污水生物脱氮除磷原理及工艺

1、生物脱氮除磷原理及工艺概述生物脱氮原理生物脱氮工艺与技术生物除磷原理生物除磷工艺与技术 同步脱氮除磷工艺第_节概述一、营养元素的危害二、脱氮的物化法 三、除磷的物化法一营养元素的危害氨氮会消耗水体中的溶解氧；含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：氨氮对鱼类有毒害作用； NO3一和NO?一可被转化为亚硝胺“三致”物质;A水中NO?高，可导致婴儿患变性血色蛋白症氮磷浓度升高加速水体的“富营养化”过程;太湖的富营养化0，L二、脱氮的物化法二、脱氮的物化法废水中的氮以有机氮、氨氮、亚瑚酸氮和瑚酸氮 四种形式存在。1）氨氮的吹脱法:废水中，NH3与NH4+ 以如下的平衡状态共存：NH3 +H2O 5 NH

2、； +OH00; CHZ+N)、SN0090807060.5040302(|1001ANH3 +H2O0NH； +OH这一平衡受pH的影响，pH为10.5-11.5时，因废水中的 氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。进水调节pH值沉淀池出水二、脱氮的物化法二、脱氮的物化法排泥石灰或 石灰乳吹脱法脱氨工艺流程2）加氯法去除氨氮：NH； +HOClNH2Cl + H+ +H2O2NH2Cl + HOCl T “2 + 3CP + H20 + 3H+每mgNIV-N被氧化为氮气，至少需要75mg的氯。NaOCI出水进水二、脱氮的物化法二、脱氮的物化法自由余氯化合余氯折点012345678910

3、11 12氯投量/(mgL“)典型加氯曲线3）选择性离子交换法去除氨氮:釆用沸石作为除氨的离子交换体。澄清或过滤进水石子换 沸离交床生脱 再液氮 nh3n2出水第二节废水生物脱氮的基本原理1 )铝盐除磷：A/3+ +P0：+ t A/PQ一般用如2(SO Fe(OH)3一般用 F0CZ2、FeSOq 埶 FeC、Fe2(SO4)33) 石灰混凝除磷：5Ca + +4O/T + 3HPC -Ca5(OH)(PO4 +3H2O凳磷灰石一、生物脱氮的基本过程:(D(ammonification)含氮有机物，在生物处理过程中被(好氧或厌氧)异养微生物氧化分解为氨氮； 硝化(nitrification)

4、由好氧自养硝化菌将氨氮转化为no2-no3- 反硝化(denitrification) 缺氧条件下，在异养反硝化菌的作用下将NOg-和NO3-还原转化为。二、硝化反应(Nitrification)分为两步：NH； NO；NO NO；由两组自养型硝化菌分步完成：氨氧化细菌或亚硝化细菌(Nitrosomonas)；亚硝酸盐氧化细菌，或硝化细菌I Nitrobacter)1、硝化细菌的特性都是革兰氏阴性、无芽葩的短杆菌和球菌;强烈好氧，不能在酸性条件下生长;无需有机物，以无机含氮化合物为能源，以无机C(CO2HCO3 )为碳源；化能自养型;生长缓慢，世代时间长。2、硝化反应过程及反应方程式:亚硝化反

5、应：NH； +15。2 -NO2+H2O + 2H+加上合成，则:55NH4+76O2+109HCO3-C5H7O2N+54NO-2+57H2O+104H2CO3亚硝酸盐细菌的产率是：0146g/gNH/N氧化加g NHfN%NON,需氧3.16mg氧化lmg NIVN为NON,需消耗7.08mg碱度以（CaCO3 计）2、硝化反应过程及反应方程式:硝化反应:NO； +0.562 i NO；加上合成，则：40Q/VO； + NH； + 4H2CO3 + HCO +195(92 TC5H7O2N + 3H2O + 400M9；硝酸盐细菌的产率是：002g/gN02N化/wg NO2N 为 NO3

6、N，几乎不消耗碱度2、硝化反应过程及反应方程式:总反应：NH； + 2。2 NO；+H2O + 2H+加上合成，则：NH； +1.8662 +1.98HCO；（0.0181+0.0025C5H702A+ 1.04H2O + 0.98NO +1.88H2CC3氧化lmgNH4+-N为N03N,需氧4.57mg,其中亚硝化反 应3.43mg,硝化反应1.14mg,需消耗碱度7.14mg（CaCO3 计）好氧条件（D0不小于1mg/l）,并能保持一定的碱度以维持稳定的pH值（适宜的pH为8.08.4）;一般要求进水BOD5在1520mg/l以下;适宜温度:2030C;15C,速率下降；35时，即可；

7、 外加碳源，多为甲醇； 内源呼吸碳源一细菌体内的原生物质及其贮存 的有机物。适宜pH: 657.5;溶解氧应控制在05mg/l以下;适宜温度：20409生物脱氮的基本原理好氧或厌氧条件 碱度增大，pH值升高绝对好氧条件 碱度下降，pH值降低绝对好氧条件 碱度和pH值无变化Ch或无氧异养细菌NH/-N氨氧化细菌（自养型）。2（硝化细菌NO?-.NO3-N氨化作用亚硝化作用J硝化作用硝化作用碱度增大，pH值升高 缺氧条件有机物反硝化细菌）（异养以一-N有机物反硝化细菌）（异养型）7反硝化作用第三节废水生物除磷原理(1)有关废水中的磷的基本概念：废水中的存在形式：无机磷酸盐(H2PO4-. HP04

8、2-. P0/3-) 聚磷酸盐4有机磷，等；所有细菌都从环境中摄取磷；磷细菌(也称为聚磷菌.除磷菌)，可过量、超出生 理需要的摄取磷，以聚合磷酸盐的形式贮存玉细胞体内，从系统中排出这种高磷污泥，就可达到除磷的目的。生物除磷的原理与过程条，菌释 氧下磷磷 厌件劇糊放冋流污泥出水沉淀好氧（剩余污泥好氧条 件下，除磷菌 过量摄CO 卄 HQBOD IPHB （聚卩轻基丁酸）S聚合磷酸盐磷的 含泥出 厂高污W生物除磷的原理与过程庆氧环境中:污水中的甫机炀在庆氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苜；而活性污泥中的聚确菌在庆氧的不利状态 下，将体内积聚的聚确分解，分解产生的能量一部分 供聚确菌生存，另一部分能量

9、供聚确菌主动吸收乙酸 苜转化为PHB（聚价疑基丁酸）的形态储藏于体内。聚确分解形成的无机确释放曰污水中，这就是庆 氧释确。好氧环境中:进入好氧状态后，聚确菌将储存于体内的PHB 进行好氧分解并释出大量能量供聚岭菌增殖等生理 活动，部分供其主动吸收污水中的确酸盐，以聚确 的形式积聚于体内,这就是好氧吸确。剩余污泥中包含过量吸收确的聚确菌，也就是 从污水中去除的含确炀质。普通活性污泥法通过同化作用除确率可以达到 12%20%。而具生炀除确功能的处理糸统排放的剩 余污泥中含确量可以占到干重5%6%,去除率基本 可满足排放要求。二、生物除磷过程的影响因素 溶解氧:厌氧池内:绝对的厌氧，即使是NO3-等

10、也不允许存在；好氧池内：充足的溶解氧。 污泥龄：剩余污泥对脱磷效果有很大影响，泥龄短的系统产生的剩余 污泥多，可以取得较好的除磷效果；有报道称：污泥龄为30d,除磷率为40%;污泥龄为17d, 除磷率为50%;而污泥龄为5d时，除磷率高达87%。 温度： 530C; 68。BOD5负荷： BOD/TP 20;小分子易降解的有机物诱导磷的释放的能力更强；磷的释放越充分，磷的摄取量也越大。 硝态氮硝酸盐应小于2mg/l;当COD/TKN 10,硝酸盐的影响就 减弱了。 氧化还原电位：好氧区的ORP: + 4050mV;缺氧区的ORP:160土 5mV第四节废水生物脱氮工艺与技术一. 活性污泥法脱氮

11、传统工艺二、缺氧好氧活性污泥法生物脱氮系统（AO工 艺）三. 氧化沟生物脱氮工艺、生物转盘生物脱氮工艺一、活性污泥法脱氮传统工艺1.三级活性污泥法流程:剌余污泥剩余污泥剩余污泥1、三级活性污泥法流程:由Barth首先开创;三级各自具有独立的污泥系统; 4,战：氨化、硝化、反硝化是在各自的反应器中进 行，反应速率快且较彻底； 处理设备多，造价高，运行管理较为复杂。2、两级活性污泥法脱氮工艺CH.OH N.剩余污泥剩余污泥二、缺氧 氧活性污泥脱氮系统（AO工艺）又称“前置式反硝化生物脱氮系统”内循环（硝化液回流）反硝化反应器（B）BOD去除硝化反应反应器（好氧）/处理水W回流污泥剩余污泥二、缺氧好

12、氧活性污泥脱氮系统（AO工艺）优点：/以污水中有机物为反硝化碳源，无须外加/在反硝化反应过程中产生的碱度可补偿硝化反应消耗的 碱度的一半左右；/硝化曝气池在后，使反硝化残留的有机物得以进一步去 除，无需增建后曝气池。缺点：/出水中含有一定浓度硝酸氮，有可能在二沉池中进行反 硝化，造成污泥上浮三、氧化沟生物脱氮工艺生物转盘硝化脱氮工艺I段2段 3段 4段第五节废水生物除磷工艺与技术厌氧一好氧生物除磷工艺生物法与化学法结合的除磷工艺-一、厌氧好氧除磷工艺（AO工艺）一、厌氧氧除磷工艺（AO工艺）工艺特点:水力停留时间为36h;曝气池内的污泥浓度一般在27003000mg/l;磷的去除效果好（70%

13、），出水中磷的含量低于1mg/l; 污泥中的磷含量约为4%，肥效好；SVI小于100,易沉淀，不易膨胀。二.Phostrip除磷工艺生物除磷和化学除磷相结合脱P水回流f （含 P）水曝气池沉淀池含P污泥+脱P水J处理水（吸收磷，去除BODs）石灰姜磷污泥脱P处理水含P污泥直接回流污泥OO缓速搅拌混合池含卩废水除磷池剩余污泥 排放脱p污泥回流（用于吸收磷）Phostrip除磷工艺流程二、Phostrip除磷工艺工艺特点：除磷效果好，处理出水的含磷量一般低于1mg/l;污泥的含磷量高，一般为2.1-7.1%;石灰用量较低；污泥的SVI低于100,污泥易于沉淀、浓缩、脱水, 污泥肥分高，不易膨胀。第

14、六节同步脱氮除磷工艺一、巴颠甫(Bardenpho)同步脱氮除磷工艺原废力r;第一厌氧,一第一好氧第二厌氧、一- rifeMJ 反鈕I反硝化脱氮去除BOD释放磷I 释放磷硝化、吸收磷反硝化脱氮回流污泥(含磷污泥)第二好氧反应卷吸收磷去除BOD硝化:、冗淀池 一剩余污泥 含磷污洽、工艺特点: 各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其首要 功能，同时又兼有二.三项辅助功能； 脱氮除磷的效果良好。工艺复杂，反应器单元多运行繁琐，成本高二、AAO(A2/O)同步脱氮除磷工艺工艺特点：工艺流程比较简单；总的水力停留时间短厌氧.缺氧.好氧交替运行，不利于丝状菌生长，污泥膨胀 较少发生；无需投药，两个A

15、段只需轻缓搅拌,只有O段供軋运行费用低。厌氧池缺氧池，好氧池遴 沉淀池剩余污泥IA2/O工艺流程三、Phoredox同步脱氮除磷工艺二、AAO同步脱氮除磷工艺参数水力停留时间(h)厌氧反应器0.5 1.0缺氧反应器051.0好氧反应器3.5 6.0污泥回流比()50100混合液内循环回流比()100300混合液悬浮固体浓度(mg/l)30005000F/M(kgBOD5/kgMLSS.d)0.15-0.7好氧反应器内DO浓度(mg/1)2BOD-/P515(以10为宜)h反硝化脱氨Ik反应器J第一好氧f第二如讯反应器反应器! I吸收隣） 仮硝化脱怯除BOI） 一 i哺化1反硝化脱氮）去除BOD

16、,料放磷爭放磷硝化 吸收硯;剰余就、回流污泥（含磷污泥）工艺特点：在缺氧反应器之前再加一厌氧反应器，以强化磷的释放, 从而保证在好氧条件下，有更强的吸收磷的能力，提高除 磷效果。四、主要的脱氮除磷活性污泥法功能表及影响因素主姜脱氮除頊活性污泥法功能1.脱氮除确工艺及功能蔻方tfc简称回it功綾中文（反更区纽合）英文itt合液污JB功效ffl处AQifeMLENRRAS碱厦消住降低 百泥沉降性能便好 需忸債降低反眩器容枳冷人 挣作简使岀漁含氮絞商SQF法Bardcnpho (4级)NRiRAS脫氮戏來岛趙緘度消污泥沉降性陡好低操作简便反应器容枳大AO法A/O30) PhcrtxioxRAS除碣效

17、果良好 反应器容枳乂小 泻泥沉降性能好 燥作籀便耍防硝化作用AAoO 法a2/oa2/o)NRRAS睨氮效衆良好 除磅效果fR 诚度消桎降低 污記沉Wrtft好 需*1味降低 反应2?将枳不大 操作简便脱氮效衆不犬髙 除确效果般AAiOttMUCTAoR NRRASA脫氮效果段好 除碘效果氏好 滅陵消耗降抚 污泥沉障性庞好 爲机敞鄉低 反向器容积不大 操作側便脫氮效果不丈再A(AoO)2 法Fivctage BaidcnphoNRtRAS除氮 xtSJftfg污泥沉降性陡好操作简便积大除硯效采琵注“中文简称中拼音字埠含义：O有氣区他0 VUX.A无録区HAcQF20Z人,Ao 2英文简称：MLEModified ldckNO = Anacrobic/Oxic. TM fii 标名称 A/O - Anaercjbia Annxi?Oxic MLX?T- Mxlified University & Capo Town3 NK Nitric Mixe