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 一、畜禽養殖污水處理工程的特點(diǎn)和難點(diǎn)

 

（1）COD濃度高；

（2）氨氮的濃度高。

針對這些特點(diǎn)，現常規工藝為一、二級AO系統均采用氨氮去除率高的接觸氧化法為核心工藝。

 

二、項目中的實(shí)際應用

我公司采用的兩級AO工藝，是我司經(jīng)過(guò)實(shí)踐升級改進(jìn)的兩級AO 工藝成果，并已經(jīng)運用在我司設計污水處理場(chǎng)的實(shí)際運用中，并且取得了很好的成效。其的工藝特點(diǎn)如下：

A.優(yōu)化升級兩級AO工藝結構，占地面積大大減��；

B.可低氧控制，在去除有機物的同時(shí)，實(shí)現同步脫氮，簡(jiǎn)化了系統運行

C.循環(huán)稀釋?zhuān)瑹o(wú)內、外回流，動(dòng)力來(lái)源自空氣推流系統，能耗低

D.高污泥濃度使系統的容積負荷以及抗沖擊能力大大增強

E.曝氣系統充氧效率高，可“濕”法維修

F.后續泥水分離系統多樣化

G.配備智能溶氧控制系統，避免水質(zhì)水量的突變造成的系統沖擊

 

三、與傳統工藝的區別

厭氧氨氧化（ANAMMOX）是一種新型生物自養脫氮工藝，在厭氧條件下，以亞硝酸鹽為電子受體，將氨氮直接氧化為氮氣。

傳統硝化/反硝化：在有氧條件下，NH4+被硝化細菌所氧化成為NO2-和NO3-。在缺氧條件下，將硝化反應過(guò)程中產(chǎn)生的NO2-和NO3-還原成N2的過(guò)程。短程硝化/反硝化：在有氧條件下，NH4+被硝化細菌所氧化成為NO2-后，在缺氧條件下，將產(chǎn)生的NO2-還原成N2得過(guò)程。

厭氧氨氧化：在厭氧或者缺氧條件下，一半的氨氮被氧化成亞硝態(tài)氮，剩余的氨氮與新生成的亞硝態(tài)氮進(jìn)行厭氧氨氧化反應生成氮氣，省去了硝化、反硝化過(guò)程，無(wú)需有機物參與，避免了溫室氣體的產(chǎn)生。

 

 

三、與傳統工藝的優(yōu)勢

 

相較于其它傳統脫氮工藝，AMOXP生物脫氮工藝的顯著(zhù)優(yōu)勢：

 

1）氨氮處理能力高，可適用于進(jìn)水氨氮高達400-2500mg/L的好氧處理系統，出水氨氮可達5mg/L以下；

2）總氮去除率高，不受傳統A/O工藝的內回流限制，不受污水中碳源限制，可達90%以上；

3）投資成本和運行費用低，能耗可減少60%以上；

4）無(wú)需外加碳源、酸堿中和藥劑、污泥產(chǎn)量減少70%以上、節約投資成本和運行費用；

5）處理高氨氮含量的工業(yè)廢水；

6）易于融入現有污水處理設施。

 

四、脫氮原理

厭氧氨氧化是指在厭氧條件下，微生物Anammox直接以NH4+-N為電子供體，以NO2--N為電子受體，將NH4+-N、NO2--NN轉變成N2的生物過(guò)程，主要涉及兩個(gè)步驟：一是在有氧的條件下，氨氮經(jīng)過(guò)亞硝酸細菌（AOB）的作用形成亞硝氮；二是在厭氧條件下，亞硝氮和氨氮經(jīng)厭氧氨氧化菌（AnAOB）的作用，該方法通過(guò)將亞硝酸鹽和氨氮分別定位在細胞膜的兩個(gè)側面上，將兩個(gè)側面上的亞硝酸鹽還原為羥胺，通過(guò)跨膜的聯(lián)氨水解酶將其運輸到厭氧氨氧化的側面上，之后在聯(lián)氨水解酶的催化下，羥胺與氨縮合生成聯(lián)氨，再由厭氧氨氧化的側面上的聯(lián)氨水解酶將其還原為氮氣。研究表明，發(fā)現在厭氧氨氧化過(guò)程中存在著(zhù)一種平衡關(guān)系，即在氨氧化反應的過(guò)程中，可以有一種有效的緩沖物質(zhì)，以維持氨氧化反應的正常進(jìn)行。這種緩沖物質(zhì)可以幫助我們在厭氧氨氧化過(guò)程中有效地控制氨氧化反應的速率，從而避免過(guò)度消耗氧氣和產(chǎn)生過(guò)多的有毒氣體。此外，這種緩沖物質(zhì)還可以有效地控制反應中產(chǎn)生的熱量，以防止溫度過(guò)高而導致反應失控。

 

五、技術(shù)特點(diǎn)

厭氧氨氧化菌是一種兼性厭氧微生物，可將氨氮直接氧化為氮氣，屬于自養型微生物。這一類(lèi)微生物主要利用無(wú)機碳作為碳源，以亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮直接氧化為氮氣，實(shí)現氨氮和總氮同步去除。與傳統硝化/反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝優(yōu)勢見(jiàn)下表。但目前厭氧氨氧化生物脫氮技術(shù)也存在菌種繁殖慢、啟動(dòng)時(shí)間長(cháng)、反應條件苛刻以及抗毒性差等缺點(diǎn)。

 

六、影響因素

（一）厭氧氨氧化菌

厭氧氨氧化菌生長(cháng)緩慢，倍增時(shí)間長(cháng)達十余天，這導致反應器啟動(dòng)時(shí)間漫長(cháng)，負荷提高較慢。實(shí)際上，反應器的污染物去除負荷一方面取決于功能性菌群的生物量；另一方面也取決于功能性菌群的活性。在不改變細菌生長(cháng)速率的情況下，可通過(guò)提高功能性菌群活性來(lái)快速提升反應器的去除負荷。厭氧氨氧化菌的代謝活動(dòng)具有典型的密度依賴(lài)特性，即細胞密度越高，表征顏色越呈現深紅色，菌群活性和增殖越快。實(shí)際上，細菌聚集并不是簡(jiǎn)單的細菌數目累加，當細菌聚集達到一定水平后，基于群體效應的細胞間協(xié)同作用增強，這使得細菌的行為和某些生理特性發(fā)生改變。

（二）溶解氧

厭氧氨氧化菌是厭氧菌，氧濃度過(guò)高會(huì )對厭氧氨氧化菌過(guò)程產(chǎn)生抑制作用，如此就不利于厭氧氨氧化菌的繁殖和生存，會(huì )嚴重降低厭氧氨氧化菌的活性以及破壞短程硝化效果。但是氧濃度過(guò)低也不行，會(huì )導致亞硝酸細菌活性下降，影響亞硝酸鹽的形成。因此，在實(shí)際運營(yíng)過(guò)程中，需要嚴格控制DO的濃度。

（三）溫度

厭氧氨氧化菌對于溫度較為敏感，過(guò)高或者過(guò)低都會(huì )對生物反應產(chǎn)生抑制作用，因此在反應體系內需要嚴格控制溫度在一定的范圍內，才能確保厭氧氨氧化菌反應過(guò)程穩定運行。

（四）pH值

H+是厭氧氨氧化菌反應所需的底物之一，所以反應體系要保證一定的H+ 存在。pH對亞硝化菌的抑制主要表現為：pH值會(huì )改變菌體中的電解質(zhì)，從而對菌體的活力產(chǎn)生直接的影響；二是pH值通過(guò)改變底物和抑制劑的濃度，進(jìn)而對菌體的活力產(chǎn)生間接的影響。同時(shí)，pH值的改變也會(huì )引起游離氨和亞硝酸濃度的變化，進(jìn)而影響菌群的活力和降解速率。一般認為，厭氧氨氧化反應的pH控制范圍在7.5-8.0。

（五）氨氮

亞硝化菌比氨氧化細菌對氮基質(zhì)親和力更強。在基質(zhì)濃度較低時(shí)，亞硝化菌的生長(cháng)速率高于氨氧化細菌的生長(cháng)速率，因此通過(guò)FA與FNA的聯(lián)合調控短程硝化的技術(shù)措施使氨氮保持在較高水平有助于使氨氧化細菌的生長(cháng)速率超過(guò)亞硝化菌。

（六）碳氮比

厭氧氨氧化脫氮為自養脫氮過(guò)程，與傳統脫氮的反硝化過(guò)程需要有機物作為碳源不同，厭氧氨氧化去除TN不需要有機碳源，而高濃度的有機物進(jìn)入厭氧氨氧化系統，會(huì )影響厭氧氨氧化的脫氮性能，根據廢水C/N的差異，可采用如下工藝技術(shù)路線(xiàn)：①對于C/N ≈1的高氨氮工業(yè)廢水，可直接通過(guò)厭氧氨氧化技術(shù)脫氮；②對于C/N＞5的高氨氮工業(yè)廢水，一般在前面增加反硝化單元或厭氧處理單元，利用進(jìn)水中的有機物去除一部分TN或利用厭氧工藝回收進(jìn)水的有機物，預處理后的廢水通過(guò)厭氧氨氧化脫氮。

七、厭氧氨氧化技術(shù)的工程應用現狀

厭氧氨氧化技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的工程應用是近十年的研究熱點(diǎn)之一，主要形式包括一體化工藝和兩段式工藝。二級是指采用SBR法或Sharon法將廢水中50%的氨氮氧化成亞硝，廢水經(jīng) 厭氧氨氧化菌處理后，將氨氮及亞硝酸鹽還原成氮氣。該工藝采用兩臺攪拌反應器，一臺完成了部分硝化脫氮，一臺完成了厭氧氨氧化。其優(yōu)點(diǎn)是：成本低，污泥量少，不需要外加碳源。在該方法的反應中，盡管有充足的堿可以中和所生成的酸，但也會(huì )生成NH4+。而且這一技術(shù)在實(shí)際使用中的抗沖擊性能還很低，對于碳氮比以及進(jìn)水水質(zhì)穩定性要求苛刻，一般的水務(wù)工作人員難以掌握操作。一體化氨氧化細菌與厭氧氨氧化菌在同一反應器中，通過(guò)對溶解氧的調控，將兩種微生物在同一反應器中進(jìn)行富集，氨氧化細菌將氨氮轉化為亞硝，而厭氧氨氧化菌則利用亞硝酸鹽將氨氮氧化為氮氣。一體化的優(yōu)點(diǎn)在于操作運行方面，一般工作人員可以快速掌握操作，且啟動(dòng)時(shí)間迅速，亞硝酸鹽濃度可控，可以處理低C/N高氨氮廢水，氨氮轉化率最高可達到90%。一體化工藝雖然氧化亞氮的釋放量比傳統的硝化-反硝化過(guò)程要高，但整體過(guò)程的溫室氣體排放量卻比傳統的硝化-反硝化過(guò)程要低，這主要是因為它節約了曝氣能量，也節約了反硝化碳源。集成工藝是一種基于兩段式工藝的新型工藝，它在處理工藝中得到了更多的應用，操作簡(jiǎn)單，與現有廢水處理工藝耦合度高。因此，該工藝將具有廣闊的發(fā)展前途。