沃雨环保|节能环保(多图)-合肥反硝化除磷装置

硝化反应装置工艺要点硝化反应（如苯硝化制）是典型的高风险强放热过程，其装置工艺设计需严密控制：1.反应器系统：*为强耐腐蚀硝化反应器，通常采用搪瓷/玻璃钢内衬或特殊合金（如哈氏合金）材质，抵抗混酸（浓/）腐蚀。*搅拌至关重要，确保酸烃两相充分混合传质，避免局部过热。常用推进式或涡轮式搅拌器。*夹套/内盘管冷却系统及时移出巨大反应热（约130kJ/mol），维持反应温度在精密控制范围（如50-60℃），防止超温飞温。温度传感器多点分布，联锁控制系统。2.混酸配制与进料系统：*设置混酸配制槽，控制与硫酸的比例、浓度及温度。配酸过程也需冷却。*酸与有机物的进料采用高精度计量泵（如隔膜泵），严格按比例和特定顺序（通常先加酸）加入反应器。进料管线常设紧急切断阀。3.温度与安全控制系统：*多级温度监控与联锁是生命线。反应器温度超限立即触发：停止进料、启动冷却、紧急泄放。*设置紧急泄放装置（片/安全阀）并连接至应急事故槽，防止超压。*DCS系统实时监控温度、压力、流量、液位等关键参数，实现自动化控制与报警。4.分离与后处理：*反应产物进入分离器，利用密度差分层。上层粗硝基物去中和水洗，下层废酸经浓缩回收部分硫酸再利用。*废酸处理系统（如浓缩、脱硝）是环保关键，回收酸并减少污染物排放。该工艺在于多重安全保障下的温度控制与移热，确保在强腐蚀、高放热、条件下安全稳定运行，适用于苯、等芳香族化合物的硝化生产。

反硝化聚磷菌（DenitrifyingPolyphosphateAccumulatingOrganisms，DPAOs）是一类具有特殊代谢能力的微生物，在污水处理领域具有重要的应用价值。其主要用途集中在、节能地同步去除污水中的氮和磷污染物，是现代污水处理工艺（如A2/O、UCT、BCFS等）的功能菌群。其用途体现在：1.同步脱氮除磷，简化工艺流程：*传统污水处理中，脱氮（硝化-反硝化）和除磷（强化生物除磷，EBPR）通常需要不同的环境条件（好氧、缺氧、厌氧）和相对独立的流程，导致工艺复杂、占地大、能耗高。*DPAOs的之处在于，它们能在缺氧条件下，利用（NO??）或亚（NO??）作为电子受体，同时完成反硝化脱氮和过量吸磷。这打破了传统观念中除磷只能在好氧条件下进行的限制，实现了在同一个反应器（缺氧区）内同步去除氮和磷，大大简化了工艺流程，降低了建设和运行成本。2.节省碳源，降低运行成本：*在传统脱氮过程中，反硝化细菌需要大量的有机碳源（如、等）作为电子供体来还原。这部分碳源的投加是污水处理厂的主要运行成本之一。*DPAOs在缺氧吸磷时，同样需要利用碳源（主要是挥发性脂肪酸，VFAs）。关键在于，DPAOs利用细胞内储存的聚羟基烷酸酯（PHA）作为还原反硝化过程和吸磷过程的能量来源。而PHA是在前端的厌氧区，反硝化除磷装置，由DPAOs摄取污水中的VFAs并储存转化而来。*因此，同一份进水中的有机碳源（VFAs），先被用于厌氧区合成PHA，然后在缺氧区被DPAOs用于驱动反硝化和吸磷。这实现了碳源的“一碳两用”，显著减少甚至无需额外投加外碳源用于反硝化，大幅降低了运行费用。3.减少污泥产量：*由于DPAOs利用内储物质（PHA和聚磷）作为能量来源进行生长和维持，其细胞产率通常低于依赖外部碳源快速生长的普通异养菌。*同步脱氮除磷工艺中，DPAOs是优势菌群，因此整个系统的剩余污泥产量通常低于需要分别脱氮除磷的传统工艺。4.降低曝气能耗：*在传统工艺中，硝化过程需要大量曝气维持好氧环境，是好氧段能耗的主要来源。*在基于DPAOs的同步脱氮除磷工艺（如A2/O）中，虽然硝化过程仍需在好氧区进行，但缺氧区承担了主要的反硝化脱氮任务和吸磷任务，减轻了好氧区的负荷（主要进行硝化和少量吸磷），从而在一定程度上降低了整体的曝气需求。5.提高系统稳定性和处理效率：*集成化的工艺设计减少了构筑物数量和流程切换，降低了操作复杂性。*对进水碳源的竞争利用更（厌氧释磷摄碳、缺氧反硝化吸磷），理论上能更稳定地实现深度脱氮除磷。总结来说，反硝化聚磷菌的用途是作为“生物引擎”，驱动污水处理厂在缺氧环境下实现氮（）和磷的同步去除。其优势在于“一碳两用”（同一碳源驱动反硝化和吸磷），显著节省了碳源投加成本，并简化了工艺流程、降低了曝气能耗和污泥产量，是实现污水、节能、可持续处理的关键技术之一，尤其适用于处理低碳氮比的城市污水。

短程硝化反硝化（ShortcutNitrificationandDenitrification，SND）是一种创新的污水生物脱氮工艺。它通过调控反应条件，将传统硝化反硝化路径中的亚（NO??）作为关键中间产物保留并直接用于反硝化，省去了将亚进一步氧化为（NO??）的步骤。这种“捷径”赋予了它的优势和广泛的用途：1.处理高氨氮废水：*特别适用于处理氨氮浓度高、碳氮比（C/N）相对较低的废水，如垃圾渗滤液、焦化废水、养殖废水、某些化工废水等。*由于省去了化步骤，理论上可以节省约25%的氧气消耗（在硝化阶段）和约40%的有机碳源需求（在反硝化阶段），显著降低处理高氨氮废水的运行成本。2.显著节能降耗：*节省曝气能耗：将氨氮（NH??）仅氧化至亚（NO??）阶段，比完全氧化至（NO??）减少约25%的需氧量，大幅降低曝气所需的电能消耗，这是其突出的经济优势。*节省碳源投加成本：反硝化菌还原亚（NO??）为氮气（N?）比还原（NO??）需要更少的电子供体（有机碳源）。在碳源匮乏的污水中，可减少外购碳源（如、钠）的投加量，降低药剂成本和污泥产量。3.减少污泥产量：*较低的氧耗和有机碳源消耗，意味着参与反应的微生物合成代谢减少，从而降低了剩余污泥的产生量。这不仅减少了污泥处理处置的费用，也符合当前污水处理“减量化”和“资源化”的发展趋势。4.缩短反应时间，提高处理效率：*亚反硝化的速率通常比反硝化快1.5-2倍。这意味着在达到相同脱氮效果时，所需的反应器容积可能更小，或者水力停留时间（HRT）可以缩短，提高了系统的处理效率和处理能力。对于现有污水处理厂的提标改造或扩容具有现实意义。总结来说，短程硝化反硝化的用途在于：*经济地处理高氨氮、低碳氮比废水。*作为节能降耗的关键技术，显著降低污水处理厂的曝气能耗和碳源投加成本。*实现剩余污泥的减量化。*提升脱氮效率，为污水处理厂的提标改造和新建工程提供更优的技术选择。尤其在当前强调节能减排和可持续发展的背景下，短程硝化反硝化因其在降低运行成本（能耗、药耗）和减少二次污染（污泥）方面的突出优势，已成为污水处理领域，特别是高氨氮废水处理中极具吸引力和应用前景的脱氮技术。