污水处理厂-08污水脱氮除磷及深度处理工艺的运行管理

1、第八章 污水脱氮除磷及深度处理工艺的运行管理第一节 生物脱氮除磷工艺的运行管理一、生物脱氮除磷技术 1生物脱氮 污水中的总氮通过以下3个途径被脱出。 (1)氨化反应 有机氮化合物在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮。例如氨基酸的分解。 (2)硝化作用 在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化。首先，在亚硝酸菌的作用下，氨转化为亚硝酸氮。在这之后，亚硝酸氮在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸氮。 (3)反硝化作用 反硝化反应是指硝酸氮()和亚硝酸盐氮()在反硝化菌的作用下，被还原成气态氮()的过程。反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌，在缺氧条件下，以硝酸氮为电子受体，以有机底物(碳源)为电子供体。因此其反

2、应可分为同化反硝化和异化反硝化。 2生物除磷 生物除磷是指利用聚磷菌一类生物，能够过量的在数量上超过其生理需要的从外部环境(污水中)摄取磷，并将磷从聚合的形态储藏在菌体内，形成富含磷的污泥再排出污水处理系统之外，达到从废水中除磷的作用 1 ）厌氧区 (1)发酵作用：在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧状态下，兼性菌将溶解性有机物(BOD)转化成低分子发酵产物(VFA)。 (2)聚磷菌释放磷：聚磷菌吸收厌氧区产生的VFA或来自污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化为细胞内碳能源存储物 (PHBPHV)，所需的能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解。并导致磷酸盐的释放。 2）好氧区 (1)磷的吸收：细菌

3、以聚磷的形式存储超出生长需要的磷量，通过PHBPHV的氧化分解产生能量，用于磷的吸收和聚磷合成。 (2)合成新的聚磷菌细胞，产生富磷污泥。 3）除磷系统 剩余污泥的排放：通过排放剩余污泥，将磷排出系统之外去除磷。二、工艺控制 1无硝化反硝化的生物除磷系统此时，不要求去除氨氮也不要求去除总氮，工艺基本上是采用中高负荷。泥龄在37天，水在用于释放磷的池子中停留时间一般为812h，以保证在好氧处理段不发生硝化反应，最终使回流污泥中不含硝酸盐，从而提高整个处理系统的除磷效果。2 有硝化反硝化工艺的生物除磷系统 此时，工艺一般都包含厌氧、缺氧和好氧三种基本状态的交替，这些工艺间的主要差异是这三种状态的组

4、合方式和数量分布的时间和空间变化。 如果仅要求硝化或部分反硝化(出水TN为612 mgL)，可采用污泥龄为515d。 如果脱氮要求很高时(出水TN为3mgL)宜采用长泥龄。泥龄为1525d。 在释磷池，尽量建成推流式构造，也可以是一系列完全混合池相串联的反应池，这样，也可以保证释磷池中没有硝酸盐，从而提高整个系统的除磷效率 3影响脱氮效果的主要因素 1)对硝化细菌的影响因素 溶解氧(DO)：溶解氧是硝化反应过程中的电子受体，反应器内溶解氧高低，必将影响硝化反应的进程，在进行硝化反应的曝气池中，据试验结果证实，溶解氧的含量不能低于lmgL。当FM低时，DO较低，硝化良好；FM中等时，DO必须保持

5、在较高条件下，方能保证硝化良好。 温度(T)：硝化反应适宜的温度是2030，15以下时，硝化反应速度下降，低于4时完全停止。 pH值：硝化菌对pH值的变化非常敏感，最佳pH值是7.08.0。在这一最佳值的条件下，硝化菌硝化速率基本不受影响。 生物固体平均停留时间(污泥龄)：为了使硝化菌群能够在连续流反应器中存活，微生物在反应器内的停留时间必须大于自养型硝化菌的最小世代时间，否则硝化菌的流失率将大于净增殖率，使硝化菌从系统中流失殆尽。一般对于泥龄的取值，至少应为硝化菌最小世代时间的2倍以上。 重金属及有害物质：除重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有高浓度的、高浓度的等。 2) 对反硝化作用

6、的影响因素 （1）碳源：能为反硝化菌所利用的碳源是多种多样的，但从污水生物脱氮工艺来考虑，可分为以下几类。 污水中所含的碳源。这是比较理想和经济的碳源。一般认为，当废水中BOD5TKN46时，即可认为碳源充足，无需外加碳源。 外加碳源。当源水中C、N比值过低，如BOD5TKN36时，即须另外投加有机碳源。多采用投加甲醇(CH3OH)，因为它被分解后的产物为CO2和H2O，不留任何难于降解的中间产物，而且反硝化速率高。 （2）pH值：是反硝化反应的重要影响因素，对反硝化菌最适宜的pH值是7.07.5，在这个pH值条件下，反硝化速率最高，当pH值高于8或低于6时，反硝化速率将大为下降。 （3）溶解

7、氧：反硝化菌只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，它们才能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。如反应器内溶解氧较高，将使反硝化菌利用氧进行呼吸，抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成，阻碍硝酸盐氮的还原。但是，另一方面在反硝化菌体内某些酶系统组分只是在有氧条件才能合成，这样，反硝化菌以在厌氧、好氧交替的环境中生活为宜。溶解氧应控制在0.5mgL以下。 （4）温度(T)：反硝化反应的适宜温度是2040，低于15时，反硝化菌的增殖速度降低，代谢速度也降低，从而降低了反硝化速率。第二节 污水深度处理常见工艺技术一、污水深度处理技术1混凝 混凝又称化学混凝。指向水中投加化学药剂后，发生

8、混合、凝聚、絮凝这几种作用先后综合进行的整个过程的总称。2过滤 过滤是滤除溶液中悬浮状不溶性物质的方法。在污水处理中是分离固体悬浮颗粒的物理法之一。 过滤在水处理中起到下列作用。 去除化学澄清和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质。 提高悬浮固体、浊度、磷、BOD、COD、重金属、细菌、病毒等的去除率。 由于提高了悬浮物和其他干扰物质的去除率，因而可降低消毒剂的用量。 使后续离子交换、吸附、膜过程等处理装置免于经常堵塞。 3活性炭吸附 活性炭具有多孔结构和强大吸附力，而且表面积很大。其比表面积为5001700m2g。在水处理方面主要用于吸附、脱色、除臭。主要利用了活性炭的物理吸附、化学吸附、氧

9、化、催化和还原等性能。4臭氧氧化 臭氧氧化是利用臭氧气体作为强氧化剂，通入水层(或与水接触)中进行氧化反应去除水中污染物质的水处理过程。臭氧氧化法水处理设备中主要包括：空气预处理、臭氧发生器、水臭氧化气接触反应及臭氧尾气处理部分。5氯氧化 氯气与水接触后，发生歧化反应()，生成次氯酸和盐酸，而次氯酸为弱酸，能在水中发生离解。6紫外线照射 紫外线照射是利用紫外线照射水体，对水体进行消毒处理的方法。波长为200295nm的紫外线有明显杀菌作用，波长260265nm的紫外线杀菌力最强。在水的消毒处理中要求水的色度低，悬浮物少，胶体物质少，同时，要求水不可过深，一般不超过l2cm，否则光线的穿透能力将受到影响，影响消毒效果。此方法管理简单，杀菌速度快，缺点是经过消毒的水无持续杀菌能力，成本高。7膜分离法 在污水深度处理方面主要用到微滤、超滤、纳滤、反渗透，其基本特性见表2。从把物质从溶液中分离出来的过程来看，反渗透和超滤、微滤基本上是一样的，因孔径大小不同，反渗透既能去除离子物质，又能去除许多有机物，而超滤、微滤只能去除较大粒径的分子和颗粒。8离子交换 离子交换是溶液中的离子与某种离子交换剂进行离子交换的作用或现象。一般的离子交换剂为不溶于水的固体颗粒状物质，它能从