隨著國家經濟的騰飛,對環(huán)境的管控也越來越高,“脫氮”是污水廠永遠避不開的一個話題。在當前污水廠的運營中,總氮是一個非常重要的指標,目前各水廠要求執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級A出水標準,總氮出水要求小于15mg/L。同時更多的水廠對于總氮出水要求執(zhí)行《地表水環(huán)境質量標準》準四類,總氮出水要求小于10mg/L。
去除總氮是通過反硝化反應,即硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌的作用下,被還原成氣態(tài)氮的過程,可分為異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化兩種工藝。異養(yǎng)反硝化是指異養(yǎng)型兼性厭氧細菌在溶解氧較低的環(huán)境中利用硝酸鹽作為電子受體,有機物作為電子供體并提供能量。自養(yǎng)反硝化是指自養(yǎng)反硝化菌可利用無機碳(如 CO32- 、HCO3- )合成細胞,無機物(如 S2- 、S2O32- 、Fe、Fe2+、H2 以及 NH4+)作為硝酸鹽還原的電子供體,最終轉化成氣態(tài)氮的過程。
異養(yǎng)反硝化過程碳源的缺點
常用碳源包括甲醇、乙酸、乙酸鈉、葡萄糖等,在使用過程中分別存在各自的缺
1、甲醇
① 甲醇易燃,為甲類?;?,儲存和使用均有嚴格要求。特別是其儲存需報當地備案審批,手續(xù)繁瑣。
② 微生物對甲醇的響應時間較慢,甲醇并不能被所有微生物利用,當甲醇用于污水處理廠應急投加碳源時效果不佳。
③ 甲醇具有一定的毒害作用,將甲醇作為長期碳源,對尾水的排放也會造成一定的影響。
2、乙酸鈉
① 乙酸鈉多為20%、25%、30%的液體,由于當量COD低,運輸費用高,不能遠距離運輸。
② 產泥量大,污泥處理費用增加。
③ 價格較為昂貴。
3、乙酸
① 乙酸為乙類?;?,也是揮發(fā)性酸,是大氣污染VOC的重要組成部分,環(huán)保部門監(jiān)管多,儲存條件要求高。
② 多數污水處理廠遠離乙酸廠,運輸費用高,不能遠距離運輸。
③ 乙酸代謝后的氫離子有降低出水pH的作用。
02什么是硫自養(yǎng)反硝化技術
硫自養(yǎng)反硝化技術是以硫化鈉(Na2S) 、和(Na2S2O3) 單質硫(S0)等還原態(tài)硫源為電子供體, CO32-、HCO3-、CO2作為無機碳源,在缺氧環(huán)境下將NO3--N還原為N2的一種新型的自養(yǎng)反硝化技術。
硫自養(yǎng)反硝化技術的研究源于20世紀的70年代,與其他自養(yǎng)反硝化技術相比,被作為電子供體的還原態(tài)的硫化物廉價易得、受水質影響小、且易于被利用。因此,硫自養(yǎng)反硝化技術一直以來就被看做是在處理低C/N污水時用來替代傳統(tǒng)異養(yǎng)反硝化工藝的較佳工藝之一。并且由于硫自養(yǎng)反硝化過程中包含了S的氧化和N的還原過程,因此,在廢物資源化利用方面也有著相當大的潛力!
目前,硫自養(yǎng)反硝化多應用于深度脫氮領域,有些污水處理廠的深度脫氮工藝采用了硫自養(yǎng)反硝化濾池,替代了傳統(tǒng)的異養(yǎng)反硝化濾池!
04硫自養(yǎng)反硝化的控制難點
1、負荷較高的條件下出水中不可避免地存在大量SO42-,在硫酸鹽還原菌(SRB)存在時會釋放H2S氣體,不僅造成排水管道的腐蝕,其惡臭、毒性還將帶來二次污染問題。
2、利用硫化物為電子供體的自養(yǎng)反硝化工藝,系統(tǒng)中的微生物可能受到硫化物的毒性抑制作用,導致處理效率不高,處理能力下降。因此,啟動期的污泥馴化非常重要,需要不斷提高微生物對于硫化物毒性的耐受能力,才能保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
3、低溫會抑制反硝化菌系統(tǒng)的脫氮性能,進而導致脫氮速率降低。為了提升低溫條件下硫自養(yǎng)反硝化系統(tǒng)的脫氮性能,可以從電子供體(硫源)和異樣反硝化過程兩方面著手。硫代硫酸鹽作為一種可溶性硫,比疏水性單質硫更易被硫氧化菌利用,常溫下硫代硫酸鹽作為電子供體時硝態(tài)氮的還原速率為單質硫的 10倍。硫自養(yǎng)反硝化混合菌體系中含有一定量的異養(yǎng)反硝化菌,而此類細菌具有生長快、易在短期內形成大量微生物的優(yōu)勢,可能會對低溫表現(xiàn)出更好的抗性。因此,低溫條件下,利用硫代硫酸鹽或有機物作為電子供體可能會提升反硝化系統(tǒng)的脫氮能力。