反硝化過程優(yōu)化控制的策略

    反硝化過程由于需要在缺氧的條件下才能使反硝化細(xì)菌將硝氮作為電子受體，將其還原成氮?dú)猓源蠖鄶?shù)的活性污泥工藝都設(shè)置了缺氧池或缺氧區(qū)，以完成反硝化反應(yīng)。反硝化過程能否順利進(jìn)行，除了要求有缺氧的環(huán)境外，還需要有充足的有機(jī)物作為反硝化細(xì)菌的碳源，才能獲得較高的反硝化速率。由于脫氮過程需要先進(jìn)行硝化再進(jìn)行反硝化，如果按照這個工藝順序構(gòu)筑設(shè)施，當(dāng)污水從硝化區(qū)流入到反硝化區(qū)時，大部分的有機(jī)物已經(jīng)在之前的過程中都被降解了，往往沒有充足的有機(jī)物作為反硝化細(xì)菌的碳源，影響反硝化過程的順利進(jìn)行。

    解決方案如下：其一，在反硝化區(qū)域人為地投加碳源，通常以甲醇為主；其二，改變工藝流程，將反硝化區(qū)域移至硝化區(qū)域的前端，使得污水先流入反硝化區(qū)域，保證了水中有較高的有機(jī)物可以作為反硝化細(xì)菌的碳源；同時設(shè)置內(nèi)回流管道，將硝化區(qū)已經(jīng)硝化完成的含有大量硝氮的水回流至反硝化區(qū)，進(jìn)行反硝化，實(shí)現(xiàn)后的脫氮。如果投加碳源，則對于污 水廠而言又增加了運(yùn)行費(fèi)用；如果不投加碳源，而采用反硝化前置的工藝，將硝化液內(nèi)回流，則回流比是非常重要的參數(shù)，如果回流量過大，回流泵的電能消耗也是一筆不小的費(fèi)用，同時還有可能因為碳源不足而無法將回流的硝酸鹽全部反硝化。如果只使用溶解氧和ORP在線分析儀對反硝化進(jìn)行監(jiān)測控制，則只能保證反硝化區(qū)域的溶解氧環(huán)境適宜反硝化反應(yīng)，但是無論是人為投加的碳源量，還是回流硝化液的回流比，都無法進(jìn)行控制。因而引入了硝氮在線分析儀對反硝化的優(yōu)化控制。

    ① 以硝氮濃度控制硝化液內(nèi)回流比。如圖6-55所示，通過在線測定反硝化尾部的硝氮濃度，在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)內(nèi)回流流量，使回流的硝氮恰好能與系統(tǒng)的反硝化能力相匹配，以硝化過程中產(chǎn)生的硝氮進(jìn)行反硝化，同時也可避免不必要的回流，造成能量浪費(fèi)和把大量硝化區(qū)的溶解氧通過內(nèi)回流帶入反硝化區(qū)而影響反硝化效果。

    ② 以硝氮濃度控制外部碳源的添加。如圖6-56所示，硝氮在線分析儀設(shè)置在缺氧區(qū) (前置反硝化區(qū))的后一格內(nèi)。根據(jù)所測得的缺氧區(qū)出水的硝氮濃度，結(jié)合測定的進(jìn)水流量，即可調(diào)節(jié)內(nèi)回流的流量。如果所測定的硝氮濃度呈上升趨勢，則表明所回流的硝氮可能由于進(jìn)水碳源不足等原因超過了系統(tǒng)的反硝化能力，此時應(yīng)減少內(nèi)回流流量，以避免浪費(fèi)能量，同時減少由內(nèi)回流帶入缺氧區(qū)的溶解氧量；反之，如硝氮濃度下降，則應(yīng)提高內(nèi)回流流量，利用系統(tǒng)的反硝化能力將硝化區(qū)形成的硝酸鹽氮進(jìn)行反硝化。