同步硝化反硝化污水处理工艺优化方法探究

马洪璐

摘要：随着经济的不断发展，人们在生活污水上的排放量也随之增加，现阶段该如何对污水进行有效处理成为非常重要的目标。在处理过程中，同步硝化反硝化的脱氮处理方法很容易受到污水中C/N、酸碱值、溶解氧含量、水力停留时间等各项指标的影响。本文通过实验分析就如何能够提高同步硝化反硝化处理工艺的效率进行相关方面的讨论，以供参考。

关键词：污水处理;同步硝化反硝化;工艺优化

一、引言

近年来生活污水的排放量正在逐步的增大，且所排放污水中的含氮量有着明显的提高，有机物的含量有着显著的下降，造成污水中碳与氮的比值（C/N）变的很低。污水本身要想达到硝化反应的需求就必须要有足够的碳源才可以，但是有机物含量的下降致使该类硝化反应不能够有效的进行下去。传统的脱氮技术与工艺是将硝化与反硝化过程分开的，反硝化细菌有着厌氧性在进行反应的时候会产生具有碱性的物质，为了保证整个反应过程的顺利进行并避免酸碱中和反应所产生的二次污染影响才将其分开。这就使得相关处理设备的体积过于庞大，并且污水中的含氮量过高的时候还要增加一些设备来保证硝化、反硝化反应的顺利进行。为了能够探究在何种条件下使得反应效率能够有效提升得到优化，专门为此做一些实验进行有关探讨。

二、实验部分

2.1原材料的准备

（1）自配的实验用污水，污水中所具备的的相关要素氮的总含量要达到20mg/L，氨的含量要达到15mg/L，硝酸根离子的含量要达到5mg/L。（2）在实验的过程中要有用来放置微生物的专用载体才能保证相关实验要素达标，本实验中使用所使用的载体是短切自制的碳纤维增强聚氨酯泡沫塑料。

2.2测试装备与方法

在污水中测量不同要素所使用的仪器设备也会有所不同。氧含量的测量要使用溶解氧仪来进行测量，例如由JPB-607型号的便携式溶解氧仪，能够测量的范围在0.00-20.00mg/L，最小的分辨率在0.01mg/L，仪器显示的误差范围在±0.03mg/L。（2）酸碱值的测量也是很有必要的，在本实验中可选用PHB-4型号的测量设备，该中设备携带非常方便，能够自动校准以及自动温度补偿，其分辨率在0.01pH，温度补偿范围在0-80摄氏度，能够工作的环境温度在5-35摄氏度。（3）水体中的微生物絮体颗粒度可选用HYL-1076型号的激光粒度分布仪来进行测量，该种型号的设备所能够测量的粒体范围在0.1-500μm，误差率小于等于百分之一，不仅有着非常强大的软件系统，还有着独特的光路一体化技术，凭借着优秀的算法让测量数据更加的精确、快捷，在输出结果格式上也非常的灵活，使用寿命很长非常的耐用。（4）总含氮量、氨含量以及硝酸根离子的含量可使用Alpha1506型紫外可见分光光度计来进行测量，该设备的波长范围在190-1100nm，波长的精度能够打达到±0.5nm，界面的显示为图形液晶显示，配备有专门的中文菜单，在光源的选用上采用进口的卤钨灯与氘灯，检测器上使用进口的硅光二极管，具有良好的稳定性、准确性以及耐用性的特点。

三、结果与讨论

3.1微生物方面的影响

在该方面我们所测量的是微生物絮体粒径，原材料污水所不改变的量是溶解氧含量1.5mg/L，酸碱值为7，C/N值为4，水力停留的时间为30小时，变量是絮体粒径，直径从小到大依次进行实验。通过实验可以发现，当直径较小的时候絮体之间非常容易集聚到一起，硝化反应受到影响效率出现降低，反硝化过程的效率则有着较为明显的提升，这样所导致的结果就是整个反应过程中对氨氮的去除效率降低，对硝氮的去除效率提高。当絮体直径较大的时候氨氮的去除效率与硝氮的去除效率则与上述情况相反。在整个反应过程中总氮的去除效率并没有因絮体直径的变化而发生改变。但当絮体直径在60μm的时候，氨氮与硝氮的去除效率均能够达到较高值，分别为85%与65%，总氮的去除效率为80%。

3.2酸碱值的影响

不同酸碱值下相关细菌的活性是不同的，硝化细菌能够存活的酸碱值范围在6.0-7.5，反硝化细菌能够存活的酸碱值范围在7.0-8.5。为了寻找二者都最为合适的酸碱值，不变量溶解氧含量1.5mg/L，C/N值为4，絮體直径为60μm，水力停留时间为30小时。开始在不同酸碱值的条件下进行实验，酸碱值的范围在6-8时，氨氮的去除效率最高，当酸碱值的范围在8-9时，硝氮的去除效率最高。当酸碱值在7的时候都非常适合上述两种细菌的存活，但是这样条件下硝化反应会产生较多的带盐物质使得硝氮的总去除效率较低，考虑到总氮去除的效率当酸碱值为8的时候是较为理想的环境。

3.3溶解氧含量影响

不变量微生物絮体直径为60μm，C/N值为4，酸碱值为7，水力停留时间为30h，唯一变量为溶解氧含量。通过改变原材料污水中的溶解氧浓度可以发现，随着溶解氧含量的增大，硝化发应的效率也随之提升进而使得氨氮的去除效率也跟着增加。当溶解氧含量达到1.5mg/L，氨氮去除效率达到了最大值95%，在该值下总氮的去除效率也随之增加。但是当溶解氧含量在往上增加的时候，无论是总氮的去除效率还是氨氮的去除效率都开始逐渐降低。溶解氧含量增加的过程中硝化反应的速度也随之加快，这时就会导致带盐物质的大量产生，进而导致硝氮的去除效率受到影响。所以经过综合考虑与验证，当溶解氧含量为1.5mg/L最为理想。

3.4C/N值的影响

原材料污水内部的C/N值指的是碳源有机物和含氮有机物的摩尔比，需要值得注意的是碳源有机物是反硝化细菌的电子供体，会随着比值的升高而提升，有利于反硝化反应。但是当反硝化反应的程度较为强烈时是会对硝化反应有着一定程度的抑制作用。除了C/N值改变以外其它值与上述实验条件一样保持不变，当C/N值逐渐增大的时候能够明显的发现氨氮的去除效率降低，硝氮的去除效率提高，当比值的范围在2-6时总氮的去除效率达到峰值在80%左右，因此取中间数4最为合适。

3.5水力停留时间

唯一变量为水力停留时间，其他相光量与上述实验过程宜阳保持不变。当水力停留时间延长的时候氨氮去除效率提升，硝氮去除效率下降。停留时间在25-30小时范围内，无论是硝氮还是氨氮的去除效率都还能够保持在较为良好的范围内，氨氮能够达到64%-80%之间，硝氮能够达到65%-68%。时间继续延长至30-50小时范围内，总氮的去除效率达到最高为80%。故水力停留时间取30小时最为合理。

结论

综上所述，通过对同步硝化反硝化工艺中可能影响反应效率的因素进行实验与探究得到了较为理想的实验数据与记录。从上述实验中也能够明显的看出硝化反应与反硝化反应二者起到相互抑制的作用，从总除氮率、氨氮以及硝氮去除率多方面的考虑，找到了一个较为平衡的数值点。

参考文献

[1].杨戈威.同步硝化反硝化污水处理的工艺优化[J].当代化工.2019，48（03）：495-499.