脱氮除磷污水处理工艺课件

1、污水处理工艺脱氮除磷，1。学会交换PPT，2。学会交换PPT，3。学会交换PPT，4。学会交换PPT。生物脱氮的理论基础是：废水中的氮一般以四种形式存在：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。其中，有机氮占生活污水中氮含量的40 %,氨氮占50 %,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%和5%。因此，在传统的生物处理中，氨化细菌、硝化细菌、有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、反硝化菌和氮。学习和交流PPT，生物除磷的理论基础，生物除磷利用聚磷菌等微生物，从外界环境中过量吸收磷，并在数量上超过其生理需求，以聚合的形式将磷储存在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到去除污水中磷的目的。6，学会交换PPT，有机磷ADP，三磷

2、酸腺苷，无机磷三磷酸腺苷，有机磷释放，聚磷细菌，合成和降解溶解的三磷酸腺苷ADP，聚磷细菌，聚磷细菌在好氧阶段的机理，7，学会交换PPT，短程硝化和反硝化过程，厌氧氨氧化，反硝化和除磷理论：SHARON过程，ANAMOX过程，CANON过程，SHARON和ANAMOX联合过程，PHOREDOX过程，BCFS过程，8。学会交换PPT，中温亚硝化(SHARON)，SHARON过程也叫短程硝化-反硝化。沙伦工艺是荷兰代尔夫特理工大学开发的一种新型脱氮工艺。它的基本原理可以用方程式(1)表示，即在足够的碱度条件下，污水中50%的氨氮被亚硝化细菌氧化成2-氮。沙伦常被称为半硝化作用，因为只有一半的氨氮被

3、氧化，硝化作用只进入亚硝化阶段。0.54 0.752 0.52-0.52 (1)，9，学会交换PPT，这个过程的实质是控制环境温度来引起两种细菌的不同生长率，并利用不同的动力学参数来引起“分选压力”。使用单个无污泥滞留的CSTR反应器(在恒化器模式下运行，SRT=HRT)，在短HRT(即SRT)和30-40的条件下，通过群体筛选可以有效地产生大量亚硝酸盐氧化细菌，硝化过程可以稳定地控制在亚硝化阶段，最终硝化产物为2-亚硝酸盐。SHARON工艺适用于处理含高浓度氨(500/)的废水，10。学会交换PPT，特别是对于有脱氮要求的预处理或旁路处理，如在污泥消化池中进行夜间净化处理。目前，荷兰的两家污

4、水处理厂已经采用了这一工艺。11、学习交流PPT，这个过程主要有两个反应条件，一个是碱度，另一个是温度。从公式(1)可以看出，1 4需要1-3。如果碱度供应不足，它将迅速下降。如果低于6 4，反应将停止，这类似于传统的硝化反应。另一方面，温度高于25。温度通过使亚硝化细菌占优势来控制硝化过程。图1显示了温度对亚硝化细菌和硝化细菌最小泥龄的影响。当温度高于15时，亚硝化细菌的最小污泥龄低于硝化细菌。因此，通过控制高温下的污泥龄(图中为35)，可以将污泥龄较长的硝化细菌清除出系统，以确保硝化过程处于半硝化(-2)阶段。自1987年投入运行以来，多卡文污水处理厂已多次升级。除了受经济利益的驱动，这主

5、要是由于环境标准的不断提高。早在1995年，污水中磷的限量就非常严格，污水中磷浓度的最高标准是1毫克/升，这意味着原设计不能满足排放要求，必须升级处理工艺。由于场地的限制，选择了一种精心设计的化学方法来去除磷显然，原有的设计不能满足新的要求，所以我们必须找到一种适合处理厂特点的新方法。SHARON和ANAMMOX这两种最新的现代技术已经成为单独处理污泥消化液的首选。根据SHARON的技术原理，剩余温度的污泥硝化液正好满足中温亚硝化的温度要求。SHARON技术不仅节省1/4的供氧量，而且具有投资成本低、运行成本低、无化学副产物、操作维护简单、易启动、对进水SS浓度高不敏感、无异味等优点。图3是S

6、HARON过程的场景图。图3沙龙过程的实际结构，14。学会交换PPT后，SHARON反应器将一半的氨氮氧化为亚硝酸盐氮(无需控制酸碱度)，而剩余的一半氨氮和转化的亚硝酸盐氮(进水中总氨氮的一半)正好形成所需的摩尔关系11厌氧氨氧化，这样氨氮和亚硝酸盐氮就可以自养并直接转化为氮气。与传统的硝化/反硝化工艺相比，沙伦/厌氧氨氧化工艺可降低运行成本90%，CO2排放量88%，不产生N2O有害气体，无有机物，无剩余污泥，节约土地50%，具有明显的可持续性和经济效益。图4显示了厌氧氨氧化反应塔在气体循环中的物理图像(由废弃的浓缩池改造而成)。采用SHARON/ANAMOX对污泥消化液进行单独反硝化处理，

7、可使整个处理厂出水的氮浓度至少降低5 mgN/L，与原设计相比，出水刚好满足未来的出水标准。在SHARON反应器中，一半的氨氮被氧化成亚硝酸盐氮(无需控制酸碱度)，剩余的一半氨氮和转化后的亚硝酸盐氮(进水中总氨氮的一半)正好形成11厌氧氨氧化所需的摩尔关系，这样氨氮和亚硝酸盐氮可以自养并直接转化为氮气。与传统的硝化/反硝化工艺相比，沙伦/厌氧氨氧化工艺可降低运行成本90%，CO2排放量88%，不产生N2O有害气体，无有机物，无剩余污泥，节约土地50%，具有明显的可持续性和经济效益。图4显示了厌氧氨氧化反应塔在气体循环中的物理图像(由废弃的浓缩池改造而成)。采用SHARON/ANAMOX对污泥消

8、化液进行单独反硝化处理，可使整个处理厂出水的氮浓度至少降低5 mgN/L，与原设计相比，出水刚好满足未来的出水标准。图4。厌氧氨氧化反应塔中的物理对象，15。学会交换PPT，16。学会交换PPT，ANAMMOX。随着氮污染的加剧，脱氮技术的研究和应用引起了人们的关注。在氮污染物的控制中，目前国内外主要采用生物脱氮技术，研究的重点是如何改进传统的硝化反硝化工艺。从微生物学的角度来看，硝化和反硝化是两种相反的生化反应。后者是一种厌氧反应，只有在厌氧条件下，反硝化细菌才能将硝酸还原成氮气。此外，当环境中存在有机物时，自养硝化细菌对氧气和养分的竞争能力不如异养微生物，其生长速度很容易被异养微生物超过，

9、因此很难在硝化过程中发挥其应有的作用。然而，为了使反硝化顺利进行，有必要为反硝化细菌(通常是有机物，如甲醇等)提供合适的电子供体。)。最近，已经发现氨可以直接用作反硝化的电子供体，这被称为厌氧氨氧化。这一重要的新发现为改进传统生物脱氮技术提供了理论基础。如果能发展厌氧氨氧化进行生物脱氮，不仅可以大大降低硝化反应的氧化能耗，还可以避免反硝化反应的外给电子体，提高硝化反应的产酸量。脱氮产生碱，需要中和。后两项在控制中起着重要作用研究表明，以CO2(CO32-)为碳源，NO2-为电子受体，NH4为电子供体，无分子氧的化学自养细菌可以将NH4和NO2-转化为N2。这个反应过程，18，学习交换PPT，找

10、到了一个最佳的方法来处理高氨和低生化需氧量废水的生物方法。理论上，与传统工艺相比，使用该原理将节省62.5%的O2，如公式(1)和(2)所示，而不需要任何额外的碱度和有机物(反硝化细菌的碳源和电子供体)。厌氧氨氧化反应过程如式(3)所示，这是一个自发过程。19，学会沟通PPT，20，学会沟通PPT，传统脱氮工艺：NH42O 2 0.83 H3 oh 0.5n 23.17 H2O oh 0.83 CO2(1)亚硝酸盐的厌氧氧化工艺硝酸铵3360h 40.75 o 20.5n 21.5 H2O(2)NH4NO 2-n22h2o(g-358 kj/mol)(3)，21，学会沟通PPT，该反应中的微生

11、物属于自养厌氧菌，其生长速率为最佳操作条件为温度1043，pH值6.78.3。22，学会交换PPT，23，学会交换PPT，24，学会交换PPT，展望，厌氧氨氧化工艺的出现为以更可持续的方式脱氮处理工业污水或生活污水创造了新的技术条件2，33，34。厌氧氨氧化与亚硝化过程结合，氨氮可以直接自养并转化为氮。通过这种方式的反硝化，可以完全避免传统的由有机电子供体支持的反硝化问题。因此，污水中更多的化学需氧量可能被分离并转化为甲烷。简而言之，节省了一半以上的曝气量(用于硝化)。与厌氧氨氧化结合的亚硝化过程可以在SHARON模式或生物膜中实现。25，学会交换PPT，图1ANAMMOX流化床反应器装置1。

12、污水2。亚硝酸盐溶液3.4.5。泵6。取样口7。厌氧氨氧化流化床反应器8。恒温水浴9。水封10。湿气流量计11。流出物26。学会交流PPT和BCFS过程。BCFS工艺是荷兰代尔夫特科技大学的马克教授在帕斯维尔斯洛和UCT工艺和原理的基础上发展起来的。它充分利用了DPB(反硝化除磷菌)的缺氧反硝化除磷效果，在城市污水处理过程中不添加化学药剂，实现了完全除磷和最佳脱氮。最近，荷兰BDG咨询公司在此基础上开发了一种新型BCFS反应堆。该反应器由五个同轴环组成，依次构成五个独立的反应器，具有相对特定的功能。这些同轴环使水流具有栓塞流和完全混合流的优点。使用预制混凝土建造这种整体结构减少了项目投资，同时

13、使污水处理厂的布局简单，节省了项目投资和建设用地。27，学会交流PPT，28，学会交流PPT，工艺流程，BCFS技术通过空间将每种具有不同功能的细菌分开，并通过不同的循环系统控制其生长环境。BCFS的工艺流程如图1所示。从图1可以看出，BCFS工艺由五个独立的具有相对特定功能的反应器(厌氧池、选择性池、缺氧池、缺氧/好氧池和好氧池)和三个循环系统组成，每个循环的功能见表1。29、学会沟通PPT，30、学会沟通PPT，BCFS工艺的主要特点是，氮磷去除率高，出水总氮为5毫克/升，而正磷酸盐含量几乎为零。SVI值低(80，120毫升/克)且稳定(夏季80毫升/克，冬季100毫升/克，最大值为120

14、毫升/克)，可有效减少曝气池和二沉池的容积。控制简单，氧化还原电位和溶解氧能有效实现过程稳定，特别有利于负荷控制。与常规污水处理厂相比，污泥产量降低了10%，从而进一步降低了污泥处理成本。利用DPB实现生物除磷(测量结果表明，约50%的磷被DPB去除)，使碳源(化学需氧量)得到有效利用，使该工艺即使在化学需氧量/(氮磷)值为0.001时仍能保持良好的运行状态，31，学习和交流PPT，prospect，荷兰已有10个应用BCFS技术的案例，目前正计划处理规模为10104m3/d的鹿特丹污水处理厂。表2显示了三个采用BCFS工艺的城市污水处理厂的设计和运行情况。32，学习交流PPT，33，学习交流

15、PPT，34，学习交流PPT，SHARON和ANAMOX组合工艺，ANAMOX也叫厌氧氨氧化，其原理由式(2)表示，在自养细菌的作用下，1mol氨氮用作电子供体，1mol2用作电子受体，最终产物为2。4 2- 2 22(2)实现厌氧氨氧化的前提是氨和2-同时存在于同一反应器中，反应器处于无氧状态。有两种方法产生2- :一是限制反应器中的氧气供应，35，并学会交换PPT以促进2-的产生和抑制3-的产生；第二是限制电子给体(如硫化物或有机物等)的数量。)来限制反硝化作用的发生。另外，废水中高浓度氨与有限供氧相结合，可以有效地获得氨和2-在反应器中共存的条件。将式(1)乘以2，并将其与式(2)相加，

16、得到式(3)，即废水通过SHARON工艺转化为2-后，再通过厌氧氨氧化工艺，剩余的4和生成的2-以等摩尔量由自养细菌生成，以逃逸2，36，并学会交换PPT。这个过程叫做沙伦-厌氧氨氧化，不需要添加碱性物质。24 1.52 2 2 32(3) SHARON和ANAMMOX联合工艺流程图，37，学习交换PPT，38，学习交换PPT，展望，见图5该自养脱氮工艺。主要针对高浓度氨氮污水。进水首先进入悬浮生长且无污泥滞留的SHARON装置，最佳运行温度为35。目前，SHARON工艺在世界上的第一个工程应用已经在荷兰鹿特丹的Dokhaven污水处理厂实现。用于污泥消化液(含1000-1500毫微克/升)脱氮的预处理(亚硝化)。该SHARON亚硝化装置基于实验室