yōu)質碳源。

    在傳統(tǒng)AO 工藝中, 若在A 池內(nèi)同時進行厭氧水解酸化、厭氧氨化以及缺氧反硝化,會造成運行效果不穩(wěn)定、基質競爭等不利情況,各反應均不能達到最佳處理效果。故研究人員對此進行改良:在前置厭氧區(qū)域(即AAO 工藝)將厭氧反應與缺氧反應分隔開來,分別進行運行參數(shù)的調節(jié)。 劉亞丹〔8〕進行了采用AAO 工藝處理焦化廢水的研究,研究表明,在啟動反應器的第46 天,厭氧池進、出水COD 分別為4 960、5 120 mg/L,后進入AO 工藝脫氮,最終出水COD 為135 mg/L,COD 去除率達97.28%。 充分的水解酸化不僅有助于將難降解有機物轉化為易降解生物碳源, 還可以提高好氧階段氧化去除COD 的效率,出水C、N 濃度更易達標。

    有些改良工藝則在厭氧反應與缺氧反應分開的基礎上,將水解酸化反應與氨化反應也劃分開來,使各反應階段可以獨立調節(jié)運行參數(shù), 以維持最適的反應環(huán)境。 王瓊等〔9〕將增設預缺氧池后的AAO 工藝與普通的AAO 工藝進行比較發(fā)現(xiàn),在相同的運行條件下,前者的COD 平均去除率比后者提高23.34%。預缺氧池的設置明顯提高了廢水的可生化性, 改善了后續(xù)生物處理效果。實際工程應用中,細化厭氧階段反應可以提高水解酸化及氨化速率, 加快優(yōu)化原水碳源。 劉興〔10〕介紹了嘉興某氨綸廢水處理廠處理工藝的改造效果。該廠通過改建預酸化池,使廢水流經(jīng)厭氧池后,COD、氨氮分別從進水的2 400~3 200、80~140 mg/L 變?yōu)?00~1 200、245~297 mg/L,難降解有機物如DMAC、DMF 等經(jīng)充分水解酸化、氨化,部分生成氨氮, 部分生成酸性小分子有機物作為優(yōu)質反硝化碳源;最終出水COD 為32~64 mg/L,COD 去除率約98.67%,氨氮去除率接近100%。 研究發(fā)現(xiàn),通過水解酸化及氨化反應優(yōu)化高有機氮廢水原水碳源效果較好, 厭氧反應從根本上影響了高有機氮廢水脫氮效果的好壞。

    研究人員主要通過延長厭氧階段HRT 來實現(xiàn)水解酸化、氨化反應的充分進行。王艷等〔11〕在采用水解酸化/AO/臭氧氧化/SAFTM工藝處理煤化工園區(qū)廢水的研究中,通過調節(jié)水解酸化HRT 為6.5 h,使二沉池出水COD 從進水的500 mg/L 降至80 mg/L,氨氮從45 mg/L 降至10 mg/L,TN 也低于15 mg/L,達到排放標準的要求。 田文達〔12〕采用EGSB/水解/三級AO/臭氧接觸池/BAF 處理皮革廢水,結果表明,在進水COD 高達3 000 mg/L,B/C 低于0.3 的情況下,將厭氧水解酸化段HRT 控制在11 h 才能確保難降解有機物水解酸化完全。厭氧反應HRT 與廢水中難降解有機物的濃度相關。 設計HRT 不足,會直接導致出水水質變差;HRT 過長, 則不僅不會提高水解酸化效率,還會導致多余人力物力消耗,降低整體工藝效率,增加運行成本。 陳杰云等〔13〕在HRT 對多級A/O+懸浮填料組合工藝脫氮除磷的影響研究中發(fā)現(xiàn),設計HRT 為8 h 即可實現(xiàn)達標出水。 找到最佳厭氧HRT,確保水解酸化反應進行完全、氨化反應進行到理想程度是優(yōu)化原水碳源, 強化后續(xù)脫氮效果的關鍵所在。 總結發(fā)現(xiàn), 對于高有機氮廢水, 厭氧反應HRT 控制在6~12 h 可達到較好的處理效果。未來優(yōu)化原水碳源的相關研究可以根據(jù)不同類型廢水的濃度、特征,控制適宜的水解酸化、厭氧氨化HRT 等運行參數(shù),使得出水溶解性COD 達到理想范圍。

    2 合理分配碳源

    實際上,對于高有機氮廢水的處理,在通過厭氧反應優(yōu)化原水碳源后依然不可以完全替代如甲醇、乙酸鈉等作為反硝化碳源。郭曉婭等〔14〕研究發(fā)現(xiàn),即使是易降解高有機氮廢水,在最優(yōu)條件下,將水解酸化出水作為碳源的反硝化速率最高也僅可達乙酸鈉作為碳源的57.8%。 對于難降解高有機氮廢水,厭氧出水仍存在碳氮比低、氨氮濃度高的問題。 因此,部分研究人員將關注點從如何優(yōu)化碳源轉向如何合理分配已有碳源,減少外部碳源投加量。

    工程調研發(fā)現(xiàn), 工業(yè)污水處理廠常采用多級AO 工藝,即多個傳統(tǒng)AO 工藝串聯(lián)的方式處理高有機氮廢水。 在相同進水水質與運行工況下,多級AO工藝的脫氮效果明顯優(yōu)于AAO 工藝〔15〕。 多級AO 工藝可對碳源進行分級利用, 通過控制前一級好氧反應氧化有機物程度, 可使剩余部分碳源被后一級用于反硝化脫氮, 從而達到高效利用原水優(yōu)質碳源的目的。 不僅如此,多級AO 工藝僅第1 級需要進行硝化液回流,大大節(jié)省了工藝運行能耗。 在多級AO 工藝中, 最后1 級好氧池硝化反應出水硝態(tài)氮直接從二沉池排出,難以去除,因此系統(tǒng)分段數(shù)對總氮去除率影響很大。 Jianhua Guo 等〔16〕研究發(fā)現(xiàn),當廢水碳氮比<1 時,分段數(shù)與脫氮效果基本無關;當分段數(shù)>4 時,隨著分段數(shù)的增加,脫氮效率未明顯提高,運行費用卻大大增加。從經(jīng)濟和實際操作的角度來看,多級AO 工藝分段數(shù)一般在3~4 段。 綜合考慮工程應用中工藝技術效果和經(jīng)濟性, 采用兩級AO 工藝處理B/C<0.3、COD>2 000 mg/L 的工業(yè)廢水,即能達到預想效果〔17〕。 兩級AO 工藝也叫做Bardenpho 工藝。 1973 年Barnard 提出在AO 工藝后增加1 個后置缺氧反應區(qū)和后置快速好氧反應區(qū), 前置好氧區(qū)的硝酸鹽進入到后置缺氧反應器后繼續(xù)進行脫氮反應, 使進水在反應器內(nèi)進行2 個脫氮循環(huán), 提高了AO 工藝出水中的硝態(tài)氮去除率,進而提高了TN 去除率。高飛亞等〔18〕采用該工藝處理污水廠污水,結果表明, 當進水COD、TN 分別為636、91.4 mg/L 時,COD、TN 去除率分別達92.3%、83.81%。 AOAO 工藝示意如圖2 所示。

    圖2 AOAO 工藝示意

    但高有機氮廢水的復雜特性致使該改良工藝存在不穩(wěn) 定性。 Jianbo Liu 等〔19〕在 采用兩 級AO 耦 合MBR 工藝處理垃圾滲濾液時,COD 和TN 去除率分別為80.60%和74.87%。 在整個反應過程中, 二級AO 工藝對污染物的去除起到了關鍵性作用。 究其原因可能是因為在一級AO 工藝中,進水滲濾液濃度較高,對微生物的缺氧活性產(chǎn)生不利影響,反硝化作用較弱,碳源不能得到合理利用。 Jinliang Chen 等〔20〕對兩級AO 工藝出水進行了測定, 發(fā)現(xiàn)盡管氨氮去除率達98.7%,但出水硝酸鹽增加到180~190 mg/L。為解決因碳源分配不均而導致的脫氮效果差的問題,研究人員提出可以在多級AO 工藝的基礎上,采用多段進水、 控制硝化液回流方式及回流比等改良方法對原水碳源進行合理分配,以提高碳源利用率。

    2.1 多段進水

    在傳統(tǒng)的進水方式中, 大部分有機物碳源被好氧氧化, 并未有效用于反硝化脫氮。 多段進水多級AO 工藝則在空間順序上將原水按分配比例分別從各級厭氧區(qū)或缺氧區(qū)進水,各級A 池可以直接利用原水碳源進行反硝化,O 池產(chǎn)生的硝化液進入下一段也可利用原水中的碳源進行反硝化。 合理分配碳源,可以有效降低低碳氮比帶來的不利影響,降低硝化過程有機負荷, 減少曝氣階段氧化有機物而造成的曝氣能量損耗,具有污泥濃度高、負荷均衡、能耗低、抗沖擊負荷能力強等優(yōu)點。 闞睿哲等〔21〕研究發(fā)現(xiàn),當控制各級分段進水碳氮比在3~5 時,各級TN去除率較在前端集中投加碳源的多級AO 工藝分別高出5.4%、5.4%、9.7%,出水COD 也可以達標。

    多級AO 工藝多段進水點一般選擇在厭氧區(qū)和缺氧區(qū)。如圖3 所示〔22〕,原水中的碳源可以首先在這2 個階段被直接利用,避免流經(jīng)好氧區(qū)被氧化降解,造成有機物碳源損失。 楊峰等〔23〕對低碳氮比規(guī)?;B(yǎng)豬場廢水處理工藝進行改造, 其中在分段進水兩級AO 工藝段, 設計部分預處理后原水與回流活性污泥一并進入一級缺氧池, 剩余原水與一級好氧池出水一并進入二級缺氧池。運行結果表明,最終出水COD 由1 226~1 608 mg/L 降至23~44 mg/L, 氨氮去除率約為99.05%,出水水質達到GB 8978—1996 規(guī)定的一級標準。 考慮到對于絕大部分高有機氮廢水在優(yōu)化碳源后其可利用的碳源濃度依然很低, 僅基本上可保證一級AO 工藝脫氮效果, 為了提高原水碳源利用率, 研究人員在多段進水的基礎上對多段進水比例進行了大量試驗研究。

    圖3 多段多級AO 工藝示意

    多段進水比例受進水可生化性、碳氮比、進水點位置、污泥濃度等因素的影響較大。不同流量分配比決定了每段厭氧區(qū)或缺氧區(qū)中有機物碳源含量,從而影響反硝化菌活性和系統(tǒng)脫氮效果。通常情況下,各級分段進水比例按反應順序遞減。 高有機氮廢水處理困難, 經(jīng)AO 工藝循環(huán)處理次數(shù)越多脫氮效果越好,一級進水比例相對較高,可以增加原水發(fā)生硝化反硝化反應次數(shù)。若后段進水比例較高,可能會造成后段工藝脫氮效果不佳的同時, 原水中難降解有機物在有限的好氧階段也無法降解完全。 A. R.Majdi Nasab 等〔24〕采 用 多 點 進 水 多 級AO 工 藝 處 理市政污水, 其設計分段進水比例分別為45%、35%、25%,結果表明,當進水COD 為500 mg/L 時, COD、TN 最高去除率分別為95%和93%。 由于高有機氮廢水中難降解有機物濃度高、占比大,一般需要進行充分的厭氧反應其才具備良好的可生化性, 所以對厭氧階段出水進行分配比直接采用原水多段進水,脫氮效果更佳,也可以一定程度地減少外加碳源量。Yijun Shen 等〔25〕經(jīng)多次試驗后確定,將低碳高氮磷廢水經(jīng)厭氧預處理后的出水通過多點進水方式進入后兩級缺氧池, 且最佳流量分配比例為75%∶25%。結果表明,最終出水COD、氨氮、TN 分別為20.8、0.64、14.2 mg/L。 總結發(fā)現(xiàn),對于高有機氮廢水,多級AO 工藝分段進水比例一般采用7∶3、6∶4 等,呈逐級遞減趨勢。 肖才林等〔5〕根據(jù)反應器中總氮物料守恒推導出最大理論脫氮率(η),見式(2)。

    式中:R——污泥回流比;

    rn——最后分段進水流量占總流量的比值。

    可以看出,當R 為固定值時,脫氮率隨rn值的減小而變大。 E. Vaiopoulou 等〔26〕也發(fā)現(xiàn),不同配水方式中最后一段配水比小,出水水質較好。 也就是說,在一定條件下,多段進水多級AO 工藝的TN 去除率隨一級進水流量分配比的增大而增大〔27〕。 多段進水的目的是要確保在大部分廢水可以盡量多地進行多級AO 工藝循環(huán)脫氮的前提下, 也盡可能多地為后段AO 工藝提供有機碳源,減少外加碳源量。 如何衡量兩者之間的平衡, 是未來高有機氮廢水原水碳源分配研究的主要方向。

    2.2 硝化液回流

    傳統(tǒng)AO 工藝中, 硝化液自好氧區(qū)回流至缺氧區(qū)作用有二: 一是將好氧區(qū)內(nèi)氨氮硝化產(chǎn)生的硝酸鹽氮、 亞硝酸鹽氮和未被氧化的有機物碳源回流至缺氧區(qū), 進一步脫氮的同時也為反硝化反應補充碳源,可提高原水碳源利用率;二是降低好氧區(qū)COD負荷,減少曝氣能耗。過高或過低的內(nèi)回流比都不能實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。 回流比過高, 會導致缺氧區(qū)硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮負荷增加,且硝化液帶有溶解氧,使缺氧區(qū)發(fā)生基質競爭,減弱反硝化菌的脫氮效果〔28〕,回流能耗增加?;亓鞅冗^低,則會導致出水硝酸鹽氮濃度升高,TN 去除率下降; 有機物在好氧區(qū)被大量氧化,曝氣能耗增加;缺氧區(qū)有機物碳源不足,外加碳源,處理成本提高。蔣士龍〔15〕設計采用多段進水兩級AO 工藝處理污水,研究表明,最佳回流方式為兩段式回流,最佳回流比分別為50%、150%。 J. Liu 等〔29〕研究了不同回流比對AO 系統(tǒng)性能的影響, 認為回流比為150%時性能最佳。 在多級AO 工藝中,除了單級內(nèi)回流方式, 還有各級之間的交叉內(nèi)回流方式等。 Han Chen 等〔30〕將二級好氧池硝化液回流至一級缺氧池,回流比為200%,在此條件下,氨氮、TN 和COD 去除率最高分別為99.96%、61.46%和85.85%。結果表明,相比于單級回流方式,各級間交叉回流方式不僅對出水水質沒有明顯提高, 總氮處理效果也不佳, 故對于多級AO 工藝仍應采用傳統(tǒng)單級回流方式。

    總結發(fā)現(xiàn), 在采用多級AO 工藝處理高有機氮廢水時, 硝化液內(nèi)回流比通常控制在100%~200%。而對于多段式內(nèi)回流比, 由于有機物碳源會隨著反應總HRT 的延長和AO 脫氮工藝循環(huán)次數(shù)的增加而減少,回流比可以按由低到高的趨勢設計。這是因為在前段工藝中有機物碳源較為充足, 考慮到處理成本,可以采用較低回流比;而在后段工藝中有機物碳源量減少, 提高內(nèi)回流比可以在確保硝酸鹽氮去除的同時,提高碳源的利用率,減少外部碳源投加量。未來可以將硝化液回流比與分段進水比例等運行參數(shù)進行同步調控,深入優(yōu)化原水碳源分配。

    3 強化反硝化脫氮——同步硝化反硝化

    目前,高有機氮廢水處理出水的主要問題是TN濃度較高,以硝酸鹽氮為主。 為達到高TN 去除率,強化反硝化過程十分必要。 缺氧反硝化最直接的強化方式是增加碳源投加量,但只依靠投加碳源,會大大提高工程成本。為解決這一問題,研究人員又提出了強化反硝化脫氮這一AO 工藝改良研究方向。

    理論上,反硝化反應需要在缺氧環(huán)境中進行。隨著研究的進一步深入, 發(fā)現(xiàn)除了缺氧區(qū)可以發(fā)生反硝化反應,好氧區(qū)也可以通過投加填料、調節(jié)運行參數(shù)等方法,發(fā)生同步硝化反硝化(SND)反應,強化反硝化脫氮。 從物理學角度解釋SND 的微環(huán)境理論是目前被普遍接受的觀點。在活性污泥混合液中,氧擴散受限導致活性污泥內(nèi)部形成溶解氧(DO)梯度,表面DO 濃度較高,以異養(yǎng)好氧菌和硝化菌為主;內(nèi)部則由于氧傳遞受阻及液相中DO 的大量消耗產(chǎn)生缺氧區(qū),反硝化菌占優(yōu)勢〔31〕。 SND 有以下4 個方面的優(yōu)勢:(1)可節(jié)省反應器體積;(2)可縮短反應時間;(3)無需酸堿中和;(4)對比AO 工藝,不會積累亞硝酸鹽或硝酸鹽。 在好氧區(qū)的SND 反應中,反硝化不是主體, 但也在有限空間內(nèi)一定程度地延長了反硝化HRT,提高了TN 去除率。

    影響SND 的控制因素多且復雜, 如曝氣強度、pH、碳氮比、SRT 等。在AO 工藝中,研究人員主要通過投加填料、 精確調控DO 濃度等實現(xiàn)好氧區(qū)穩(wěn)定的SND。 趙憲章等〔32〕研究發(fā)現(xiàn),相較于未懸掛填料的出水,懸掛填料后多級AO 工藝出水COD 平均降低了12 mg/L,氨氮平均去除率增長了30.2%,出水TN 平均達11.92 mg/L,TN 去除率增長了18.2%。 懸浮填料作為一種生物載體,由于其比表面積大,可增加污泥濃度,為微生物提供附著生長環(huán)境,有利于世代周期長、增殖速度慢的硝化細菌生長。投加懸浮填料后,填料上附著生長的生物膜增加了活性生物量,在與懸浮生長的活性污泥的共同作用下, 可有效改善對污水的處理效果,提高出水水質,且對DO 的變化有較強的耐沖擊能力。 懸浮填料生物膜上的微生物呈附著態(tài),會產(chǎn)生DO 梯度,有利于內(nèi)部形成缺氧微環(huán)境,從而易于發(fā)生SND。 Tao Liu 等〔33〕采用新型載體,并對相關運行參數(shù)精確控制后僅需30 d 就可以成功啟動SND,且TN 去除率達80.2%。

    SND 反應對DO 濃度十分敏感。 DO 濃度過高,污泥內(nèi)部缺氧環(huán)境被破壞,氧氣成為電子受體,無法進行反硝化反應;DO 濃度過低,污泥表面硝化作用不足,會導致出水氨氮超標。 為保證AO 工藝具備高效的同步硝化反硝化脫氮水平,應控制好DO 濃度,在保證好氧硝化效果的前提下, 避免氧化消耗過量的易生物降解有機物, 從而提高后續(xù)反應的碳源利用率。其中,DO 濃度的控制主要與載體相關。對于傳統(tǒng)活性污泥,蔣勝韜〔34〕將DO 控制在0.8~1.0 mg/L,李寒〔35〕則控制DO 在0.5~1.0 mg/L,均取得了較好的SND 和脫氮效果。 P. Wood 等〔36〕采用膜擴壓器進行曝氣, 分別控制DO 由低至高為低于0.1 mg/L、0.1 mg/L 左右、1.7 mg/L,最高脫氮率可達95%以上。 研究表明〔37〕,采用好氧顆粒污泥作為載體進行SND 反應時,DO 濃度越低, 顆粒污泥表面形成的氧穿透層越薄,理論上應控制DO 在1~2 mg/L。 Yingrui Liu 等〔38〕采用好氧顆粒污泥作為載體,控制DO 在5 mg/L 左右,TN 去除率最高達99%。 T. Dobbeleers 等〔39〕在原始DO 為0.7~1.5 mg/L 的基礎上, 增加DO 1~2 mg/L后,好氧顆粒污泥生物量增加約2 g/L,脫氮效率增加33%。 總結發(fā)現(xiàn),采用好氧顆粒污泥作為載體時,DO 濃度普遍較高,而目前工程、實驗中較為常用的載體為廉價易得的活性污泥或生物填料, 微氧環(huán)境下更易發(fā)生同步硝化反硝化反應,DO 一般控制在0.8~2.0 mg/L。

    近年來, 研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境中存在可以同步去除COD、氨氮,且具有脫氮徹底(氣態(tài)產(chǎn)物)、酸堿中和等優(yōu)勢的菌種——好氧反硝化菌。 隨后,異養(yǎng)硝化-好氧反硝化(HN-AD)技術得到越來越多的關注。國內(nèi)外學者陸續(xù)篩選出具有HN-AD 能力的菌株,并發(fā)現(xiàn)幾乎所有的HN-AD 菌都能去除氨氮、 亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮, 甚至是羥胺, 這可以大大提高TN 的去除率。 然而,實際污水復雜的特性使其應用受到很大的限制, 因此如何在各種復雜的實際污染狀況中應用HN-AD 技術成為了近幾年學者們關注的重點〔40〕。

    未來如何在實際工程中穩(wěn)定運行同步硝化反硝化以強化反硝化脫氮,會是一個持續(xù)關注的熱點。對于新型脫氮技術, 如好氧反硝化等, 還有待試驗研究,才能作為主流工藝推廣。

    4 總結

    考慮到經(jīng)濟、運營等因素,研究人員分別從優(yōu)化原水碳源、合理分配碳源、強化反硝化脫氮3 個方面進行了AO 工藝改良研究, 以提高其對高有機氮廢水的脫氮效果。 幾種改良方法如下:

    (1)厭氧階段可通過調控HRT 等運行參數(shù)來控制水解酸化、厭氧氨化過程,以優(yōu)化原水碳源。

    (2)運行方式上,通過調控多段進水點位置、進水比例等來合理分配原水碳源; 通過調控硝化液回流方式、回流比等運行參數(shù)來提高碳源利用率。

    (3)好氧階段可通過調控DO 濃度、投加填料等實現(xiàn)同步硝化反硝化反應,以強化反硝化脫氮。

    未來AO 工藝的改良研究方向: 在不影響其他污染物去除效果的前提下處理高有機氮廢水時,應使各個改良方法相互協(xié)調,并進一步優(yōu)化、合理分配原水碳源,提高碳源利用率,延長反硝化脫氮過程等,從而實現(xiàn)不外投碳源就可獲得高效的總氮去除率,使出水可以達標排放。

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