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反硝化濾池的環(huán)境影響因素:
1.pH值的影響
pH值對硝化有三個(gè)作用:
①激活和失活菌種的活性。pH值的變化影響水中H+、OH-的含量,酶的弱酸堿基團對H+和OH-離子的吸附,影響酶的活性,繼而影響菌種。
②通過(guò)影響營(yíng)養物濃度如堿度。水中的堿度主要來(lái)自OH-、CO32-和HCO3-,各含量受pH值的影響。堿度可以緩沖硝化中產(chǎn)生H+,同時(shí)其中的HCO3-又是硝化的無(wú)機性碳源。
③pH值影響FA與游離性亞硝酸的濃度和重金屬的存在狀態(tài),繼而影響兩類(lèi)菌種的活性。一般認為亞硝酸累積佳pH值在7-8.5.
2.DO對硝化的影響
系統中的DO大小決定了短程硝化反硝化系統的啟動(dòng)以及穩定性的維持,關(guān)于溶解氧對短程硝化反硝化系統的影響,目前已經(jīng)有大量的研究,普遍認為將系統溶解氧控制在0.5-1mg/L時(shí),系統中的亞硝酸菌活性占優(yōu),因而會(huì )有大量的亞硝酸鹽氮富集產(chǎn)生,可以成功地實(shí)現短程硝化.對于短程硝化反硝化系統來(lái)說(shuō),應將DO濃度控制在一個(gè)有效的范圍內,這樣既有利于氨氮的硝化反應,同時(shí)也有利于短程硝化的順利進(jìn)行。
3.游離氨(FA)
氨氮濃度的高低直接影響氨氧化菌的氧化速率,隨著(zhù)氨氮濃度的增加而增加,亞硝酸鹽氧化菌對氨氮的氧化速率則隨著(zhù)氨氮濃度的增加而降低。所以通過(guò)控制FA實(shí)現短程硝化就是將FA控制在對亞硝酸鹽氧化菌產(chǎn)生抑制而對氨氧化菌不產(chǎn)生抑制或抑制較輕的濃度范圍內。游離氨影響亞硝態(tài)氮積累的機理稱(chēng)之為NH3濃度機理:廢水中的氨氮主要以氨離子(NH4+)和游離氨(NH3)兩種形式存在,并在水中保持如下的平衡關(guān)系:
NH3+ H2O = NH4+ + OH-
NH4+ NO2—?NO3-
HNO2 =NO2—?H+
由公式可以看出,FA濃度會(huì )影響NH4+的濃度,而進(jìn)水氨氮濃度的高低又直接影響短程硝化反硝化的進(jìn)程和硝化結束后系統內亞硝酸鹽的積累。
溫度對微生物影響很大。硝化反應在4-45℃內均可進(jìn)行,適宜的溫度為20-35℃,一般低于15℃硝化速率降低,并且低溫不僅影響硝化產(chǎn)物的種類(lèi)而且降低硝化兩類(lèi)菌的活性。研究證明:在10-20℃內硝酸菌活性高于亞硝酸菌,硝化產(chǎn)物以NO3-為主;20-25℃內亞硝酸菌活性逐漸升高而硝酸菌活性緩慢降低,25℃時(shí)距硝酸菌活性達到大。實(shí)驗證明NO2-累積的佳溫度為25℃;Ford研究認為是30-36℃,這在SHARON工藝得到印證。
5.其它因素
缺/好氧交替的亞硝化反應的滯后期、污泥齡(SRT)、游離性羥氨等都影響亞硝酸累積。短程硝化影響因素的研究是一個(gè)系統工程,每一個(gè)影響因素都不是孤立地影響短程硝化,而是與其它因素聯(lián)合作用。因此任何一個(gè)控制因子的確定除明確它本身對硝化兩類(lèi)細菌的影響外,還要考慮其它因素是否在有利于短程硝化的范圍。
由于廢水生物處理均為開(kāi)放的非純培養系統,如何控制硝化停止在HNO2階段是實(shí)現短程生物脫氮的關(guān)鍵。傳統硝化過(guò)程是由亞硝酸菌和硝酸菌協(xié)同完成的,由于這兩類(lèi)細菌在開(kāi)放的生態(tài)系統中形成較為緊密的互生關(guān)系,因此完全的亞硝酸化累積是不可能的。短程硝化標志是穩定且較高的HNO2積累即亞硝酸化率較高。由于NO2-很容易被硝酸菌氧化,因此尋求抑制硝酸菌的活性而對亞硝酸菌的活性影響很小、防止NO2-氧化為NO3-,成為研究實(shí)現短程硝化的目標。影響亞硝酸菌和硝酸菌活性的因素很多,主要有pH值、溶解氧濃度(DO)、游離性氨(FA)和溫度等。