硝化与反硝化去除氢氮-沃雨环保|节能环保(图)

硝化反硝化生物滤池工艺：脱氮的利器硝化反硝化生物滤池是一种将硝化与反硝化过程集成于单一反应器内的生物脱氮技术，尤其适用于中小型污水处理厂的提标改造或深度脱氮需求。其原理在于：1.分层生物膜作用：滤池内填充特殊滤料（如轻质陶粒、塑料填料），为微生物提供巨大的附着表面积。2.好氧区（上层）：污水自上而下流经滤池上部。在强制曝气或自然通风提供的充足氧气条件下，好氧的硝化细菌在生物膜外层生长，将进水中的氨氮（NH??）氧化为亚氮（NO??），并进一步氧化为氮（NO??），完成硝化过程。3.缺氧区（中下层）：随着污水向下流动，溶解氧逐渐被消耗。在滤池中下部形成缺氧环境。反硝化细菌利用生物膜内层或滤料微孔中捕获的有机物（原水碳源或额外投加的碳源）作为电子供体（碳源），将上层产生的氮（NO??）或亚氮（NO??）还原为氮气（N?），实现脱氮。关键在于通过水流方向、曝气控制或特殊滤料结构设计，在空间上或时间上创造相邻的好氧与缺氧微环境。主要技术特点：*同步脱氮：在一个反应器内紧凑地完成硝化和反硝化全过程，脱氮（通常可达70%以上）。*抗冲击负荷强：生物膜系统微生物量大、种类丰富，对水质水量波动和有毒物质的耐受性优于活性污泥法。*占地省、流程短：结构紧凑，省去了传统多级AO工艺的多个反应池和复杂的污泥回流系统。*污泥产量低：微生物处于内源呼吸期，污泥产率显著低于活性污泥法。*运行管理相对简便：自动化程度高，维护工作量相对较小。该工艺适用于市政污水、工业废水（如食品加工、养殖废水）的深度脱氮处理，是解决总氮超标问题的有效技术选择之一，尤其适合土地紧张或需提标改造的场合。工艺亮点：空间/时间分隔、生物膜挂载、单池完成硝化反硝化、占地省、运行稳。

硝化反应装置是化工生产中用于将硝基（-NO?）引入有机化合物分子中的设备，其作用在于安全、、可控地实现硝化反应过程。具体作用体现在以下几个方面：1.实现反应：*提供必要的反应场所（反应器），使有机原料（如苯、等）与硝化剂（通常是浓与的混合物，即混酸）在特定条件下充分接触并发生取代反应，生成目标硝基化合物（如、等）。这是装置根本的功能。2.维持的反应条件：*温度控制：硝化反应通常是强放热反应，温度控制至关重要。装置配备的冷却系统（如夹套、盘管、外部换热器），及时移除反应热，防止温度急剧升高导致副反应增多、产物质量下降，甚至引发危险的“飞温”或。*混合与传质：使用强力搅拌器或循环泵，确保不互溶的有机相和酸相充分混合乳化，增大反应接触面积，提高反应速率和均匀性，避免局部过热或浓度过高。*加料控制：控制硝化剂和有机物的加入速度、顺序和比例（如采用滴加方式），是控制反应速率、热释放速率和选择性的关键。装置配备的计量和加料系统（如计量泵、控制阀）。3.保障本质安全：*硝化反应具有高温、强腐蚀性、（原料和产物可能）等高风险特性。装置的设计和材质选择（如耐腐蚀的搪玻璃、特殊合金钢）必须能承受这些苛刻条件。*配备完善的安全设施，如泄压装置（安全阀、片）、紧急冷却系统、氮气保护系统、可燃/有毒气体检测报警、联锁停车系统等，以预防和应对失控情况，降低事故风险。4.分离与后处理：*反应完成后，硝化与反硝化去除氢氮，装置通常集成或连接分离系统（如倾析器、离心机），将生成的硝基产物与废酸分离开来。*可能包含洗涤单元（中和残留酸）、精馏或结晶单元（提纯硝基产物）以及废酸回收处理单元（如浓缩、再生），以实现产物的有效分离、纯化和资源回收利用，减少废物排放。5.过程控制与优化：*现代硝化装置高度自动化，配备传感器（温度、压力、pH、流量等）和分布式控制系统（DCS），实时监控关键参数，确保反应在预设的佳工艺条件下进行，提高产品质量的一致性和收率，同时降低操作风险和人工成本。总结来说，硝化反应装置不仅是进行硝基化反应的物理容器，更是一个集成了控制、传热传质、本质安全防护、产物分离与后处理功能的综合系统。其作用在于确保高危险性、高放热性的硝化反应能够在安全、稳定、、可控的条件下进行，生产出符合质量要求的硝基化合物，并兼顾环境保护和经济效益。

反硝化工艺：污水脱氮的关键环节反硝化是废水生物脱氮工艺的步骤，专门负责将硝化过程产生的（NO??）或亚（NO??）还原为无害的氮气（N?），从而有效去除水体中的总氮，防止富营养化。原理与必要条件：*微生物作用：由兼性异养菌（单胞菌、反硝化）在缺氧环境（溶解氧DO*电子受体与供体：（NO??）或亚（NO??）代替氧气作为电子受体；有机物（BOD）或内源碳作为电子供体和碳源。*还原过程：微生物通过一系列酶促反应，将NO??逐步还原为NO??、NO、N?O，终生成N?气体释放到大气中。此过程同时实现了污染物的去除（脱氮）和微生物自身的能量获取。工艺实现形式：*前置反硝化（典型如A/O工艺）：缺氧池位于好氧池之前。利用原水中的有机碳源作为反硝化碳源，节能；好氧池混合液回流至缺氧池提供硝态氮。*后置反硝化：缺氧池位于好氧池之后。需外加碳源（如、钠）；污泥回流提供。*同步硝化反硝化：在特殊曝气控制或生物膜/颗粒污泥系统内，同一反应器不同微环境中同时发生硝化与反硝化。运行关键控制点：1.严格的缺氧环境：控制溶解氧浓度是保证反硝化进行的前提。2.充足可利用碳源：碳源类型（易降解性）和数量（C/N比）直接影响反硝化速率和深度。不足时需投加外碳源。3.适宜的污泥龄：保证足够数量的反硝化菌留存于系统。4.有效的混合液回流：在前置反硝化中，足够回流比是将硝态氮输送至缺氧区的保障。环境效益：反硝化工艺的应用，使污水厂从单纯去除有机物（COD/BOD）和悬浮物（SS），跃升到深度脱氮的新阶段。它成功将溶解性的硝态氮转化为无害的氮气，是解决水体氮污染、保护水环境不可或缺的关键技术环节，对控制湖泊、海湾富营养化，维护生态平衡具有重大意义。