反硝化池脫氮效率差 是什么原因？

【社區(qū)案例】缺氧池反硝化看著還可以啊，產(chǎn)生的小氣泡很多，打上來(lái)觀察一下，一會(huì)就浮著一層泥，但是總氮還是非常高，是什么原因？

缺氧池脫氮效率差，其實(shí)和TN超標(biāo)的問(wèn)題重合度很高，顏胖子之前寫過(guò)很多氨氮和TN的文章，反硝化脫氮效率低的問(wèn)題并也不是很復(fù)雜，對(duì)照文內(nèi)原因一一對(duì)應(yīng)就行了，本文增加了一些公式的推導(dǎo)，讓小伙伴們能更深刻的理解所寫的內(nèi)容！

一、缺少碳源

對(duì)于脫氮系統(tǒng)，反硝化池中理論上只要CN比為2.86時(shí)，就可以完全脫氮，如果再加上微生物自身生長(zhǎng)，CN比為3.70時(shí)可以完全脫氮公式如下：

假設(shè)C為甲醇，甲醇氧化的過(guò)程可用（1）式所示，

CH3OH+1.5O₂→CO₂+2H₂O（1）

1、反硝化的時(shí)候，如果不包含微生物自身生長(zhǎng)，方程式非常簡(jiǎn)單，通常以甲醇為碳源來(lái)表示。

6NO₃^-+5CH₃OH→3N₂+5CO₂+7H₂O+6OH^-（2）

由（1）式可以得到甲醇與氧氣（即COD）的對(duì)應(yīng)關(guān)系：1mol甲醇對(duì)應(yīng)1.5mol氧氣，由（2）式可以得到甲醇與NO3-的對(duì)應(yīng)關(guān)系，1mol甲醇對(duì)應(yīng)1.2molNO3-，兩者比較可以得到，1molNO₃^--N對(duì)應(yīng)1.25molO2，即14gN對(duì)應(yīng)40gO₂，因此C/N=40/14=2.86。

2、反硝化的時(shí)候，如果包含微生物自身生長(zhǎng)，如（3）式所示。

NO₃^-+1.08CH₃OH→0,065C5H7NO₂+0.47N₂+1.68CO₂+HCO₃^-（3）

同樣的道理，我們可以計(jì)算出C/N=3.70。

但是理論終究是理論，并沒(méi)有考慮內(nèi)回流所攜帶的氧氣。正常情況下，反硝化菌只有在消耗完內(nèi)回流攜帶的氧氣之后才進(jìn)行反硝化，所以，這一部分的氧氣也是消耗了碳源，所以在一些手冊(cè)中也給予了規(guī)定，要求AO脫氮工藝的CN比控制大于4，實(shí)際運(yùn)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不達(dá)標(biāo)的最多的原因之一！

解決辦法：按CN比4~6，投加碳源

二、回流比過(guò)小

其實(shí)在反硝化脫氮中，回流比與碳源都是站C位的！

反硝化效率的公式η=(r+R)/(1+ r+R)，其中R是外回流比，r是內(nèi)回流比。公式推導(dǎo)：

推導(dǎo)這個(gè)公式之前，咱們需要設(shè)置一些前提條件！假設(shè)進(jìn)水硝態(tài)氮是0，反硝化脫氮完全，而硝化液回流中TN（硝態(tài)氮）含量與出水的TN（硝態(tài)氮）含量是相同的，那么反硝化脫氮的量為進(jìn)入反硝化池的氮的總量為（r+R）QTN出，根據(jù)物質(zhì)守恒定律：進(jìn)水TN等于出水TN+反硝化脫氮+細(xì)菌同化消耗的氮源的和！公式如下：

QTN進(jìn)=QTN出+（r+R）QTN出+TN同化

對(duì)于細(xì)菌同化消耗的氮源，我們忽略不計(jì)！那么公式就變?yōu)椋?/p>

QTN進(jìn)=QTN出+（r+R）QTN出↓TN出/TN進(jìn)=1/（1+r+R）～①將公式①帶入脫氮效率公式：

η=（TN進(jìn)-TN出）/TN進(jìn)

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

因?yàn)橥饣亓鞅瓤刂频谋容^小（30-50%），所以我們一般會(huì)省略為η=r/(1+ r)！

根據(jù)公式來(lái)看，在碳源充足的情況下，反硝化的脫氮效率只和內(nèi)回流有關(guān)系！內(nèi)回流的大小決定了脫氮效率。

目前的脫氮工藝，我們應(yīng)用的都是前置反硝化及變種，但是內(nèi)回流再大，都會(huì)有部分硝態(tài)氮隨著水流走的，并不能達(dá)到100%的硝化液回流！所以我們會(huì)將其控制在一個(gè)合適的范圍！

過(guò)低的內(nèi)回流比會(huì)導(dǎo)致脫氮效率下降，出水TN超標(biāo)，但是過(guò)高的內(nèi)回流，一方面會(huì)攜帶更多的DO，消耗碳源和破壞缺氧環(huán)境，并且導(dǎo)致電費(fèi)增長(zhǎng)，在內(nèi)回流比大于600%時(shí)，內(nèi)回流的提高，脫氮效率并不會(huì)提高很多，導(dǎo)致性價(jià)比比較差！

解決辦法：

在保證脫氮效率的情況下結(jié)合DO影響及性價(jià)比的關(guān)系，一般控制在200~400%，有的脫氮工藝是內(nèi)外回流合并在一起的，內(nèi)外回流比也要控制在這個(gè)范圍，這個(gè)范圍既保證了污泥的回流，也保證了硝化液的回流，保證反硝化的脫氮效率！

三、反硝化池環(huán)境破壞

這種情況的出現(xiàn)的標(biāo)志是，反硝化池DO大于0.5，破壞了缺氧環(huán)境，使兼性異養(yǎng)菌優(yōu)先利用氧氣來(lái)代謝，硝態(tài)氮無(wú)法脫除，整體導(dǎo)致TN的升高，反硝化池缺氧環(huán)境破壞，后面往往帶來(lái)的可能是氨氮的超標(biāo)，原因是硝化細(xì)菌無(wú)法形成優(yōu)勢(shì)菌種，不過(guò)曝氣池足夠大，還是沒(méi)有問(wèn)題的！

解決辦法：

1、內(nèi)回流過(guò)大，導(dǎo)致攜帶DO過(guò)多的，調(diào)小內(nèi)回流比或者關(guān)小內(nèi)回流處曝氣。

2、其他問(wèn)題導(dǎo)致的DO高，例如進(jìn)水與水面相隔過(guò)高，導(dǎo)致跌落充氧，要減少高度差等。

四、反硝化反應(yīng)時(shí)間不夠

在設(shè)計(jì)規(guī)范中反硝化池的水力停留時(shí)間（HRT）要求在2～10h，也就是最低的HRT要控制在2h以上，低于最低停留時(shí)間反硝化會(huì)進(jìn)行的不徹底！

解決辦法：

1、超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)水量導(dǎo)致的HRT縮短，可以考慮增加反硝化池的容積，例如新建或者將一些過(guò)余的建筑改成反硝化池。

2、污泥回流導(dǎo)致的HRT縮短，在實(shí)際中水力停留時(shí)間的計(jì)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，過(guò)大的污泥回流會(huì)導(dǎo)致反硝化的HRT不足，這一點(diǎn)很少有人去考慮，其實(shí)污泥回流并不需要控制很大，控制的越大，回流污泥濃度越小，回流中水越多！這種情況可以適當(dāng)控制污泥回流比來(lái)解決。

五、脫氮效率過(guò)高

在設(shè)計(jì)規(guī)范中脫氮效率一般在60～85%，問(wèn)題中一級(jí)AO脫氮效率已經(jīng)超過(guò)了90%，對(duì)于市政污水來(lái)說(shuō)已經(jīng)很不錯(cuò)了，但是在高氨氮的工藝廢水中，要求TN達(dá)到一級(jí)A，對(duì)一級(jí)AO工藝來(lái)說(shuō)有點(diǎn)強(qiáng)人所難了。

解決辦法：

采用二級(jí)或者多級(jí)AO的工藝來(lái)解決。

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