氮磷污染危害及脱氮除磷基本概念ppt课件

1、污水生物脱氮除磷技术1.1 氮磷污染物来源 点源污染：生活污水和工业废水外源性负荷 面源污染: 主要来源农业内源性负荷：内源性负荷是堆积物中氮和磷的 释放、水生动植物新陈代谢分解 等。1.1.1生活污染源人类生活过程中产生的的污水，是水体的主要污染源之一。生活污水中含大量有机物如 纤维素、淀粉、糖类脂肪蛋白质等；常含病原菌、病毒和寄生虫卵；含无机盐类氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。据估算，我国人均体内排出的磷为1.8g/d左右。生活污水中含有机氮和氨态氮，其来自于食物中蛋白质代谢的废弃物。普通每人产生11g/d氮态废物。新颖生活污水中有机氮约占40%，氨氮约占60%。1.1

2、.2工业污染源食品加工企业乳制品行业、化肥消费企业等工业废水中含有大量较高浓度的氮。含磷工业主要是磷化工业，排放的污水中含有磷酸盐、氟化物、二氧化硅等。1.1.3农业面源面源性的农业污染物，包括肥料、农药和动物粪便。肥料和农药经过雨水冲淋、农业排水和地表径流进入河道和水体，成为直接营养源。畜禽养殖业废料和水中野生动物的排泄物，氮磷含量相当高，也会大量进入水体。1.1.4 堆积物中氮和磷的排放堆积物是湖泊的主要污染内源，是污染物的蓄积库。各途径的营养盐经湖泊物理、化学、生物化学作用堆积湖底，成为湖泊营养盐的内负荷。在湖泊环境发生变化时如入湖营养盐负荷减少或完全截污后，堆积物中的营养盐会逐渐释放出

3、来，补充湖水中的营养盐。1.2 氮磷污染危害与水质富营养化氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害，主要表如今以下几个方面：氨氮会耗费水体中的溶解氧氨化、硝化含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：a.氨氮对鱼类有毒害作用b. NO 3-和NO 2-可被转化为亚硝胺一种“三致物质加速水体的“富营养化过程水体富营养化: 是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁衍，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的景象。 以武汉东湖为例，据中科院水生所、武汉大学生物系等单位调查，在60年代初，水体尚未呈富营养形状时，全湖的浮游

4、生物、漂浮生物、挺水植物、沉水植物与底栖动物构成良好的生物系统，具有一定群落规律。其水生维管束植物多达83种53属29科，全湖植被覆盖率到达83%。而如今，由于长期以来生活污水和工业废水未经有效处置，大量排放入湖中，东湖生态环境发生急剧变化，其植被覆盖率由过去的83%下降至缺乏3%。水生植物种类减少到58种，群落构造发生明显变化，沉水植物比例下降，过去在全湖中占绝对优势的黄丝草几乎绝迹，表征水质富营养形状的蓝藻、绿藻数量上升成为优势种类。 六湖连通：将东湖、沙湖、北湖、杨春湖、严东湖、严西湖六个湖泊贯穿，并与长江相连，实现引江济湖、湖湖连通，从而改善武汉地域水域环境 引江济湖工程的目的是“换，

5、经过“换，使得污染水源的各个污染目的得到稀释，从而加强污染水体的自净才干，以到达对水质的优化。 类似有西湖调水工程、玄武湖调水工程等。1.3污水处置水质目的与国内外污水氮磷去除规范 1.3.1污水处置水质目的和水质规范 1.城市污水处置的水质对象与方法 主要对象： 、SS和氮磷营养物质 方法： 机械法、化学法、生化法污水处置工艺流程中心 2.污水处置水质目的和水质规范城市污水和污泥经过有效处置之后，其排放、利用和处置的去向往往因地而异，因此必需根据当地的详细情况，根据国家和地方的有关水质规范和接纳水体的等级划分水质目的，合理确定城市污水处置厂的污水处置程度和水质目的1GB18918-2002。

6、根本控制工程最高允许排放浓度日均值如表1所示。表1根本控制工程最高允许排放浓度日均值 单位mg/L)2GB3838-2002。表2 地面水环境质量规范GB3838-2002)摘录单位mg/L序号参数 I类II类III类IV类 V类7 氨氮0.150. 51.01.52.08总磷0.02（湖、库0.01）0.1（湖、库0.025）0. 2（湖、库0.05）0.3（湖、库0.1）0.3（湖、库0.1）9 总氮0.20.51.01.52.01. I类 主要适用于源头水、国家自然维护区。 2. II类 主要适用于集中式生活饮用水水源地一级维护区、珍贵鱼类维护区、鱼虾产卵场等。3. III类 主要适用于

7、集中式生活饮用水水源地二级维护区、普通鱼类维护区及游泳区。4. IV类 主要适用于普通工业水区及人体非直接接触的文娱用水区。 5. V类 主要适用于农业用水区及普通景观要求水域。3GB3097-1997目前污水排海工程按该规范控制达标，经环境容量预测确定污水处置厂的出水水质或排放总量。表3 海水水质规范GB3097-1997摘录单位：mg/L 序号项目名称第一类第二类第三类第四类12无机氮(以N计）0.200.300.400.5013非离子氨（以N计） 0.02014活性磷酸盐（以P计）0.0150.0300.0451. 第一类适用于海洋渔业水域，海上自然维护区和珍稀濒危海洋生物维护区。2.

8、第二类适用于水产养殖区，海水浴场，人体直接接触海水的海上运动或文娱区，以及与人类食用直接有关的工业用水区。3. 第三类 适用于普通工业用水区，滨海风景旅游区。4. 第四类适用于海洋港口水域，海洋开发作业区。4GB/T18920-2002。该规范是城市污水再生后回用于生活杂用水的水质规范。 5GB 5084-2005。当出水用于农灌时应执行的规范。6GB4284-84。该规范适用于城市污水处置厂污泥用于农田时的控制规范。1.3.2国内外污水氮磷去除 1.我国污水氮磷去除目的值 氮磷目的值值变化如表4所示。表4 氮磷目的值变化 单位 (mg/L) 标准变化 NH3-N TP TNGB8978-19

9、96 二级 25 1.0 一级 15 0.5GB18918-2002 一级B 8（15） 1.0 20 一级A 5（8） 0.5 15二级 25（30） 3 5 未来 1 0.1 5括号外数值为水温12 的规范，括号内为水温12 的规范 2.国外污水氮磷去除目的值美国制定了污水处置厂污染物排放的根本规范，即“双30规范：BOD、SS排放目的均为30mg/L。在Lake Tahoe太浩湖、Great Lakes北美五大湖、The Occoquan Reservoir and the Chesapeake Bay、Northern Gulf of Mexico四个流域或地域执行非常严厉的氮磷排放规

10、范：TN 低于3mg/L 或5mg/L，TP 低于0.1mg/L 或0.2mg/L。澳大利亚的氮污染物排放规范也分为国家规范和地方规范，如国家排放规范规定：出水TN10mg/L的概率至少保证90%；同时出水TN5mg/L的概率至少保证50%。某地方排放规范规定：出水TN5mg/L的概率至少保证90%；同时出水TN100000德国18702100001000001100000法国1570280100001000001070190100000英国同欧盟100001000001000001.4 污水脱氮除磷厌氧、缺氧、好氧基 本概念辨析 由于生物脱氮、除磷的需求，在传统活性污泥法的根底上，将厌氧形状

11、组合到活性污泥中，因此在生物反响器中就产生了厌氧、缺氧、好氧的分区形状；或者是在同终身化反响器中反复周期地实现厌氧、缺氧、好氧形状。 污水中的厌氧、缺氧、好氧形状不仅表达在溶解氧的变化上，也表达在参与反响的微生物、呼吸类型、最终电子受体等方面。1.4.1 厌氧 厌氧普通是指混合液不存在溶解氧或溶解氧浓度极低，且其中也没有硝酸盐存在的形状，主要以低分子有机物、CO2，以及一些高能化合物为电子受体。 此时混合液中的溶解性和颗粒性有机物将发生水解酸化反响。根据其中的溶解氧浓度，厌氧过程又分为完全厌氧甲烷化、兼性厌氧水解酸化和暂时厌氧。1.4.2 缺氧 缺氧形状下混合液中不存在溶解氧或溶解氧浓度极低，

12、而存在大量的硝酸盐氮。 此时由于混合液中的溶解氧浓度极低，缺乏以供应氧化复原反响的电子受体，因此该过程中主要以硝酸盐作为电子受体，在此过程中主要发生有机物的降解反响以及反硝化反响。1.4.3 好氧 好氧形状是指污水中存在溶解氧的形状普通指溶解氧浓度1mg/L。此时混合液中的电子受体主要为溶解氧，在溶解氧缺乏的情况下，混合液中的部分硝酸盐也会作为电子受休。 好氧环境下主要发生有机物的降解、有机氮的氨化、氨氮的氧化以及同步硝化反硝化反响。简单的说： 混合液中既不存在溶解氧，又不存在硝酸盐的形状为厌氧形状； 存在硝酸盐但不存在溶解氧的形状为缺氧形状； 混合液中溶解氧作为主要电子受体的形状为好氧形状。

13、 随着污水处置技术的不断开展，厌氧、缺氧、好氧等污水处置技术术语的含义在不同的污水、污泥处置工艺操作中也不断的开展并发生深化变化，使其具有不同的内在涵义和不断扩展的外延。 为了较好的处理这一问题，下面从参与反响的微生物、呼吸类型、最终电子受体、主要代谢反响、典型工艺操作及其组合等方面对这些术语进展综合分析和汇总阐明。见下表：状态划分呼吸类型主要最终电子受体参与活动的主要微生物主要生物反应典型最终产物典型工艺厌氧1、完全厌氧（甲烷化）厌氧低分子有机物CO2专性、兼性厌氧菌颗粒性及溶解性有机物水解酸化并甲烷化CH4、CO2、H2S、H2、菌体污泥厌氧消化等固体停留时间较长的纯厌氧工艺，以有机物的去除和稳定化为目的2、兼性厌氧（水解酸化）厌氧低分子有机物兼性、专性厌氧菌颗粒性及溶解性有机物水解酸化CO2、有机酸、菌体、CH4污水厌氧水解等固体停留时间较短的纯厌氧工艺，以提高或改善有机物去除效果为目的3、暂时厌氧厌氧PHB等有机聚合物兼性、专性好氧菌溶解性有机物酸化，聚磷菌吸收有机酸并释磷，PHB合成有机酸、CO2污水生物除磷或厌氧选择器缺氧厌氧硝态氮兼性菌、专性好氧菌有机物降解，反硝化CO2、N2、菌体污水