處理工業(yè)廢水內(nèi)的氨氮污染物,只有生物法和其它(吹脫法、化學(xué)沉淀法、離子交換法等),而生物法的優(yōu)點是:可去除多種含氮化合物,對氨氮可以徹底降解,總氨氮去除率可達95%以上,二次污染小且運行費用低。
生物法脫氮的原理是以脫氮微生物的生物活性作為脫氮主體,需要在各種脫氮微生物的共同作用下,通過硝化、反硝化等反應(yīng),將氨氮廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氮氣和水。
生物法處理氨氮廢水的方法較多,處理過程復(fù)雜,控制難點多,比較常見的方法有傳統(tǒng)硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。
1、傳統(tǒng)硝化反硝化
傳統(tǒng)的理論認為生物脫氮是由有機氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用來完成。氨化作用是將有機氮在生物處理過程中氧化為氨氮;硝化作用是由氨氧化為硝酸的過程稱為硝化作用;反硝化作用,硝酸鹽在缺氧條件(DO<0.5mg/L)下被反硝化菌還原為亞硝酸鹽,再轉(zhuǎn)化為氮氣的過程。
它的缺點也比較明顯:①存有大量有機物的情況下,自養(yǎng)硝化菌對氧氣與營養(yǎng)物的競爭力不如好氧異養(yǎng)菌,導(dǎo)致反應(yīng)中硝化菌種無法占據(jù)主導(dǎo)地位;②反硝化需要提供有機物作為電子供體,但硝化過程中去除了大量有機碳導(dǎo)致碳源缺乏。
2、同步硝化反硝化
存在有氧情況下的反硝化反應(yīng)和低氧情況下的硝化反應(yīng),硝化過程和反硝化過程通常在一個反應(yīng)器中進行,這種現(xiàn)象被稱為同步硝化反硝化,如流化床反應(yīng)器、生物轉(zhuǎn)盤、氧化溝等。
短程硝化反硝化與全程硝化反硝化相比,可減少25%的硝化需氧量和40%的反硝化碳源,同時可削減底泥產(chǎn)量,進而減少反硝化池容積,在各類脫氮工藝中具有較大競爭力。此外,亞硝態(tài)氮的積累不會抑制氨氧化過程。
3、厭氧氨氧化
在厭氧條件下,微生物直接以NH4+為電子供體,以亞硝酸鹽、硝酸鹽作為電子受體,將氮化合物轉(zhuǎn)變成N2的過程或利用硝酸鹽作為電子受體來氧化氨的過程。
相比傳統(tǒng)的脫氮工藝,可以大幅度降低硝化反應(yīng)的充氧能耗;免去反硝化反應(yīng)的外加碳源;改善硝化反應(yīng)產(chǎn)酸,反硝化反應(yīng)產(chǎn)堿而均需中和的狀況,節(jié)省傳統(tǒng)硝化反硝化反應(yīng)過程中所需的中和試劑;對防止由于化學(xué)藥劑的投加而可能出現(xiàn)的二次污染具有重要作用。
4、A/O工藝
A/O工藝對廢水中的有機物、氨氮等物質(zhì)均有較高的去除效果,抗負荷沖擊能力強,無需外加碳源,具有投資省、操作費用和運行費用均較低等優(yōu)點。
5、A2/O工藝
A2/O工藝是在A/O工藝的基礎(chǔ)上進行的升級,對于脫氮除磷步驟來說,通過綜合化的操作,可以進行有效地處理,工序簡單,效率高。占地面積小,成本比A/O工藝更少。厭氧、缺氧、好氧三種作用步驟可以交替往復(fù)運行,可以有效抑制絲狀菌的過量繁殖。
傳統(tǒng)的生物脫氮工藝技術(shù)與SBR脫氮工藝進行對比,傳統(tǒng)工藝進行硝化和反硝化的反應(yīng),必須創(chuàng)造好氧和厭氧的環(huán)境條件,才能達到處理的目的。好氧階段是硝化反應(yīng),而厭氧階段是反硝化反應(yīng),加強對工藝的條件控制,才能達到預(yù)期的脫氮效果。