新版脱氮除磷工艺PPT演示课件

现代水处理技术之七、废水中的脱氮除磷技术、一、内容、氮的存在状态化学方法脱氮生物法脱氮新型生物脱氮技术化学方法脱磷生物法脱磷生物法，首先随着我国社会经济的快速发展，工业化和城市化程度不断提高，我国的水环境污染也变得严重，生活污水和部分工业废水中的氮硝酸态氮和亚硝酸态氮也对鱼类的生长有很大影响，形成了对人类有“三次”作用的有害物质。 这些不仅严重制约了国民经济的可持续发展，还带来了相当大的经济损失，对人民的生活和健康乃至人民的基本生存条件造成了很大的威胁。 2、废水中以有机氮、氨氮、硝酸态氮和亚硝酸态氮四种形式存在。 生活污水中主要含有有机氮和氨氮，这些都来源于人们食物中的蛋白质。 新鲜生活污水中的有机氮约占总氮的60%，氨氮约占40%。 污水中的有机物被生物分解氧化时，其中的有机氮就会转换成氨氮。 经过活性污泥法处理的污水中氨氮排出水体，导致水体富营养化。 如果水体是水源，供水处理的困难和成本就会增加。 一、氮的存在状态、氮污染对水环境质量的危害主要有以下几个方面： (1)使水体的官能形状恶化，降低水体的美学价值；(2)妨碍水体的正常溶解氧平衡，进一步促进水体的恶化；(2)降低供水质量，增加水处理负担，使水厂不能正常运行因此，防止水体氮磷污染对社会经济持续协调发展至关重要。 2006年4月13日，中国工程院院士魏复盛在山东大学召开了讲座中国的环境污染及健康危害，指出水体超过水质标准的污染物有TN、类大肠菌群、石油类、氨氮等。 3、一、氮的存在状态，1999年7月16日辽东湾夜光虫赤潮，1999年5月15日上海外滩赤潮，4、脱氮的方法有化学方法、生物方法和高级处理方法三种。 另一方面，氮的存在状态、高级处理方法有湿式氧化法、超临界水氧化法、电化学氧化法、光催化剂氧化法等。 生物法包括A/O法、三级活性污泥法脱氮工艺、二级活性污泥法脱氮工艺、UCT脱氮工艺、氧化沟生物脱氮工艺等传统的脱氮工艺。 新的脱氮技术，如同时硝化脱氮技术、厌氧氨氧化技术、OLAND技术、SHAROH技术等。 化学方法有吹脱法、折点加氯法、化学沉淀法、离子交换法、超重力脱氮法等。 5、二、化学方法脱氮，1 .吹脱法废水中的氨氮可以气体状吹脱。 废水中NH3和NH4，利用废水中含有的实际浓度和平衡浓度的差，在碱性条件下用空气吹走，以使废水中的氨氮从液相不断移动到气相，从废水中去除氨氮为目的而共存。 6、二、化学方法脱氮、1 .吹脱法吹脱法的工艺流程如下：、pH，沉淀、氨吹脱、空气氨气、石灰乳、石灰回收装置、再碳酸化， 处理水、含氨排水、污泥、空气、CO2、污泥、7、二、化学方法的脱氮，1 .吹脱法影响氨吹脱塔的工艺因素主要以吹脱塔的类型、pH值、温度、水力、pH废水中的氨氮多以NH3和NH4的形式存在，在水中为了提高氨氮的脱离效率，有必要将pH提高到废水中的氨离子转变为游离氨的数值。 氨吹脱工艺一般向废水中投入石灰在10.511.5的范围。在温度一定的压力下，废水中的气体溶解度随着温度的增加而降低，因此提高温度有利于吹走废水中的氨氮。 水力负荷水力负荷过大或太小都不利于废水中氨态氮的去除。 实验表明，水力负荷在1.825.72m3/(m2.h )范围内，氨吹脱效率的变化非常小。 设计氨吹脱塔的水力负荷值始终为2.47.2m3/(m2.h )。 气液比保证90%氨的除去率，气液比为3590m3/m3。 在逆流吹塑脱塔中，塔内风速的上限为168m/min。 最好将气液比控制在液体极限，在这种情况下，遗传效率高。 其他因素填料塔体大，递质达不到筛塔，废水中浮游物多交错时，容易发生堵塞现象。 他的高度依赖于所选的填料，也影响了氨的去除率。 填料表面光滑，不易弄脏。 8、2、化学方法脱氮，1 .吹塑脱氮方法，该方法除氨工艺的主要问题是，水温降低，水中的氨的溶解度增加，氨吹脱的推动力减少，环境温度低于0时，氨吹脱塔不能运转。 进入吹脱塔的污水pH值高，不稳定，填料表面容易产生碳酸钙沉淀，吹脱效率降低。 硝酸态氮不能处理。 容易发生二次污染和排水中溶解性固体成分的增加。 9、2、化学方法的脱氮，2 .变点加氯法含氨氮的水加氯的情况下，有以下反应：总反应式：10、2、化学方法的脱氮，2 .变点加氯法、馀氯浓度、氨氮浓度、最大馀氯、加氯量、馀氯量、最小馀氯Cl2:NH4 -N (重量比)、拐点、11、2、化学方法的脱氮2 .拐点氯化法工序的特征拐点氯化脱氮是将氨氮浓度控制在0.1mg/L以内，既可以作为单独的脱氮过程采用，也可以处理生物脱氮过程的出水深，废弃折点氯化脱氮反应快，设备费用低，但液氯的安全使用和储存要求，由于运转中加氯量多，运转管理成本高。 该方法不太适合处理大流量的高浓度含氮废水。12、二、化学方法的脱氮、二.变点氯添加法、工艺控制因素、预处理状况含氮排水除了氨氮以外，多含有消耗氧化剂氯的无机还原物质，例如S2-、HS-、SO32-、NO2-和Fe2、有机物等。 因此，为了保证氨氮的氯化反应完全进行，实际的氯投入量必须大于理论计算值的7.6。 pH废水中的pH值影响氯化反应的速度和生成物，pH值高时，氯化反应的副产物增加NO3-，过低时，氯化反应的副产物增加NCl3。 因此，pH值为中性条件时，最好进行废水的氯化处理，必须正确地控制氯的投入量。 氯化反应的速度是在氯气流过污水中的氨氮的化学反应中，氮气的生成是通过单胺和次氯酸发生化学反应而形成的，所以作为中间产物的单胺的生成速度对整个脱氮反应来说非常重要。 剩馀氯的去除问题点氯化法去除废水中的氨氮后，处理过的水中有剩馀氯，剩馀氯对水生物有毒作用。 通常使用二氧化硫或活性炭去除。13、二、化学方法脱氮，3 .化学沉淀法是20世纪90年代兴起的新技术，该方法能处理各种浓度的氨氮废水，特别适合高浓度的氨氮废水处理。 反应机理为Mg2和PO43-，通过生成与废水中的氨氮难溶性的复盐mgn H4 po 46 H2O (magesiummoumphosphate简称MAP )沉淀物(0下溶解度仅为0.023g/100mol )，废水中的氨性14、二、化学方法脱氮，3 .化学沉淀法、通称鸟类石，营养成分比其他可溶性肥料释放速度慢，因此可以作为缓释肥料、堆肥、花园土壤或干燥污泥的添加剂、结构产品的耐火剂、耐火砖等。 Mg2可以使用MgO、Mg(NO3)2等、PO43-或H3PO4、NaH2PO4、Na2HPO412H2O等。15、二、化学方法脱氮，3 .化学沉淀法的工艺控制条件、pH值如果溶液的pH值过高，容易导致工艺中NH3的挥发导致环境污染和氨损失。 实验表明，MAP沉淀法的pH值最好在9.5以下。 pH为10.512时，固定氨从MAP游离，生成更难溶性的Mg3(PO4)2。 沉淀时间和MAP形成的晶粒大小有关。 通常沉淀时间1min为晶粒长0.1mm，沉淀60min，晶粒长0.8mm，沉淀3小时，晶粒长3mm。 沉淀粒子大，沉淀效果好。 材料比Mg2浓度对形成有更大的影响。 在以MgCl26H2O、NaH2PO412H2O为沉淀剂的情况下，当Mg2 :NH4 :PO43-=1:1:1时，pH为8.6时，可以将污水中的氨氮从5628mg/L降低到65mg/L，氨氮的除去率为9 以n(Mg):n(N):n(P)=1.3:1:1.08 (质量比)投入Mg2和PO43-时，pH为9的情况下，污水中含有的(9007500)mg/L的氨氮去除率最高可达到98%。 16、1、生物脱氮机制、三、生物方法脱氮、硝化反应、总反应式、生物脱氮一般可在硝化和脱氮两个过程中完成。 硝化过程可分为亚硝酸菌和硝酸菌完成的两个过程。 这两种细菌统称为硝化细菌，是化学能力自营养型微生物，硝化菌为特殊好氧菌，利用CO32-、HCO3-和CO2等无机化合物作为碳源，从NH4或NO2-的氧化反应中获得能量。 反应式如下：亚硝酸单菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属、硝酸菌为硝酸杆菌、螺杆菌属和球菌属。 硝化细菌是一种化学能自培养菌，增长率低，对环境条件敏感，并受温度、溶解氧、污泥年龄、pH值、有机负荷等影响。 17、1、生物脱氮机制、三、生物法脱氮、硝化反应、硝化反应对溶解氧有很高要求，处理系统中的溶解氧最好保持在2mg/L以上。 此外，硝化反应过程中释放出h，pH值降低，硝化菌受pH值的影响敏感，为了使适当的pH值保持在78，应在废水中保持充分的碱度，调节pH值的变化。 氨态氮1克(用氮)完全硝化，需要4.57g氧(其中亚硝化反应为氧3.43g，硝化反应为氧1.14g )，同时需要约碱度(用CaCO3 ) 7.14 g。 18、1、生物脱氮机制、3、生物方法脱氮机制、亚硝酸菌和硝酸菌特性表示：19、1、生物脱氮机制、3、生物方法脱氮机制、脱氮反应是指在无氧条件下，脱氮菌将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程， 反应如下：脱氮菌是异养型兼性厌氧菌，在存在氧的情况下，以氧作为电子受体进行消耗氧呼吸的无氧情况下，存在硝酸盐氮或亚硝酸盐氮的情况下，以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮作为电子受体，以有机碳作为电子供体和营养液进行脱氮反应。 在20、1、生物脱氮机制、三、生物法脱氮、脱氮反应、脱氮反应中，最大的问题是污水中可用于脱氮的有机碳的量及其生化程度。 污水中的BOD5/TKN46的情况下，认为碳源足够。 碳源根据其源分为三种：第一类加碳源，多投入甲醇。 这是因为甲醇结构简单，被分解的是二氧化碳和水，不产生难以分解的中间产物，缺点费用高，因此反硝化反应中每还原1g的no3就供给2.6g的氧，同时产生3.47g的CaCO3和0.45g的脱氮菌，2.47g的甲醇第二类是污水，因为原污水中含有有机碳，第三类是内源性呼吸碳源细菌体内的原生物量及其蓄积有机物。21、1、生物脱氮机理、三、生物方法脱氮，如上所述，表中显示了硝化反应和脱氮反应过程中氮元素的转化和氧化还原状态的变化：22、2、传统生物脱氮过程、三、生物方法脱氮、三、生物方法脱氮、分析环境涉及硝化和脱氮传统的生物脱氮工艺，三，生物方法脱氮，a.A/O生物脱氮工艺，A/O(Anoxic/Oxic )法脱氮工艺是始于20世纪80年代初的工艺，其主要特征是将脱氮反应器放在系统前，因此前置脱氮生物脱氮工艺其工艺流程如下： 24，2，传统生物脱氮工艺，三，生物方法脱氮，a.A/O生物脱氮工艺，优点：1.脱氮反应以污水中的有机物为碳源，节约外碳源费用，获得高C/N比，充分进行脱氮作用进一步去除脱氮残留的有机污染物，确保出水水质满足排出标准3 .曝气槽中含有大量硝酸盐回流混合液，在缺氧槽中进行脱氮脱氮。 脱氮反应产生的碱度补充了硝化反应消耗的碱度的50%左右。 4 .该工艺简单，不需要加碳源，建设费用和运行费用低，脱氮效率一般在70%左右。 缺点：但由于出水中含有一定浓度的硝酸盐，二次沉淀池发生反硝化反应，污泥上浮，可能影响出水水质。 25、22、传统生物脱氮技术，三、生物方法脱氮，、叉开始的传统活性污泥法脱氮技术是在三级活性污泥法工艺中，基于氨化、硝化和脱氮三种生化反应建立的。 那个流程如图所示。 b .三级活性污泥法脱氮工艺、26、2、传统的生物脱氮工艺、三、生物法脱氮工艺、b .三级活性污泥法脱氮工艺分别在三个反应槽中进行BOD5和氨化、硝化、脱氮，各有独立的污泥回流系统。 一级曝气槽是一般的二级处理曝气槽，其主要功能是去除BOD，将有机氮转化为NH3-N，即完成有机碳的氧化和有机氮的氨化功能。 一级曝气槽的混合液沉淀后，水进入二级曝气槽称为硝化曝气槽，进入该槽的污水的BOD5值下降到1520mg/L的低水平，在硝化曝气槽内进行硝化反应，使NH3-N氧化为NO3-N的同时有机物进一步分解。 硝化反应会消耗碱度，所以必须加入碱以免pH降低。 硝化曝气槽的混合液进入沉淀池，沉淀的水进入三级活性污泥系统，成为脱氮反应槽，在缺氧条件下，NO3-N被还原成气体氮，排放到大气中。 进入这个级别的污水中的BOD5值很低，为了使反硝化反应正常进行，需要添加甲醇作为碳源投入，但为了节约运行成本，也可以将污水作为碳源导入。 27、2、传统生物脱氮工艺、三、生物方法脱氮工艺、b .三级活性污泥法脱氮工艺，优点：有机基质分解菌、硝化细菌、脱氮菌分别生长增殖，环境条件适当，且沉淀池分离的污泥分别回流，反应速度快