提高总氮去除效果,生物处理有窍门



 
    01总氮有药剂处理吗?为什么非要用生物处理?

    答:也有方法进行物化除氮,如:折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法和吹脱法等,但这些物化方法成本很高,易产生二次污染;而生物脱氮绿色环保,且成本低,自然成为污水处理厂的首选。

    02那如何才能实现总氮达标呢?

    答:俗话说“知己知彼,方能百战不殆”,跟污水中的总氮作战,只有了解脱氮原理才能有的放矢。



    目前最经济环保的脱氮方式是生物脱氮,主要包括氨化、硝化和反硝化三个过程,由有机氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用来共同完成。

    氨化作用:即氨化细菌将水中的有机氮分解转化成氨氮,氨化作用不仅能将有机氮转化成氨氮,还能提高污水的可生化性。

    硝化作用:需在有氧条件下进行,首先水中的亚硝化细菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮,然后在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸盐氮,由于亚硝化细菌和硝化细菌的生长速率较慢,所以要求污泥龄较长,这也是污水处理厂的好氧池通常容积大,好氧水力停留时间长的主要原因。

    反硝化作用:在缺氧条件下通过反硝化细菌将硝化作用产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成氮气或者其他形式的气态氮。这里强调一点,硝酸盐氮是总氮中的“顽固分子”,要想实现总氮去除,必须上反硝化。

    以上三个过程是生物脱氮最广泛的使用方式,除此之外,学者们在生物脱氮方向也有其他的探索,比如短程硝化反硝化,厌氧氨氧化。

    03为什么目前污水处理厂的生化系统普遍脱氮效果差?

    答:这一现象是多因素导致的。

    1.碳氮比(C/N),研究表明,C/N为3-5时,可认为碳源充足,不必外加碳源,而我国大部分水厂碳氮比严重失衡,存在氮高碳低的局面,为使总氮达标,不得不外加碳源,额外增加了吨水处理成本,开发高效复合碳源,在确保使用效果的同时,为客户降低成本很关键。

    2.污泥活性差,大部分污水处理厂采用活性污泥法进行处理,有些水厂的污泥活性较差,生化系统脱氮微生物脆弱,不耐冲击,硝化和反硝化菌群单一,数量少,脱氮微生物难以进行正常的繁殖,影响脱氮效果,针对污泥活性差的这一现象,可以选购专项工程菌种,快速激活原有系统,丰富菌群结构,提升生化系统脱氮效率。



    3.缺乏专业的生化系统管理能力,生物处理之所以难以控制主要是因为微生物有自己的“脾气秉性”,要想灵活的运用它们,必须摸透它们的 “喜好”,首先得让它们吃好,即提供合适的碳源,其次是让它们住好,即控制酸碱度(pH值),水温(T),溶解氧(DO)和污泥龄(SRT)等,这对生化系统调试、维护、管理人员的专业素质有一定的要求。

    4.缺乏反硝化系统,反硝化是进行彻底脱氮的终极手段,要想使总氮达标,必须上反硝化;

    5.外界环境的变化,比如最常见的是冬季低温的影响,硝化反应最适温度范围为5-35℃,反硝化反应最适温度范围为15-30℃,在最适温度范围内,随着温度的升高反应速率提高,当温度低于最适温度,反应速率降低直至停止,严重影响生化系统的处理效率。

    04如何使总氮低成本稳定达标?

    答:生物强化 + 碳源 + 现场调试 = 总氮达标!

    1.生物强化:生物脱氮最好的方法是培养水厂本身存在的微生物,促进土著微生物生长繁殖,引导它们发挥良好的降解效果,但实际上,很多水厂进水水质复杂,波动很大,生化冲击频繁发生,导致生化系统脆弱,如果没有得到及时修复,任其自生自灭,极有可能导致系统崩溃,如果仅靠系统自身进行恢复,短则一个月,长则半年,造成水厂后端处理成本居高不下。为快速恢复冲击,稳定生化系统,可介入生物强化技术,该技术是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的高效菌种,提高有效微生物的浓度,改善系统的微生物菌群结构,快速提高降解速率和系统的稳定性。



    特定功能的高效菌种从哪来呢?是不是一株菌就包治百病呢?当然不是!比如,治疗电镀水的生化系统生物病疾的菌剂A来源于电镀污染比较严重的污泥;治疗垃圾渗滤液的生化系统生物病疾的菌剂B来源于垃圾渗滤液污染比较严重的污泥;治疗北方冬天总氮不达标的病疾菌剂C来源于低温环境下的污泥,之后把筛选出来的A,B,C等特种菌在极端环境中进行相关诱变实验,最终诱变后成为各行业具有超强抗冲击能力的反硝化特效菌霸……

    因此,从同行水中筛选出强效降解的高效菌剂,来改善失调的菌群结构,快速恢复受冲击的生化系统,是效率最高,成本最优的不二选择!

    如果针对各个处理行业的污水建立一个高效菌种库,就能处理各种极端环境的污水总氮问题了,生物强化的魅力,你get 到了么?



    2.碳源的魅力:生物脱氮可以理解为微生物与含氮污染物的一场战争,士兵不能饿着肚子打仗,微生物当然也不能饿着肚子去跟污染物作战,必须让它们吃饱喝足,才能激发它们无穷的斗志!那反硝化微生物喜欢吃什么呢?有机碳源!目前市面上的碳源种类很多,最常用的是乙酸钠,效果虽好,最大的缺点就是贵,其次就是在低温环境下容易结晶析出固体晶体!水厂的金主爸爸们表示一直吃下去,金山也要被吃空!其次是葡萄糖,长期使用容易导致污泥膨胀;甲醇这类的易燃有毒有机溶剂已逐步退出市场,难道就没有好吃,便宜,安全又稳定的碳源了吗?当然有,面对这一市场需求,各种新型碳源,复合碳源,反硝化营养剂如雨后春笋般涌现出来,但质量参差不齐,问题主要集中在几个方面:使用效果不好,成本、色度,冰点,存储等。选择有生物技术背景的企业研发的产品更可靠。


    3.现场调试+后期维护:如何指挥微生物这支军队打赢总氮这场仗,依赖于负责现场调试的“将军们”,即技术工程师团队,生化系统管理能力的高低,决定了生化系统的处理能力。应对水质变化、气温变化、污染物冲击,如何调整?应急情况如何响应?优秀的技术工程师团队是非常重要的!