【技术分享】污水处理技术-AO脱氮工艺介绍

污水中的氨氮，在O段(充氧条件)时，被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮回流至A段，在缺氧条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体被还原为无污染氮气，逸入大气从而达到最终脱氮的目的。

硝化反应：

NH₄⁺+2O₂→NO₃^-+2H⁺+H₂O

反硝化反应：

6NO₃^-+5CH₃OH→5CO₂↑+7H₂O+6OH^-+3N₂↑

A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH₃、NH₄⁺)，在充足供氧条件下，硝化作用将NH₃^-N(NH₄⁺)氧化为NO₃^-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，反硝化作用将NO₃^-还原为分子态氮(N₂)，完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

1、酸碱度(pH值)

硝化过程消耗废水中的碱度会使废水的pH值下降(每硝化1g氨氮将消耗7.14g碱度，以CaCO₃计)；反硝化过程则会产生一定量的碱度使pH值上升(每反硝化1g硝酸盐将产生3.57g碱度，以CaCO₃计)。但是由于硝化反应和反硝化过程是序列进行的，也就是说反硝化阶段产生的碱度并不能弥补硝化阶段所消耗的碱度。因此，为使脱氮系统处于最佳状态，应及时调整pH值。

2、温度(T)

硝化反应适宜的温度范围为5～35℃，在此范围内，反应速度随温度升高而加快，当温度小于5℃时，硝化菌完全停止活动；在同时去除COD和硝化反应体系中，温度小于15℃时，硝化反应速度会迅速降低，对硝酸菌的抑制会更加强烈。反硝化反应适宜的温度是15～30℃，当温度低于10℃时，反硝化作用停止，当温度高于30℃时，反硝化速率也开始下降。

有研究表明，温度对反硝化速率的影响与反应设备的类型、负荷率的高低都有直接的关系，不同碳源条件下的不同温度对反硝化速率的影响也不同。

3、溶解氧(DO)

在好氧条件下硝化反应才能进行，溶解氧浓度不但影响硝化反应速率，而且影响其代谢产物。为满足正常的硝化反应，在活性污泥中，溶解氧的浓度至少要有2mg/L，一般应在2～3mg/L，生物膜法则应大于3mg/L。当溶解氧的浓度低于0.5～0.7mg/L时，硝化反应过程将受到限制。

研究表明，要获得较好的反硝化效果，对于活性污泥系统，反硝化过程中混合液的溶解氧浓度应控制在0.5mg/L以下;对于生物膜系统，溶解氧需保持在1.5mg/L以下。

4、碳氮比(C/N)

脱氮过程中，C/N将影响活性污泥中硝化菌所占的比例。因为硝化菌为自养型微生物，代谢过程不需要有机质，所以污水中BOD5/TKN越小，即BOD5的浓度越低，硝化菌所占的比例越大，硝化反应越容易进行。硝化反应的一般要求是BOD5/TKN>5，COD/TKN>8：

不同的C/N的脱氮效果 

氨氮是硝化作用的主要基质，应保持一定的浓度，但氨氮浓度超过100～200mg/L时，会对硝化反应起抑制作用，其抑制程度随着氨氮浓度的增加而增加。反硝化过程需要有足够的有机碳源，但是碳源种类不同亦会影响反硝化速率。

5、污泥龄(SRT)

污泥龄(生物固体的停留时间)是废水硝化管理的控制目标。为了使硝化菌菌群能在连续流的系统中生存下来，系统的SRT必须大于自养型硝化菌的比生长速率，泥龄过短会导致硝化细菌的流失或硝化速率的降低。在实际的脱氮工程中，一般选用的污泥龄应大于实际的SRT。

研究表明，对于活性污泥法脱氮，污泥龄一般不低于15d。污泥龄较长可以增加微生物的硝化能力，减轻有毒物质的抑制作用，但也会降低污泥活性。

6、内回流比(r)

内回流的作用是向反硝化反应器内提供硝态氮，使其作为反硝化作用的电子受体，从而达到脱氮的目的。循环比不但影响脱氮的效果，而且影响整个系统的动力消耗，是一项重要的参数。循环比的取值与要求达到的效果以及反应器类型有关。

7、氧化还原电位(ORP)

在理论上，缺氧段和厌氧段的DO均为零，因此很难用DO描述。据研究，厌氧段ORP值一般在-160～-200mV之间，好氧段ORP值一般在+180mV左右，缺氧段的ORP值在-50～-110mV之间，因此可以用ORP作为脱氮运行的控制参数。

8、抑制性物质

某些有机物和一些重金属、氰化物、硫及衍生物、游离氨等有害物质在达到一定浓度时会抑制硝化反应的正常进行。有机物抑制硝化反应的主要原因：一是有机物浓度过高时，硝化过程中的异养微生物浓度会大大超过硝化菌的浓度，从而使硝化菌不能获得足够的氧而影响硝化速率；二是某些有机物对硝化菌具有直接的毒害或抑制作用。

9、其他因素影响

生物脱氮系统涉及厌氧和缺氧过程，不需要供氧，但必须使污泥处于悬浮状态，搅拌是必需的，搅拌所需的功率对竖向搅拌器一般为12～16W/m3，对水平搅拌器一般为8W/m3。

（来源：污水处理工程网）