废水生物脱氮工艺中对氮的去除是通过硝化菌和反硝化菌共同的生物作用而实现的。因而,无论采用何种形式的处理工艺方面不同的环境因素都将对处理过程及处理效果产生影响,另方面这些因素对工艺运行中硝化和反硝化菌作用的影响又是不尽相同的。因而,在废水生物脱氮工艺的设计和运行过程中,必须加以充分的考虑和注意。
溶解氧的控制
和废水生物除磷工艺一样,运行过程中对混合液中溶解氧浓度的控制是十分重要的。溶解氧含量的高低将直接影响处理工艺中好氧菌和厌氧菌的含量和分配比例,从而影响整个处理工艺对氮的去除效率。如前所述,脱氮过程中的硝化反应必须在好氧条件下运行,其混合液中的DO浓度一般应维持在2~3mg/L,当DO浓度低于0.5~0.7mg/L时,氨转化为硝态和亚硝态氮的硝化反应过程将受到抑制。 Goreau等人对溶解氧对硝化菌生物代谢影响的研究表明,较低的DO浓度将影响其代谢的产物。
溶解氧对反硝化过程有很大的影响。当缺氧区中的溶解氧含量过高时,氧将会与硝酸盐竞争电子供体,并抑制硝酸盐还原酶的成及其活性。尤其是当反硝化过程中,氧化亚氮还原酶受抑制时,可使N2O/N2的比例增高,并可使N2O作为反硝化的最终产物而积累。日本的有关研究表明,当反硝化过程中DO浓度上升时,将会产生对反硝化菌的简单竞争性抑制作用,使反硝化速率下降。一般而言,对悬浮型活性污泥反应器来说,反硝化过程中混合液的溶解浓度应控制在0.5m/L以下,才能保持正常的反硝化速度;而对附着型生物膜反应器来说,由于生物膜系统中氧的传递阻力较大,因而可以允许较高的溶解氧浓度。浓耀良等人在利用A/O系统(其中A段为生物膜缺氧反应器)处理垃圾填埋场渗滤液的研究过程中发现,当反应器中的溶解氧浓度为0.5~1.0mg/L之间时,可获得良好的反硝化处理效果,而当DO浓度超过1.0~1.2mg/L时,反硝化效果将受到影响。
温度(T)的控制
与其它废水生物处理过程一样,温度是影响脱氮处理效果的重要因素。硝化反应的最适温度范围为30~35℃。当温度在5~35℃之间由低至高逐渐过渡时,硝化反应的速率将随温度的增高而加快,而当温度低于5℃时,硝化反应将几乎停止。对于去碳和硝化在同一个反应器中完成的脱氮工艺而言,温度对硝化速率的影响则更为明显。当温度低于15℃时即发现硝化速率快速下降。低温状态将对硝化细菌有强烈的抑制作用,如温度为12~14℃时,反应器岀水常会出现亚硝酸盐积累的情况。
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