废水生物脱氮除磷2(xuesheng)

1、_亠第四章 废水生物脱氮除磷技术第一节施-H-弟一中第三节水体中的氮及其危害性 废水生物脱氮技术 废水生物脱氮与同步脱煲除磷技术第一节水体中的氮及其危害性 1、氨氮消耗水中的溶解氧 2、氨氮与氯作用生成氯胺 3、 4、加速水体富营养化 第二节废水生物脱氮技术 一、生物脱氮原理氮化作用（好硝化作用（好氧）有机氮氨化菌書紊氨氮亚硝酸盐细菌旳_硝酸细菌.（自养）自养反硝化菌no3-)11 反殆化仃川V（一）氨化反应微生物分解有机氮化合物产生氨的过程 称为氨化作用.氨化反应无论在好氧和厌氧条件下，中性、碱性或酸性环境中都能进行。且（二）硝化反应生物硝化指NH3氧化成No的过程。由自养型硝化细菌（硝酸盐

2、细菌和亚硝酸 盐细菌）参与。它们生活时不需要有机物 作为养料，而是通过氧化无机氮，以仁能 为能量。硝化细菌NH4+1.86O2+1.98H2CO3 (0.0181+0.0025) C5H7O2N+1.04H2<+0.98NO3+1.88H2CO3 q 1、影响硝化反应的环境因素: （1） PH值：（在碱性条件下） 硝化细菌对PH值很敏感，亚硝酸细 菌和硝酸细菌的最适PH值在7.0-7.8和7.7- 8.1,不在此范围，其活性急剧下降 （2）温度：硝化反应受温度影响大，最适温度为 20°C30°C ,低于15 °C反应下降，小于 5 °C则停止。微生

3、物在最适温度(2030C ) . PH（8. 0一8. 4）. 溶解氧. 底物浓度条件下有最大净生长速率>最小世代时间:最大净生长速率的倒数为 该微生物的最小世代时间。（最小禺微生 物逗留时间）> 停留时间（污泥龄）应大于菌体的最小点弋时 间，否则硝化菌流失，安全系数为2倍最小世代时 间。可采用固着生长体系。I (4)溶解氧： 氧是硝化反应的电子昴虬反应器内的溶解氧的高低将影响硝化反应的进程。在曝 气池内溶解氧的含量1 mg/Lr (5)混合液中有机质的含量不应过高,BOD5 应在1520mg/L以下。（三）反硝化作用指污水中NC-N和NO?-N,在无氧和低氧条件下转化为N2的过程

4、。口NO2 +3H （电子供给体一有机物）1/2N2+H20+OH- fNO3-+5H （电子供给体一有机物） 一1/2N2+H20+OH- 1、影响反硝化作用的因素(1)碳氮比：可利用的碳源有两类:1)废水中原有的碳源。3-5： 1时，可认为碳源充足。2)外加碳源当 EOD5/TN(2) PH值：对于反硝化反应的最适PH值为 7.08.5, PH高于8.5或低于6,反硝化速率 大为降低。 (3)温度： 反硝化最适的温度为20°C35 °C,低 于15 °C反硝化速度明显降低。*5有研究表明，温度对反硝花速度影呗 的大小与硝化设备的类型(微生物恿浮型 或固着型)、

5、硝酸盐负荷有关。 (4)溶解氧(DO)氧对脱氮有抑赢询、I 在反硝化过程中，溶解金浓辱过高时，反硝 化菌将利用溶解氧作为电子受体飞争性的阻碍 了硝酸盐的还原，影响硝态氮的去除率。口 但氧的存在对进行反硝化作用的仏肖化有利的，这类菌是兼性厌氧，菌体内的某些酶系 统只有在有氧存在时才能合成。 (5) ORP氧化还原电位、 对于生物脱氮除磷技术,DO难以描述缺氧段和厌氧段的概念，因为理论上缺氧段和厌氧段 的溶解氧均为零。 * 厌氧段ORP值一般在-160mV- 200mV之间；44 好氧ORP值一般在+180m V左右；缺氧段一般在-50m V-110mV之间, (6)毒物 镰浓度大于0.5mg/l

6、亦制冬硝化作用； 盐度高于0.63%影响反硝化作用； NO?N浓度超过30 mg/L抑制反硝化 作用；硫酸盐浓度高也影响反硝化作用。】、生物脱氮系统流程r悬浮污沦、细菌存在状态I膜法固着生长"单级：去碳、硝化、反硝化结级数k多级：去碳、硝化、反硝化分隔，污泥互不相混，各自回流（一）Bardenpho脱氮工艺剩余污泥剩余污泥剩余I亏泥剩余污泥剩余污泥剩余I亏泥出 水剩余污泥剩余污泥剩余I亏泥 2.特征 第一级为去除碳（BOD、COD）和氨 化（转化为NH3、NH4+）； 第二级为硝化反应器，需投碱以防 PH值下降；第三级为反硝化反应器，可采用外加 碳源或引入原水为碳源； 3优缺点 1）

7、优点：有机物降解菌、硝化菌、反硝 化菌在各自的适合环境中增殖，有利于 菌生长。 2）缺点：流程长，设备多，管理不便。在实际 中采用二级。脱氮需加碳源，导致岀水BOD高。 需加后曝气反应器。剩余污泥剩余污泥 1、反应器的负荷率低。 2、微生物的停留时间长，反应器的容积大。 3、采用完全混合式或推流式的流态。在推流式的曝气池中，硝化过程出现在池的后部。（三）A/O脱氮工艺（缺氧/好氧）回 内循环反硝化 反应器缺氧回流污泥<碱N2 2.特征曲 (1)反硝化反应器在前,BOD去除、硝化两 项在后。 (2)反硝化反应以废水中有机物为碳源。 (3)硝化液回流至反硝化器，进行反硝化脱 氮。 (4)在反

8、硝化过程中产生的碱度可补偿硝化 反应消耗碱度的一半，对城市污水含氮不高的 废水木需身投碱。Q (5)硝化曝气池在后，使反硝化产生的有机 物进一步去除。 3、不足之处： (1)处理水来自硝化反应器，有不利之处(2)欲提高脱氮率，必须加大内循环回 流比，但也有不利之处 2) 3) 4) 5) 6)进水的TN <30 mg/L 4、主要参数： 1) HRT :硝化的HRTN空时，反硝化 HRT在2小时以内。混合液循环比:R取200%500%好 污泥回流比:R取50%100SRT>30 天DO DO缺<0.2mg/L, DO好=2mg/L（五）生物膜脱氮系统对于硝化、脱氮来说?勿膜法

9、具有更大的优势。生物膜法适合世代时间 、长的硝化菌生长，同时微生物呈固着状, 硝化菌和反硝化菌有其各自适合的生存 环境。第三节 生物除磷与同步脱氮除磷技术通过投加铝盐、铁盐、石灰等化学药剂反应生成不溶的沉淀 物。2.生物法（强化）除磷普通活性污泥法剩余污泥中磷含量约占微生物干重的1.5-2.0%,通过同化作用可去除磷12-20%o 生物法（强化）除磷利用好氧微生物中聚磷菌在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷。生物强化除磷工艺可以使得系统排除的剩余污泥中磷含量占 到干重5%6%。 一、生物除磷原理 聚磷菌一既能积累聚磷谜又能积 累聚卜疑基丁酸盐(PHB)的细菌、包括活

10、 性污泥中的不动杆菌属、气单胞菌 假单胞菌属、棒杆菌属等。生物除磷原理：（一）聚磷菌的磷过量摄取（二）聚磷菌的放磷）聚磷菌的磷过量摄取在好氧环境下，将进入对数生长期 的聚磷菌可从外界大量吸收可溶性磷酸 0%盐，合成聚磷酸盐，存积于细胞中。（二）聚磷菌的放籟、I当细菌处于厌氧条件时，会分解细胞、内的聚磷酸盐，同时产生ATP,利用ATP 能量将废水中的脂肪酸摄入细胞，合成、 聚卜轻基丁酸。以PHB （聚卜轻基丁酸 盐）等形式存在于细胞内，同时将磷酸 排除体外。（三）磷的好氧吸收和厌氧释放的关系 好氧吸收磷的前提条初是混合液经 过磷的厌氧释放。但并非所有的磷的释 放都能增加磷的吸收。磷的厌氧释放可分

11、为两部分：释放和无效释放。有效释放磷在释放的同时有机物被吸收到 细胞内并在细胞内贮存。 艮淪孵放是有机 物吸收和贮存这一耗能过程的耦联為程无效释放不伴随有机物的吸收和贮存,r 可能是由于内源损耗或PH改变或毒物作用引起 的磷的释放。 提问：是否厌氧时间越长，生物除磷效 果越好？ 厌氧条件下，聚磷菌最初磷是有效释放, 随着时间的延长，污水中有机物耗完，吸 收和贮存的过程已停止，但微生物为了维 持生命活动，仍不断分解聚磷酸盐释放磷。随着厌氧时间的延长，虽然释磷总量不 断提高，但吸磷能力却随无效释放量的增 加而降低。（四）磷的厌氧释放动力学结论： 磷的释放取决于进水的性质而不是厌氧状态的形成。 1、

12、基质的影响三类基质： A类：乙酸、甲酸、丙酸等低分子有机酸 B类：乙醇、柠檬酸、甲醇、葡萄糖等 C类：丁酸、乳酸、琥珀酸等2、硝酸盐的影响由于有硝酸盐的存是、如同好氧一样,除磷菌可从NOh中获得氧进行缺氧吸磷， 因此，在缺氧段进行反硝化的論 继续吸磷，但速率慢，为好氧的1/观抑 制细菌对磷的释放。3、污泥龄：生物除磷是通过排除剩余污 泥而去磷，污泥龄短的系统产生的剩余 污泥量多，可取得较好效果。 4、温度和PH： 在530°C的范围内，可取得较好的效果;在厌氧条件下，PH值越低，释放速 度和释放量越大。、 5、溶解氧： 在聚磷菌放磷的厌氧反应器中， 保持绝对厌氧条件，但在聚磷菌吸磷

13、好氧反应器中应保持充足的氧。二、污水生物除磷工艺 （一）PhostripX 艺脱磷污泥回流（二）厌氧一好氧除磷工艺（A/O除磷）原水> 厌氧池> 曝气池>处理水剩余污泥含磷污泥回流该工艺的特点是速度高，水力停留 时间短，厌氧区的水力停留时扁为0.51 小时，好氧区为13小时，泥龄短，泥龄 37天。系统达不到硝化作用，回流污泥 中不携带NO3-至厌氧区。(三)同步脱氮除磷工艺 1、AAO同步脱氮除磷(A2/O)剩余污泥(1) 厌氧反应器的功能为释放磷(2) 缺氧反应器的主要功能为脱氮 I(3) 好氧反应器的功能为多功能，进行去 碳、硝化、吸磷如何完成去碳、脱氮、除磷？废水进入厌

14、氧区氧细菌将大分 子有机物质转化为小分子物总、¥磷菌分解 聚磷酸盐，释放能量维持生存，4收小分子 物质以PHB形式贮存o当进入缺氧区后，反硝化细菌利用好氧区 回流的硝酸盐，以及废水中的可生物降解有机 物进行反硝化，同时达到去碳和脱氮的作用。I接着进入好氧区，聚磷菌除吸收降解残余 的有机物外，主要分解PHB,竄能嬰收磷并转 化为聚磷酸盐。I 產此，出水中的溶磷浓度低，且好氧区、 BOD值下降，有利于硝化菌的生长，进行硝化 反应。 2、UCT工艺:1-2Q1-2Q厌氧缺氧'好氧污泥回流UCT和A2/O工艺的不同?13Q厌氧缺氧 好氧0.501辛Q12Q厌氧缺氧 好氧请比较和A2/O工艺的不同？在UCTI艺中，沉淀池的回流污泥和好 氧区的污泥混合液分别回流至缺氧区，且为 补充厌氧区的污泥流失，将缺氧区阳亏泥混 合液回流至厌氧区。 *、" 在废水的N/C适合的情况下，只要缺氧区 的反硝化作用完全，可以使缺氧区岀水的 NCP-浓度接近零，从而使接受缺氧区混合液 回流的厌氧区的NCP-也为零，保持较为严格 的厌氧环境。故UCT工艺最大限度的排除硝酸盐对除 磷的影响。(1) 第一缺氧反应器功能为污泥释磷。(2) 第一好氧反应器的首曇功單为去除BOD,第 二功能为硝化，该反应器