[实用新型]游离氨与游离亚硝酸协同抑制硝化菌活性实现短程硝化的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及游离氨与游离亚硝酸协同抑制硝化菌活性实现短程硝化的装置，属于连续流工艺污水生物脱氮领域。

背景技术

1975年，Voets等在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程中亚硝态氮积累的现象，首次提出短程硝化反硝化生物脱氮的概念。其基本原理是将氨氮(NH₄⁺-N)氧化控制在亚硝化阶段，然后通过反硝化作用将亚硝态氮（NO₂^--N）还原为氮气。基于氮的微生物转化过程来看，短程硝化是由两类独立细菌氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）分别完成的2类反应。从微生物学角度分析，AOB和NOB完全可以独立生活。对于反硝化菌，无论是亚硝态氮还是硝态氮（NO₃^--N）均可以作为最终受氢体，因而短程生物脱氮过程可经NH₄⁺-N→NO₂^--N→N₂这样途径完成。

短程硝化的关键是将硝化过程控制在亚硝化阶段，阻止亚硝态氮的进一步氧化。与传统的全程硝化相比，短程硝化具有以下优点：①氨氧化阶段可减少25%的供氧量；②反硝化阶段可以减少40%的碳源；③反应时间短，反应器容积可以将少30～40%；④污泥产量可减少55%左右。

短程硝化    NH₄⁺-N+1.5O₂→NO₂^--N+H₂O+2H⁺      （1）

全程硝化    NH₄⁺-N+2O₂→NO₃^--N+H₂O+2H⁺        （2）

国内外许多学者对短程生物脱氮工艺进行了研究，研究发现NO₂^--N不稳定，极易氧化成NO₃^--N，因此寻求各种方法维持稳定的NO₂^--N积累已成为众多学者研究开发的目标。由于AOB与NOB的协同增殖方式，似乎无法排除NOB的增殖，只能通过混合系统中AOB和NOB之间数量或活性的不平衡实现NO₂^--N的积累。某些环境条件可抑制NOB增殖或活性，从而使成AOB成为硝化菌中的优势菌，这些环境条件包括：高浓度游离氨(FA)和游离亚硝酸（FNA）、高pH值、较高温度、较低溶解氧（DO）浓度以及投加硝化反应选择性化学抑制剂等。

连续流工艺是目前实际工程中应用最广泛的生物脱氮工艺，如A/O，A²O，氧化沟等，但目前连续流工艺内的脱氮主要以全程生物脱氮为主，因此，如何维持较高浓度稳定的亚硝态氮积累，是限制短程生物脱氮技术在连续流工艺内应用的瓶颈问题。

垃圾渗滤液是典型的高氨氮废水，处理难度大。这是由于垃圾渗滤液氨氮含量高、水质十分复杂并且随填埋时间的变化而变化。早期渗滤液氨氮和有机物均很高，晚期渗滤液氨氮含量增高，但有机物浓度大幅度降低，导致碳氮比失调，垃圾渗滤液高氨氮水质特性是导致其难于处理的重要原因之一。较低的碳氮比不但对生物处理过程有较强的抑制作用，而且有机碳源的缺乏使得难以进行有效的反硝化。然而，渗滤液内较高氨氮所形成的FA和FNA是实现短程硝化的一个重要因素，通过FA和FNA协同抑制实现渗滤液短程硝化，既利用了废水，又实现了节能，可谓“一举两得”。

实用新型内容

本实用新型设计的游离氨与游离亚硝酸协同抑制硝化菌活性实现短程硝化的装置，能够解决高氨氮废水连续流工艺短短程硝化的快速实现和稳定维持等问题。