新型生物脱氮工艺及污水处理的发展趋势

当前我国城市污水排放污染问题日益突出,水体富营养化治理成效甚微,城市用水安全问题日益严峻,人们对水体治理的可持续发展的呼声日渐高涨,国家出台的一系列污水排放标准逐渐严苛。针对当前水污染现状,城市污水的传统处理工艺已经捉襟见肘,无法满足城市污水处理的要求。通过对传统脱氮工艺的问题分析,并就当前新型的生物脱氮工艺进行详细的介绍,分析各新型生物脱氮工艺的优点和不足,旨在为城市污水处理工艺提供新的思路,将新型生物脱氮工艺与传统生物脱氮工艺相结合的模式,探索更加清洁、经济、高效的城市污水脱氮工艺与污水处理发展趋势。

有机物存在时全程自养脱氮工艺启动及微生物群落结构演变

为了实现全程自养脱氮工艺在处理含有机物废水中的应用,考察有机物存在时全程自养脱氮工艺的启动、运行工况与微生物群落结构演变,通过低溶解氧和生物膜菌种富集的控制策略,缓解有机物对厌氧氨氧化菌的抑制,实现全程自养脱氮工艺启动和功能微生物的富集。结果表明,当进水化学需氧量质量浓度为600 mg/L时,全程自养脱氮工艺启动,在反应器稳定运行期间总无机氮去除率最高达到79.46%;三维荧光光谱显示腐殖酸类和富里酸类物质是主要的微生物代谢产物;微生物高通量测序显示厌氧氨氧化菌的优势属Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia的相对丰度分别从0.02%和0.01%增加到10.47%和4.45%,成功实现厌氧氨氧化菌的富集。

脱氮工艺在化工污水处理中的应用

近年来,化工污水的排放量逐年提高,其处理问题也备受社会关注。化工生产所排放废水中包含的大量氮氧化物可能会造成严重的水体富营养化问题,排放浓度达到一定水平时甚至会导致生态系统的破坏。因此,为实现污水中氮元素的无害化处理,脱氮工艺的研究势在必行。文章将对化工污水处理中的脱氮工艺流程及处理效果进行分析,对比传统脱氮工艺及新型脱氮工艺的应用特点及不足,对相应工艺的设计要点及运行效果进行优化,进一步探索其在化工污水处理中的应用。

油田伴生气脱氮工艺参数及能效分析

油井伴生气中的氮气含量过高会影响油气的外输质量,为此基于软件模拟,从优化工艺参数出发,采用溶剂吸收法结合闪蒸分离对伴生气进行脱氮处理,研究不同工况下、不同溶剂的甲烷和氮气溶解效果,分析工艺参数对脱氮深度和工艺能效的影响。结果表明:高压、低温环境有利于伴生气脱氮工艺的进行;将C5作为溶剂时,对甲烷的溶解性最好;伴生气入塔温度越低、溶剂入塔温度越低、吸收塔压力越低,比功耗越小;在溶剂循环量为3 400 kmol/h时,比功耗达到最小值。最后结合实验设计完成多目标参数的优化,即当伴生气入塔温度为-30℃、溶剂入塔温度为-40℃、溶剂循环量为3 356 kmol/h、吸收塔压力为2.2 MPa时,总能耗可从2 855 kW降至2 651 kW。

城市污水分段进水A/O脱氮工艺试验研究

对分段进水A/O脱氮工艺技术的经济性进行了分析:与单级A/O工艺相比,该工艺在运行中无需混合液内回流、反应器中平均污泥浓度高,具有脱氮效率高、基建投资和运行费用省等特点.并以西安市北石桥污水净化中心城市污水为处理对象,在有效容积为1.2 m3的四级分段进水A/O反应器中进行了试验研究.试验在各级进水流量分配比例依次为40%,30%,20%和10%,以及污泥回流比为50%的工况下,连续运转了70 d.结果表明:采用分段进水A/O脱氮工艺处理城市污水具有较强的耐冲击负荷能力,出水水质稳定.在水力停留时间为7.5 h,污泥龄为15 d时,其CODCr,NH4+-N和TN的去除率分别为93%,95.8%和68.5%;反应器中的平均污泥浓度比单级A/O工艺提高约30%以上.

A/O脱氮工艺影响因素及其控制策略的研究

为有效提高A/O工艺脱氮效率,以淀粉废水为研究对象,系统考察了DO、硝化液回流量、污泥回流量、SRT、进水COD与TN质量质量浓度比和HRT等因素对脱氮效率的影响,并建立了相应的控制策略,如以出水氨氮质量浓度来控制好氧区DO值,以缺氧区硝酸氮质量浓度来控制内循环回流量,以进水COD与TN质量质量浓度比或出水总氮质量浓度来控制外碳源投量.最后根据上述分析建立了A/O工艺硝化与反硝化反应专家控制系统.

A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(三)短程硝化过程控制的研究

应用A/O生物脱氮中试试验装置处理实际生活污水,考察了生物脱氮过程中DO和pH的变化规律.结果表明,A/O工艺硝化过程中DO和pH在好氧区的变化可分为3种典型情况,并获得pH曲线可以作为短程硝化反应的控制参数,基于在线过程控制,可以获得稳定较高的NO2--N积累,而不采用在线过程控制,NO2--N积累很不稳定;当亚硝化过程完成继续曝气将造成亚硝酸氮继续氧化为硝酸氮,从而亚硝酸氮积累率降低.应用在线过程控制,不但可提高系统脱氮效率,而且可大大节约系统运行费用.

大庆页岩油脱氮工艺实验研究

大庆页岩油用作催化裂化(FCC)原料时,因其碱性氮含量高,会降低催化剂活性和选择性,因此,在进入催化裂化装置前要进行脱氮预处理。大庆页岩油脱氮工艺是将大庆页岩油与自制脱氮剂在反应器内充分混合反应后,再经沉降器和聚结塔分离页岩油和氮渣的过程。考察了剂/油质量比、反应时间、沉降时间、反应温度和聚结塔床层空速对大庆页岩油脱氮效率的影响。结果表明,大庆页岩油脱氮工艺适宜的操作条件为剂/油质量比0.03、反应温度70℃、反应时间10min、沉降时间180min、聚结塔床层空速0.5h-1。在该条件下,大庆页岩油碱性氮质量分数从3775μg/g降为365μg/g,可作为催化裂化原料。

A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(二)系统性能和SND现象的研究

应用A/O中试装置处理实际生活污水,研究了低DO浓度下系统对有机物、氨氮和总氮的去除效果.研究结果表明,低DO浓度下COD和氨氮的平均去除率分别为85%和92%.由于进水C/N比仅为2.93,总氮平均去除率仅为64%,但提高亚硝酸氮积累率可以提高总氮去除率,当亚硝化率从15%增加到85%,总氮去除率将增加12%.氨氮去除率和硝化速率、总氮去除率具有较好的相关性.维持低DO浓度可以实现亚硝酸型同步硝化反硝化反应,基于氮的物料平衡可知它占系统总氮去除率的5%～12%,增加DO浓度将破坏同步硝化反硝化（SND）现象.

新型生物脱氮工艺中N_2O产生及释放研究进展

N2O是重要的温室气体之一,微生物作用是大气中N2O的主要产生源。大量污水脱氮工艺的研究及应用表明,生物脱氮过程中N2O主要产生于微生物的硝化和反硝化代谢过程。近年来,许多新型生物脱氮工艺已逐步应用到实际污水处理中。本文阐述了硝化、反硝化阶段N2O的产生机理,并分析了传统生物脱氮工艺及同步硝化反硝化、短程硝化-反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷等新型工艺中N2O的产生量及其影响因素,提出在追求高脱氮效率的同时,优化系统运行条件及种群结构,可在一定程度上降低系统N2O的产量及危害,为新型生物脱氮工艺实际运行过程中降低N2O的产量提供参考。

污水脱氮工艺中外部碳源投加量简易计算方法

在分析多段活性污泥法甲醇投加量计算公式及其局限性的基础上,参考德国ATV-A131标准,结合实际工作经验,推荐了一种适用于单段式活性污泥法外部碳源投加的简易计算公式,详细介绍了计算方法及参数选用方法,并给出算例。

沸石强化A/O生物脱氮工艺氨氮去除机理研究

沸石强化A/O生物脱氮实验研究表明,沸石对配水氨氮具有良好的吸附性能,其吸附特征可以通过Frend lich和Langmu ir吸附等温线表征,但对污水中氨氮的吸附较配水吸附要复杂。由于沸石能与微生物构成沸石-生物复合体,从而增加了系统的硝化细菌和反硝化细菌数量,改善了A段的反硝化作用和O段的硝化作用。吸附饱和的铵沸石在硝化细菌和电导率的协同作用下,经好氧曝气4.5 h,能再生69.8%。在A段,进水氨氮浓度较高,沸石吸附氨氮,提高污水碳氮比,促进生物反硝化;进入O段,在盐度和微生物的协同作用下,混合液氨氮浓度因为生物降解而逐渐降低,不断打破铵沸石的吸附-脱附平衡,铵沸石不断释放氨氮而得到充分的再生。

基于[火用]分析方法的天然气脱氮工艺优化

为了进一步提高天然气脱氮工艺的生产能效,基于塔河油田的基础数据,利用HYSYS软件对提出的膨胀制冷+LNG辅助制冷多级分离脱氮工艺进行了模拟,对工艺主要设备[火用]进行了分析计算,确定了[火用]损的主要设备,并根据设备[火用]损的分布情况,对提出的脱氮工艺进行了优化。研究结果表明:①不同设备的[火用]损差别较大,冷箱1、入口压缩机及水冷器为本工艺的主要[火用]损设备,三者[火用]损占总设备[火用]损的73.1%;②综合设备[火用]损及[火用]效率分析,冷箱1[火用]效率优化空间较小,入口压缩机[火用]效率优化空间较大;③根据[火用]分析结果提出了进料气入口两级增压方案,根据压缩单元总[火用]损及[火用]效率确定了最优中间压力为1250 kPa;④在优化工艺最优中间压力下,入口压缩机[火用]效率提高到94%,各设备总[火用]损降低了6.3%,总[火用]效率提高到97.1%。

SBR法短程硝化-反硝化生物脱氮工艺的研究

针对目前传统生物脱氮工艺存在的问题 ,结合国内外在该方向的研究现状 ,以实际豆制品废水为研究对象 ,控制反应器内混合液温度在 31± 0 .5℃的条件下 ,实现了短程硝化 反硝化生物脱氮工艺 ,NO-2 N NOx N的比率始终维持在90 %以上。并在此试验基础上 ,考察了曝气时间对反应器内氮形态变化的影响及系统对进水COD和NH3 N浓度的抗冲击负荷能力。结果显示 ,曝气时间对硝化效果影响较大 ,同时 ,本工艺具有较强的抗冲击负荷能力。

A/O脱氮工艺中内循环控制策略的建立与研究

为了在A/O(anoxic/oxic)脱氮工艺中对内循环进行有效的控制,将好氧区生成的硝酸氮回流到缺氧区,实现氮的有效去除,在分析了反硝化反应对进水COD利用效率及反硝化速率影响因素的基础上,得出内循环控制策略就是控制内循环回流量以维持缺氧区末端硝酸氮质量浓度处于最优设定值2.5 mg/L,研究表明该设定值具有很强的鲁棒性,不随进水负荷变化而变化,出水硝酸氮和总氮质量浓度可以实现最低值,同时可大大降低内循环能耗.在上述分析的基础上建立了内循环模糊控制器以期实现污水厂的智能控制.

A/O脱氮工艺实时控制对策的试验研究

以人工合成废水为研究对象,系统研究了提高A/O(anoxic/oxic)工艺氨氮和硝酸氮去除效率的实时控制对策.氨氮控制的本质是通过控制DO设定值和好氧区体积大小使出水氨氮浓度达标排放.硝酸氮控制的本质在于高效利用缺氧区反硝化潜力,为此建立了以调节内循环回流量或(和)外碳源投加量维持缺氧区末端硝酸氮浓度处于设定值的实时控制对策.系统控制采用两级结构,高水平监控层用来选择低水平执行层的设定值,而低水平执行层对DO值、好氧区体积、内循环回流量和外碳源投加量进行直接控制,试验表明上述控制对策可以显著提高系统脱氮效率,降低出水氨氮和硝酸氮浓度,并最大程度节约运行费用.

改进型双泥反硝化除磷脱氮工艺——一种可望从根本上解决脱氮除磷矛盾的新工艺

在对单污泥系统同时脱氮除磷内在矛盾分析的基础上,探讨了目前国内外双泥系统优化脱氮除磷的可行性,提出了强化解决氮磷矛盾的新工艺———改进型双泥反硝化除磷脱氮工艺。本研究利用SBR反应器对改进型工艺进行了实验室模拟,并为该系统的进一步完善提出了建议。

新型的脱氮工艺——SHARON工艺

SHARON是一种用来处理高浓度、低碳氮比含氨废水的新型脱氮工艺。该工艺根据亚硝酸菌和硝酸菌的不同生长条件 ,通过控制反应器的水力停留时间和 p H,使亚硝酸菌成为反应器的优势菌属 ,从而将氨氮的氧化控制在亚硝化阶段 ,随后再进行反硝化。与传统脱氮工艺相比 ,SHARON工艺具有流程简单、脱氮速率快。

尿素和添加剂湿法烟气同时脱硫脱氮工艺研究(Ι)

对尿素和添加剂同时吸收烟气中 SO2 和 NOx 进行了实验研究。结果表明 ,烟气中 SO2 极易脱除 ,在实验条件下 SO2 脱除率均大于 99%,操作工艺条件变化主要是影响 NOx脱除率。尿素和添加剂质量分数对 NOx 脱除率影响较小 ,NOx脱除率随尿素和添加剂质量分数的增加而缓慢增加 ;吸收剂 p H和吸收反应温度对 NOx脱除率有显著影响 ,最佳 p H为 7,最佳反应温度为 70～80℃。

A/O脱氮工艺的控制策略和应用性研究

根据A/O脱氮工艺的运行状况和影响因素 ,提出了应用在线传感器连续测定曝气池中DO浓度、氨氮浓度和硝酸氮浓度 ,并据此调节供氧强度、内循环回流量、有机碳源的投加以及硝化区和反硝化区的大小 ,这是保证A/O脱氮工艺良好处理效果的重要控制策略和思想。同时对近年来国外A/O脱氮工艺自动控制的应用及研究进行了简单的回顾。