基于低C-N比條件下的污水深度脫氮技術(shù)研究.pdf

1、碳氮比，是指生化需氧量與總凱氏氮的比值。污水脫氮生物處理過程中氮的轉(zhuǎn)化包括氨化、同化、硝化和反硝化作用。碳氮比的高低，是影響傳統(tǒng)工藝反硝化過程進(jìn)行的重要因素。由于低碳氮比污水中有機物含量偏低，其本身所能提供的碳源不能滿足反硝化的要求，這使得采用傳統(tǒng)生物脫氮工藝處理低碳氮比污水時遇到較大的困難，因此低碳氮比污水處理新技術(shù)逐漸成為研究熱點。
　　目前生物脫氮新工藝由于微生物的變異性，致使系統(tǒng)在運行過程中不耐沖擊負(fù)荷，并且每次沖擊都會使

2、硝酸細(xì)菌因適應(yīng)性增強而競爭增強，可能導(dǎo)致系統(tǒng)運行失效。采用物理方法處理存在著僅是將硝酸鹽氮收集，并沒有進(jìn)行處理的問題。采用土地處理系統(tǒng)和開發(fā)新式碳源處理低碳氮比污水，研發(fā)費用，資金投入成本較高。
　　本論文以城市污水廠排除的低碳氮比污水為研究對象，采用電化學(xué)處理方法和化學(xué)催化生物處理方法研究污水的深度脫氮技術(shù)，在電化學(xué)方法試驗中，通過裝置中填料和外加電場的作用，為反硝化過程提供電子供體，同時提供反應(yīng)所需的能量。在化學(xué)催化生物脫氮處

3、理工藝中，通過鐵碳填料上附著的生物膜作用，對進(jìn)水氨氮進(jìn)行硝化反應(yīng)，同時鐵碳填料釋放出的亞鐵離子在微電場條件下，為反硝化過程提供電子。鐵碳填料上部的生物沸石填料，在沸石的吸附作用，離子交換作用和沸石的生物膜共同作用下，進(jìn)一步實現(xiàn)對低碳氮比污水的脫氮?，F(xiàn)場試驗部分采用電化學(xué)方法，利用催化電氧化反應(yīng)器通過改變外加電壓調(diào)整電極的表面電場，進(jìn)一步控制反應(yīng)的活化能和反應(yīng)速度，因此具有啟動速度較快，參數(shù)的調(diào)整方便等優(yōu)點。催化電氧化脫氮的主要途徑是NO

4、3-N在外加電場與催化填料中還原性物質(zhì)的共同作用下還原成N2釋放。同時，少量NO3-N在外加電場和催化作用下轉(zhuǎn)變成NH3-N。TN的去除率約為50％。曝氣微電解預(yù)處理裝置為脫氮反應(yīng)提供Fe2+，同時提高催化電氧化裝置的進(jìn)水電導(dǎo)率，有利于進(jìn)一步提高反應(yīng)效率。處理工藝對COD也有一定的降解，同時，對污水中的有毒有害重金屬離子也有一定的去除作用。
　　采用化學(xué)催化生物脫氮化裝置對低碳氮比污水進(jìn)行脫氮處理的主要途徑是通過下部鐵碳填料上附著

5、的生物膜，在硝化細(xì)菌的硝化作用下，將進(jìn)水氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，同時硝酸鹽氮在鐵碳填料產(chǎn)生的二價鐵離子及催化金屬的催化作用下，通過微電解反應(yīng)提供的壞境，將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣釋放。反應(yīng)后的污水進(jìn)入上部的沸石處理層，在沸石的吸附作用，離子交換作用，和沸石表面生物膜的共同作用下，進(jìn)一步對氨氮進(jìn)行去除，沸石生物膜在對氨氮進(jìn)行生物作用的同時，有助于沸石的進(jìn)一步再生。同時在低溫條件下，化學(xué)催化生物脫氮工藝對氨氮的去除效率并未下降，故化學(xué)催化作用對硝化細(xì)