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知识百科 | 氨氮去除率高 TN去除率低是什么原因?

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发布日期:2023-04-16 来源:环保工程师 浏览次数:3853
核心提示:氨氮达标,TN去除率低的问题并不复杂,原因有很多,但是常见的就三种情况,本文将具体解释一下:

【社区案例】A2O+MBR氨氮去除效率95%,总氮只有50%。现对缺氧段投加乙酸钠补充碳源。氨氮达标,TN去除率低的问题并不复杂,原因有很多,但是常见的就三种情况,本文将具体解释一下:

一、缺少碳源

对于脱氮系统,碳源决定了脱氮效率的深度,反硝化池中理论上只要CN比为2.86时,就可以完全脱氮,如果再加上微生物自身生长,CN比为3.70时可以完全脱氮公式如下:

假设C为甲醇,甲醇氧化的过程可用(1)式所示,

CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O(1)

1、反硝化的时候,如果不包含微生物自身生长,方程式非常简单,通常以甲醇为碳源来表示。

6NO3-+5CH3OH→

3N2+5CO2+7H2O+6OH-(2)

由(1)式可以得到甲醇与氧气(即COD)的对应关系:1mol甲醇对应1.5mol氧气,由(2)式可以得到甲醇与NO3-的对应关系,1mol甲醇对应1.2molNO3-,两者比较可以得到,1molNO3--N对应1.25molO2,即14gN对应40gO2,因此C/N=40/14=2.86。

2、反硝化的时候,如果包含微生物自身生长,如(3)式所示。

NO3-+1.08CH3OH

→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-(3)

同样的道理,我们可以计算出C/N=3.70。

但是理论终究是理论,并没有考虑内回流所携带的氧气。正常情况下,反硝化菌只有在消耗完内回流携带的氧气之后才进行反硝化,所以,这一部分的氧气也是消耗了碳源,所以在一些手册中也给予了规定,要求AO脱氮工艺的CN比控制大于4,实际运行中CN(COD:TN)比一般控制在4~6,缺少碳源,是我目前遇到很多朋友TN不达标的最多的原因之一!

解决办法:按CN比4~6,投加碳源

二、回流比过小

其实在反硝化脱氮中,回流比决定了脱氮效率的高度,条件再适合,回流比一定,脱氮效率也是一定的,就像三体中的质子一样,把脱氮效率锁死在一定范围呢!

反硝化效率的公式η=(r+R)/(1+ r+R),其中R是外回流比,r是内回流比。公式推导:

推导这个公式之前,咱们需要设置一些前提条件!假设进水硝态氮是0,反硝化脱氮完全,而硝化液回流中TN(硝态氮)含量与出水的TN(硝态氮)含量是相同的,那么反硝化脱氮的量为进入反硝化池的氮的总量为(r+R)QTN出,根据物质守恒定律:进水TN等于出水TN+反硝化脱氮+细菌同化消耗的氮源的和!公式如下:

QTN进=QTN出+(r+R)QTN出+TN同化

对于细菌同化消耗的氮源,我们忽略不计!那么公式就变为:

QTN进=QTN出+(r+R)QTN出↓TN出/TN进=1/(1+r+R)~①将公式①带入脱氮效率公式:

η=(TN进-TN出)/TN进

↓η=1-TN出/TN进↓η=[(1+r+R)-1]/(1+r+R)↓η=(r+R)/(1+r+R)

因为外回流比控制的比较小(30-50%),所以我们一般会省略为η=r/(1+ r)!

根据公式来看,在碳源充足的情况下,反硝化的脱氮效率只和内回流有关系!内回流的大小决定了脱氮效率。

目前的脱氮工艺,我们应用的都是前置反硝化及变种,但是内回流再大,都会有部分硝态氮随着水流走的,并不能达到100%的硝化液回流!所以我们会将其控制在一个合适的范围!

过低的内回流比会导致脱氮效率下降,出水TN超标,但是过高的内回流,一方面会携带更多的DO,消耗碳源和破坏缺氧环境,并且导致电费增长,在内回流比大于600%时,内回流的提高,脱氮效率并不会提高很多,导致性价比比较差!

解决办法:

在保证脱氮效率的情况下结合DO影响及性价比的关系,一般控制在200~400%,有的脱氮工艺是内外回流合并在一起的,内外回流比也要控制在这个范围,这个范围既保证了污泥的回流,也保证了硝化液的回流,保证反硝化的脱氮效率!

三、反硝化反应时间不够

反硝化反应时间不够指的是反硝化的水力停留时间不够,水力停留时间是指进入反应器的废水在反硝化池内的平均停留时间,如果反硝化池的有效容积为V立方米,反硝化池的实际停留时间则为:

HRT=V/(1+R)Q

式中:

HRT是水力停留时间

V是反应器容积

Q是反应器的进水流量

R是外回流比

在设计规范中反硝化池的水力停留时间(HRT)要求在2~10h,也就是最低的HRT要控制在2h以上,低于最低停留时间反硝化会进行的不彻底!

解决办法:

1、超出设计标准的进水量导致的HRT缩短,可以考虑增加反硝化池的容积,例如新建或者将一些过余的建筑改成反硝化池。

2、污泥回流导致的HRT缩短,在实际中水力停留时间的计算需要算上污泥回流的量,污泥回流比越大反硝化的HRT越短,过大的污泥回流会导致反硝化的HRT不足,这一点很少有人去考虑,其实污泥回流并不需要控制很大,控制的越大,回流污泥浓度越小,回流中水越多!这种情况可以适当控制污泥回流比来解决。

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