硝化反硝化工藝解析以及總氮不達標原因

1、沒有分析原水中的有機氮成分

解決辦法：分析原水水質；設置有機氮轉化工藝（如厭氧、水解等工藝）

2、硝化反硝化

2.1、原水碳源不足且未投加額外碳源，導致反硝化進行時碳源不足，難以徹底脫除總氮

解決辦法：精確計算碳源投加量；確定碳源品種。

2.2、硝化液回流比過大，導致反硝化池內溶解氧過高，難以反硝化

解決辦法：調整回流比；優化硝化池結構做法；設置消氧區。

2.3、硝化反硝化池容積計算

解決辦法：精確計算硝化反硝化池容積。

2.4、硝化池風量核算沒有考慮氨氮的需氧量導致氨氮無法轉化成硝態氮

解決辦法：精確計算氨氮生物氧化需氧量。

2.5、硝化池泡沫過多

解決辦法：設置消泡裝置或者噴淋裝置。

2.6、溫度影響反硝化的進行

解決辦法：設置保溫。

2.7、污泥齡的問題

解決辦法：調整排泥量。

2.8、硝化池PH問題。

解決辦法：設置PH投加裝置；自動控制硝化池內的PH值。

廢水中含有機氮；含有機氮廢水大多具有難降解、高氮低碳、 成分復雜等特點。

這些廢水中的有機氮能否有效分解直接影響整個系統對于總氮的處理效果，所以廢水中有機氮的降解及其降解所產生的氨氮的去除是這類廢水處理的重點和難點。

生化脫氮途徑之一主要依靠硝化反硝化兩大類菌種，其生存環境也有所不同。

硝化菌屬專性自養型，它利用氨氮轉化過程中釋放的能量做為自身新陳代謝的能源，對環境非常敏感，且產率較低。

硝化過程只有在污泥負荷<0.15kgBOD/(kgSS·d)時才會發生。在反應過程中氧化1kg氨氮約消耗4.6kg氧，同時消耗約7.14kg碳酸鈣堿度。

硝化根據碳化和硝化功能的分離程度可分為兩類：碳氧化和硝化在同一反應器中進行，稱為合并硝化，在不同的反應器中進行，稱為單獨硝化。

硝化并沒有去除氮，而是將氨氮轉化為硝態氮，亞硝態氮。氮的最終去除要通過反硝化過程完成。

反硝化菌種類很多，大部分為兼性異氧菌，在無分子態溶解氧存在時，利用硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原過程產生的能量做為能量來源，在有分子態溶解氧存在時，反硝化菌將分解有機物來獲得能量。

因此反硝化過程要在缺氧狀態下進行，溶解氧的濃度不能超過0.2mg/L，否則反硝化過程就會停止。

內回流混合液攜帶有2 mg／L以上的溶解氧，將與缺氧池內的NO3- N競爭碳源，直接影響污水脫氮效果。

在反硝化過程中要有含碳有機物做為還原硝酸鹽和亞硝酸鹽的電子供體，實踐表明：當污水中BOD5/TKN>4時，可達到理想的脫氮效果，BOD5/TKN<4時，脫氮效果不好。

從生物脫氮的角度來看，能為反硝化菌利用的有機碳可分為三類：

污水中的多種有機物，如有機酸、醇和碳水化合物；外加碳源，當BOD5/TKN過小時采用，工程中常采用甲醇等碳源，它被分解后產生二氧化碳和水，不會留下任何難以分解的中間產物；

內碳源，即活性污泥中微生物死亡、自溶后釋放出來的有機碳，內碳源的反硝化速率很低，僅為上述兩種碳源的1/10。

反硝化時，每還原1kg硝態氮成氮氣，理論上可回收3.57kg堿度，此外，每去除1kgBOD5可產生0.3kg堿度。所以工程實際中將反硝化段提到硝化段之前，稱前置反硝化脫氮工藝，即A/O工藝。

其中硝化液回流進行反硝化，這樣可以利用原污水中的有機物做為反硝化的電子供體，同時可提供部分堿度，抵消硝化段的部分堿度消耗。

該工藝脫氮率的提高要靠增加回流比實現，但回流比不宜太高，否則回流混合液中夾帶的DO會影響到反硝化段的缺氧狀態，另外回流比增大，運行費用也會增加。

反硝化特點：

1）反硝化時，每還原1kg硝態氮成氮氣，理論上可回收3.57kg堿度；

2）每去除1kgBOD5可產生0.3kg堿度；

3）每還原1kg硝態氮成氮氣，消耗甲醇2.47kg（約含3.7kgCOD）；

4）每還原1kg硝態氮可提供2.86kgO2；

1．前置反硝化的優點：

1）節能

前置反硝化生物脫氮系統的需氧量，包括氧化含碳有機物需要的氧量，以及含氮合物硝化需要的氧量。

因缺氧池設置在好氧池之前，在缺氧池進行反硝化時，進水中一部分BOD作為反硝化的碳源消耗、同時反硝化過程中NO3-N中的氧可以利用，每反硝化1kg硝態氮可節省2.86kg的需氧量。

因此，根據反硝化程度，可節省的需氧量不同，一般反硝化率越高，節省的需氧量越大，從而節省曝氣所需的動力越多。

2）節省藥劑

反硝化過程中，每還原1kg硝態氮成氮氣，理論上可回收3.57kg堿度，硝化過程中，每氧化1kg的NH3-N需要堿度7.14 kg(碳酸鈣堿度)。

前置反硝化中，反硝化產生的堿度，可以補充后續硝化所需堿度的一半左右，大大減少整個A/O系統堿度的投加量，從而節省藥劑和運行費用。

2．完善的保溫措施

反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那樣敏感，但反硝化效果也會隨溫度變化而變化。

溫度越高，硝化速率也越高，在30～35℃時，DNR增至最大。

當低于15℃時，反硝化速率將明顯降低；至5℃時，反硝化將趨于停止。

3．反硝化充分利用進水有機物作為碳源

反硝化菌是屬于異養型兼性厭氧菌，在厭氧的條件下以NOx-N為電子受體，以有機物（有機碳）為電子供體。

由此可見，碳源是反硝化過程中不可少的一種物質，進水的C/N直接影響生物脫氮除氮效果的重要因素。

一般BOD/TKN＝3～4，有機物越充分，反應速度越快，當廢水中BOD/TKN小于3時，需要外加碳源才能達到理想的脫氮目的。因此碳源對反硝化效果影響很大。

反硝化的碳源來源主要分三類：一是廢水本身的組成物，如各種有機酸、淀粉、碳水化合物等；二是廢水處理過程中添加碳源，一般可以添加附近一些工業副產物，如乙酸、丙酸和甲醇等；三是活性污泥自身死亡自溶釋放的碳源，稱為內源碳。

硝化反應的特點：

⑴NH3的生物氧化需要大量的氧，大約每去除1kg的NH3-N需要4.6kgO2；

⑵硝化過程細胞產率非常低，且難以維持較高生物濃度，特別是在低溫的冬季；

⑶硝化過程中產生大量的的質子（H—），為了使反應能順利進行，需要大量的堿中和，其理論上大約為每氧化1kg的NH3-N需要堿度7.14 kg(碳酸鈣堿度)。