脱氮除磷污水处理工艺ppt课件
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脱氮除磷污水处理工艺ppt课件
合成
降解
溶解质 ATP
ADP PHB PHB ADP
ATP 无机物
厌氧段
好氧段
聚磷菌的作用机理
.
8
短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、
反硝化除磷理论的工艺： SHARON工艺、ANAMMOX工艺、
CANON工艺、 SHARON与 ANAMMOX联合工艺、
PHOREDOX工艺、BCFS工艺
.
9
中温亚硝化(SHARON)
.
13
.
14
除磷脱氮 DOKHAVEN污水处理厂在它1987年投入运行后已升级多次。除经济利益的驱动外，主要是因为环境标准的不断提
高。出水对磷的限制早在1995年便已非常严格，要求出水磷的浓度最高标准为1 mgP/L。这意味着原始设计不能满足 排放要求，处理工艺必须升级。因受场地限制，一种精心设计的化学方法被选择在 A段曝气池进行除磷，这是因为若 在B段曝气池实施化学除磷会影响硝化过程。一种铁盐、一种混凝剂、一种絮凝剂被结合在一起用于化学除磷，这种 方法称为“三药剂”方法。这种特殊的方法比传统化学方法能节省40%的运行费用。因此，可做到环境与经济效益上 的双赢。[KG)]
脱氮除磷污水处理工艺
.
1
.
2
.
3
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4
.
5
生物法脱氮的理论基础:
废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐
氮等四种形态存在。其中有机氮占生活污水含氮量的 40%~60%，氨氮占50%~60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 仅占0%~5%。因此在传统的生物处理中将
氨化菌 硝化菌
↓
↓
有机氮—→氨氮—→亚硝态氮、硝态氮
↓ ←反硝化菌
氮气
污水生物脱氮除磷新工艺(共41张PPT)
响厌氧产物PHB的合成，进而影响到后续除磷效果。
▪ 一般而言，要同时达到氮磷的去除目的，城 市污水中碳氮比(COD/TKN）至少为 9。当城 市污水中碳源低于此要求时，由于大多数处 理工艺流程都把缺氧反硝化置于厌氧释磷之 后，反硝化效果受到碳源量的限制，大量的 未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区 ，干扰厌氧释磷的正常进行，最终影响到整 个营养盐去除系统的稳定运行。
▪ 一、脱氮除磷的传统工艺
▪ 1、 脱氮的传统工艺 ▪ 2 、除磷的传统工艺
▪ 1、 脱氮的传统工艺 ▪ 自然界中氮一般有四种形态：
▪ 有机氮、
▪ 氨氮、 ▪ 亚硝酸盐氮 ▪ 硝酸盐氮
▪ 生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮。
▪ 有机氮占生活污水含氮量的40-60%， ▪ 氨氮占50-60%，
▪ 亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占0-5%。
▪ 总反应
▪ NH4+ + O2 + HCO3- →
▪
NO3- + H2O + H2CO3 + 微生物细胞
▪ 反硝化反应如下：
▪
▪ NO3- + CH3OH + H2CO3 → ▪ N2↑+H2O + HCO3-+微生物细胞 ▪
生物脱氮工艺
▪ 传统生物脱氮存在问题?
▪ 首先，需要充分地氧化氨氮到硝酸氮，要消
内回流
污泥回流
图3 MUCT工艺
▪ MUCT工艺有两个缺氧池，前一个接受二沉池回流污泥，后一个接受好 氧区硝化混合液，使污泥的脱氮与混合液的脱氮分开，进一步减少硝酸 盐进入厌氧区的可能。
OWASA工艺
进水
初沉池 污泥
混合液内回流
厌氧
缺氧
▪ 一般而言，要同时达到氮磷的去除目的，城 市污水中碳氮比(COD/TKN）至少为 9。当城 市污水中碳源低于此要求时，由于大多数处 理工艺流程都把缺氧反硝化置于厌氧释磷之 后，反硝化效果受到碳源量的限制，大量的 未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区 ，干扰厌氧释磷的正常进行，最终影响到整 个营养盐去除系统的稳定运行。
▪ 一、脱氮除磷的传统工艺
▪ 1、 脱氮的传统工艺 ▪ 2 、除磷的传统工艺
▪ 1、 脱氮的传统工艺 ▪ 自然界中氮一般有四种形态：
▪ 有机氮、
▪ 氨氮、 ▪ 亚硝酸盐氮 ▪ 硝酸盐氮
▪ 生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮。
▪ 有机氮占生活污水含氮量的40-60%， ▪ 氨氮占50-60%，
▪ 亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占0-5%。
▪ 总反应
▪ NH4+ + O2 + HCO3- →
▪
NO3- + H2O + H2CO3 + 微生物细胞
▪ 反硝化反应如下：
▪
▪ NO3- + CH3OH + H2CO3 → ▪ N2↑+H2O + HCO3-+微生物细胞 ▪
生物脱氮工艺
▪ 传统生物脱氮存在问题?
▪ 首先，需要充分地氧化氨氮到硝酸氮，要消
内回流
污泥回流
图3 MUCT工艺
▪ MUCT工艺有两个缺氧池，前一个接受二沉池回流污泥，后一个接受好 氧区硝化混合液，使污泥的脱氮与混合液的脱氮分开，进一步减少硝酸 盐进入厌氧区的可能。
OWASA工艺
进水
初沉池 污泥
混合液内回流
厌氧
缺氧
《生物脱氮除磷》课件
有机物浓度和泥龄对生物除磷的影响也 较大，适宜的有机物浓度和泥龄需要针 对不同的工艺进行优化。
溶解氧浓度对生物除磷的影响较大，适 宜的溶解氧浓度范围为0.5-3mg/L。
温度对生物除磷的影响较大，适宜的温 度范围为10-30℃。
pH值对生物除磷的影响也较大，适宜的 pH值范围为6.5-8.5。
04 生物脱氮除磷技 术案例分析
温度
温度对生物脱氮效率有显著影 响，适宜的温度范围是20-30℃
。
pH值
pH值对硝化细菌和反硝化细菌 的生长和活性有重要影响，适 宜的pH值范围是7.0-8.0。
溶解氧
溶解氧对硝化反应和反硝化反 应均有影响，适宜的溶解氧浓 度是2-4mg/L。
碳源
碳源的种类和浓度对反硝化反 应有重要影响，常用的碳源有
某污水处理厂生物脱氮除磷运行管理
运行管理要点
为确保生物脱氮除磷工艺的稳定运行，需要定期对工艺参数进行监测与调整，如溶解氧、 pH值、温度等。同时，需要加强设备维护与保养，确保设备的正常运行。
应急处理措施
针对可能出现的异常情况，如污泥膨胀、污泥流失等，制定相应的应急处理措施，确保工 艺的可靠性。
人员培训与安全管理
某污水处理厂生物脱氮除磷效果分析
1 2 3
脱氮效果
通过合理的工艺控制，该污水处理厂的生物脱氮 效率较高，总氮去除率达到85%以上，满足国家 排放标微生物的聚磷作用，有效去除 磷元素，总磷去除率达到90%以上，显著降低水 体富营养化的风险。
经济效益与社会效益
该工艺的运行不仅提高了污水处理效果，减少了 污染物排放，同时也为污水处理厂带来了经济效 益和社会效益。
原理
生物脱氮基于硝化反硝化原理，通过好氧硝化和缺氧反硝化过程实现氮的去除 ；生物除磷则通过聚磷菌在厌氧和好氧环境下的代谢作用实现磷的去除。
第四章污水生物处理脱氮除磷6课时ppt课件
（碳源）
6N3O 5CH 3OH 厌 氧 菌 5CO 23N27H2O6OH
还原1mg需要2.47mg 甲醇（合3.7mgCOD）
还原1mg硝酸盐氮产 生3.57mg碱度和
0.45mgVSS(新细胞)
适宜温度15～30℃； pH7.0～7.5； BOD5/TKN＞3不需要 外加碳源
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
硝化曝气池，投 碱以维持pH 值
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
生物法除氮
处理工艺
利用原水中的有机物为碳源 和第一好氧池中回流的含有 硝态氮的混合液进行反硝化
反应。脱氮已基本完成
进一步提高脱氮效率， 废水进入第二段反硝化 反应器，利用内源呼吸
制约因素：DO＞
对硝化影响大一般＜3，
0.5mg/L，一般
BOD负荷
1.5～2.0mg/L
≤0.1kgBOD5/kgMLSS Nhomakorabead在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
氮的去除
生物法除氮
• 硝化过程影响因素：
水污染控制工程
第四章 污水生物处理 （脱氮除磷）
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
第五节 生物脱氮除磷技术p147
• 随着城市人口的集中和工农业的发展，水体的富 营养化问题日益突出。目前中国的某些湖泊，如 昆明滇池，江苏太湖，安徽巢湖等都已出现不同 程度的富营养化现象。
6N3O 5CH 3OH 厌 氧 菌 5CO 23N27H2O6OH
还原1mg需要2.47mg 甲醇（合3.7mgCOD）
还原1mg硝酸盐氮产 生3.57mg碱度和
0.45mgVSS(新细胞)
适宜温度15～30℃； pH7.0～7.5； BOD5/TKN＞3不需要 外加碳源
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
硝化曝气池，投 碱以维持pH 值
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
生物法除氮
处理工艺
利用原水中的有机物为碳源 和第一好氧池中回流的含有 硝态氮的混合液进行反硝化
反应。脱氮已基本完成
进一步提高脱氮效率， 废水进入第二段反硝化 反应器，利用内源呼吸
制约因素：DO＞
对硝化影响大一般＜3，
0.5mg/L，一般
BOD负荷
1.5～2.0mg/L
≤0.1kgBOD5/kgMLSS Nhomakorabead在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
氮的去除
生物法除氮
• 硝化过程影响因素：
水污染控制工程
第四章 污水生物处理 （脱氮除磷）
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
第五节 生物脱氮除磷技术p147
• 随着城市人口的集中和工农业的发展，水体的富 营养化问题日益突出。目前中国的某些湖泊，如 昆明滇池，江苏太湖，安徽巢湖等都已出现不同 程度的富营养化现象。
污水生物脱氮除磷新工艺PPT课件
成。硝化过程可以分为两个过程，分别由亚硝酸菌 和硝酸菌完成。
硝化反应式如下：
氨化反应：
RC2 C HO N O O H 2 N H3 H C2 O RCOOH
硝化反应：
NH
4
1.5O2
NO2
H2O
2H
NO2 0.5O2 NO3
硝化过程总反应式
NH
4
2O2
NO3
H2O 2H
反硝化菌为异养型兼性厌氧菌，在有氧气存在时，它会 以氧气为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有硝酸盐氮或 亚硝酸盐氮存在时，则以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮为电子受 体，以有机碳为电子供体进行反硝化反应。
上较小的完全混合式反应格串联组成，在各反应 段具有良好的基质浓度梯度分布。 （2）污泥龄短、负荷高，运行速率高，除磷效果好。
4.MSBR工艺 MSBR是SBR和A2/O工艺的组合，污水和脱
氮后的活性污泥一并进入厌氧区，聚磷污泥在此 充分放磷，然后泥水混合液交替进入缺氧区和好 氧区，分别完成反硝化、有机物的好氧降解和吸 磷作用，最后在SBR池中沉淀出水。
由于硝化菌是自养菌，水中的C/N 不宜过高，否则将有助于异养菌的 迅速增殖，微生物中的硝化菌的比 例下降。
在反硝化反应中，最大的问题 就是污水中可用于反硝化的有 机碳的多少及其可生化程度。
硝酸菌的停留时间必须大于其最小 世代时间
2.新的硝化-反硝化脱氮原理
同步硝化反硝化：在供氧受限或缺少有机碳源的厌氧 条件下发生同步硝化反硝化，这时氨和亚硝酸盐分别充当电子 供体和电子受体，致使曝气能耗和有机碳源需求量大大减少。 与其他活性污泥法工艺相比，同步硝化反硝化在氧化沟工艺中 最为显著。究其原因是在氧化沟中独特的表面曝气，打散了活 性污泥絮体，形成了新的活性污泥絮体，使活性污泥能够很好 地进行新陈代谢。另外，氧化沟工艺较长的HRT缓解了同步硝化 反硝化速率较低的问题。
硝化反应式如下：
氨化反应：
RC2 C HO N O O H 2 N H3 H C2 O RCOOH
硝化反应：
NH
4
1.5O2
NO2
H2O
2H
NO2 0.5O2 NO3
硝化过程总反应式
NH
4
2O2
NO3
H2O 2H
反硝化菌为异养型兼性厌氧菌，在有氧气存在时，它会 以氧气为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有硝酸盐氮或 亚硝酸盐氮存在时，则以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮为电子受 体，以有机碳为电子供体进行反硝化反应。
上较小的完全混合式反应格串联组成，在各反应 段具有良好的基质浓度梯度分布。 （2）污泥龄短、负荷高，运行速率高，除磷效果好。
4.MSBR工艺 MSBR是SBR和A2/O工艺的组合，污水和脱
氮后的活性污泥一并进入厌氧区，聚磷污泥在此 充分放磷，然后泥水混合液交替进入缺氧区和好 氧区，分别完成反硝化、有机物的好氧降解和吸 磷作用，最后在SBR池中沉淀出水。
由于硝化菌是自养菌，水中的C/N 不宜过高，否则将有助于异养菌的 迅速增殖，微生物中的硝化菌的比 例下降。
在反硝化反应中，最大的问题 就是污水中可用于反硝化的有 机碳的多少及其可生化程度。
硝酸菌的停留时间必须大于其最小 世代时间
2.新的硝化-反硝化脱氮原理
同步硝化反硝化：在供氧受限或缺少有机碳源的厌氧 条件下发生同步硝化反硝化，这时氨和亚硝酸盐分别充当电子 供体和电子受体，致使曝气能耗和有机碳源需求量大大减少。 与其他活性污泥法工艺相比，同步硝化反硝化在氧化沟工艺中 最为显著。究其原因是在氧化沟中独特的表面曝气，打散了活 性污泥絮体，形成了新的活性污泥絮体，使活性污泥能够很好 地进行新陈代谢。另外，氧化沟工艺较长的HRT缓解了同步硝化 反硝化速率较低的问题。
生物脱氮除磷原理及工艺 ppt课件
磷的形式
正磷酸盐（PO4） 聚磷酸盐（焦磷酸盐(P2O74-)<三磷酸盐(P3O105- ) <偏磷酸盐(PO3-)）（去除难易程度） 原水中Ca2+的浓度
（3）石灰混凝沉淀除磷处理流程 由以下三部分组成： 快速搅拌池 缓慢搅拌池 沉淀池
三、 生物除磷原理 霍米尔（Holmers）提出活性污泥的化学式 C118H170O51N17P 或C：N：P=46：8：1
生化反应类 型
微生物 能源 氧源(H）
好氧菌和兼性菌 （异养型细菌） 有机物 O2 1—2mg/l以上 没有变化 分解1mg有机物 (BOD5)需氧2mg 6—8
硝化
亚硝化 Nitrosomonas 自养型细菌 化学能 O2 2mg/l以上 氧化1mg NH4+-N 需要7.14mg的碱度 氧化1mg NH4+- N 需氧3.43mg 7—8.5 硝化 Nitrobacter 自养型细菌兼性菌 化学能 O2 2mg/l以上 没有变化 氧化1mgNO2--N 需 氧1.14mg 6—7.5
（2）影响因素与主要工艺参数 水力停留时间：3 ：1； 循环比：200%； MLSS值：大于3000mg/l; 污泥龄：30d; N/MLSS负荷率：0.03gN/gMLSS.d 进水总氮浓度：小于30mg/l。
N2
内循环（硝化液循环）
碱
沉淀池
原污水
反硝化反应器 （缺氧）
BOD去除,硝 化反应反应器 （好氧）
（1）流程说明 “一级”曝气池：去除 COD、BOD，BOD<15-20mg/l 有机氮转化为 NH3 NH4+ ； “二级”硝化曝气池，NH3 、NH4+生成NO3—N，碱度下降； “三级”反硝化池—— 厌氧、好氧交替运行。 投甲醇时，
废水脱氮除磷处理工艺 教学PPT课件
硝化和反硝化两个生化过程构成。 ► 单级A/O工艺是用一个缺氧反应器和一个好
氧反应器组成的联合系统。
10
活性污泥回流
缺
废
氧
水
反
硝
化
好好 氧氧 脱硝 碳化
回流
二沉池
出水
混合液回流
A/O脱氮工艺
11
(一) A/O(anoxic oxic)工艺
► A/O工艺流程中，原水先进入缺氧池，再进 入好氧池。
► A/O工艺将好氧池的混合液与沉淀池的污泥 一起回流到缺氧池，为缺氧池提供了丰富的 硝酸盐氮和充足的微生物，保证了反硝化过 程的顺利进行。
生物吸收法无害物质。常用的固体颗粒有土壤和 生物洗涤法堆肥。 生物过利滤用法微生物利和用培污养水液处组理成厂的剩微余生的物活吸性收污液
处理废气，泥然配后置在混进合行液好，氧作处为理吸，收去剂除处液 体中吸收的理污废染气物。。这种方法适合于处理 可溶性的气态污染物。
21
依靠固自体然界废广弃泛分物布的处微理生物方，法人为地促
► 厌氧生物分解有机物的过程
水解阶段 发酵（酸化）阶段 产乙酸阶段 产甲烷阶段
27
内源代谢残留物
内源代谢产物（CO2 内源 、H2O、NH3）+能 代谢 量
CO2,H2O,NH3, +能量
热
分解 SO42-,PO43-
26
厌氧生物处理的基本原理
► 厌氧生物处理（Anaerobic process）：在 无氧条件下，利用多种厌氧微生物的代谢活 动，将有机物转化为CH4和CO2以及少量细胞 物质的过程。
4
生物脱氮的基本原理
2、反硝化作用
反硝化由一群异养微生物完成，主要是将 硝酸盐氮还原成气态氮或氮氧化物，反应在 无分子氧的状态下进行。 细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌） 反应：NO3-N反硝化还原为N2，溢出水面释放 到大气中。
氧反应器组成的联合系统。
10
活性污泥回流
缺
废
氧
水
反
硝
化
好好 氧氧 脱硝 碳化
回流
二沉池
出水
混合液回流
A/O脱氮工艺
11
(一) A/O(anoxic oxic)工艺
► A/O工艺流程中，原水先进入缺氧池，再进 入好氧池。
► A/O工艺将好氧池的混合液与沉淀池的污泥 一起回流到缺氧池，为缺氧池提供了丰富的 硝酸盐氮和充足的微生物，保证了反硝化过 程的顺利进行。
生物吸收法无害物质。常用的固体颗粒有土壤和 生物洗涤法堆肥。 生物过利滤用法微生物利和用培污养水液处组理成厂的剩微余生的物活吸性收污液
处理废气，泥然配后置在混进合行液好，氧作处为理吸，收去剂除处液 体中吸收的理污废染气物。。这种方法适合于处理 可溶性的气态污染物。
21
依靠固自体然界废广弃泛分物布的处微理生物方，法人为地促
► 厌氧生物分解有机物的过程
水解阶段 发酵（酸化）阶段 产乙酸阶段 产甲烷阶段
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内源代谢残留物
内源代谢产物（CO2 内源 、H2O、NH3）+能 代谢 量
CO2,H2O,NH3, +能量
热
分解 SO42-,PO43-
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厌氧生物处理的基本原理
► 厌氧生物处理（Anaerobic process）：在 无氧条件下，利用多种厌氧微生物的代谢活 动，将有机物转化为CH4和CO2以及少量细胞 物质的过程。
4
生物脱氮的基本原理
2、反硝化作用
反硝化由一群异养微生物完成，主要是将 硝酸盐氮还原成气态氮或氮氧化物，反应在 无分子氧的状态下进行。 细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌） 反应：NO3-N反硝化还原为N2，溢出水面释放 到大气中。
生物脱氮除磷课件.ppt
好氧
二沉
增加了一个缺氧池 使NO3-对厌氧段的影响程度降到最低
（8）VIP(Viginia Initiative Plant)
回流 每个区由多个完全混合 反应器串联
出水 进水
厌氧
缺氧
好氧
二沉
混合液回流 污泥回流
（9）Johannesburg(南非）
进水
好氧混合液回流 出水 缺氧
厌氧
缺氧
回流污泥
好氧
5320 m3
Settler
Effluent
Return sludge line
Recirculation
Excess sludge Sludge compartment
1650 m3
Aerobic 500 m3
Anoxic 350 m3
消化液
BABE
4.2
连续流活性污泥生物除磷工艺
A/O（厌氧-好氧）生物除磷工艺 Phostrip（弗斯特利普）除磷工艺
反应式如下： PO43-+ Mg2++NH4++6H2O → MgNH4PO4.6H2O
[PO43-][ Mg2+][ NH4+]=K1
•按溶度积原理，当离子浓度积 K1> KSP1（KSP1为磷 酸铵镁标准溶度积），则磷酸铵镁晶体析出；
• 对于MAP结晶来说，主要依赖两个参数： （1）反应器中PO43-、 Mg2+、 NH4+的浓度和比例；
投加晶种对结晶的影响
在反应器中投加晶种可以加快晶体成核速度，使其结 晶于晶种表面，同时有利于晶体与水的分离，减少因 晶粒微细所造成地随出水流失，以提高除 P效率与回 收率。 作为晶种的材料一般选择细石英砂、氧化镁等矿物颗 粒、晶体破碎后的颗粒。
污水脱氮工艺(全)ppt课件
城市污水 工业废水等
地表径流，养鱼投饵
降尘，降雨等
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4
水体中氮素的来源与危害
2. 氨氮废水的工业来源
有机氮废水的工业来源及其浓度
来源 粪肥 糖厂
有机氮浓度 （mg/L）
来源
有机氮浓度 （mg/L）
400~1000 纺织废水
8
制药废水
500
180
锅炉渣洗水 10~260
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5
水体中氮素的来源与危害
污水脱氮工艺介绍（全）
ppt精选版
1
内容提要
1. 水体中氮素的来源与危害 2. 氮素污染控制 3. 生物脱氮原理 4. 生物脱氮技术 5. 生物脱氮新工艺
ppt精选版
2
水体中氮素的来源与危害
1. 水体中氮素的来源
大 气 降 水 降 尘
非 市 区 径 流
生 物 固 氮
城 市 污 水
浸 滤 液
大
地
气
亚硝态氮(NO2- -N)
凯氏氮 (TKN) = 有机氮 + 氨氮
TN = TKN + NOx-N
ppt精选版
10
水体中氮素的来源与危害
4. 氮素污染的危害 造成水体的富营养化(eutrophication)现象；
水生植物 和
藻类 异常增殖
水华 赤潮
ppt精选版
11
1998年渤海湾赤潮
ppt精选版
ppt精选版
33
物化法脱氮的比较
常用物化法脱氮技术比较
处理 方法
处理范围及效果 进水(mg/L) 出水(mg/L)
缺点
费用估算 (元/kgNH3-N)
空气吹脱 <500
相关主题
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图3 SHARON工艺实际构筑物
15
SHARON反应器使一半的氨氮氧化至亚硝酸氮（无需 控制pH），剩余一半氨氮与转化而来的亚硝酸氮 （进水总氨氮的一半）刚好形成1∶1 ANAMMOX所需 的摩尔关系，使氨氮和亚硝酸氮自养直接转化为氮 气。与传统的硝化/反硝化过程相比， SHARON/ANAMMOX过程可使运行费用减少90%，CO2排 放量减少88%，不产生N2O 有害气体，无需有机物， 不产生剩余污泥，节省占地50%，具有显著的可持续 性与经济效益特点。图4显示了气体循环ANAMMOX反 应塔现场实物图片（利用一废弃浓缩池改建而成）。 经SHARON/ANAMMOX对污泥消化液单独进行脱氮处理 可使整个处理厂出水氮浓度下降至少5 mgN/L，与原 始设计相比出水刚好能满足未来出水标准。
13
14
除磷脱氮 DOKHAVEN污水处理厂在它1987年投入运行后已升级多次。除经济利益的驱动外，主要是因为环境标准的不断提
高。出水对磷的限制早在1995年便已非常严格，要求出水磷的浓度最高标准为1 mgP/L。这意味着原始设计不能满足 排放要求，处理工艺必须升级。因受场地限制，一种精心设计的化学方法被选择在 A段曝气池进行除磷，这是因为若 在B段曝气池实施化学除磷会影响硝化过程。一种铁盐、一种混凝剂、一种絮凝剂被结合在一起用于化学除磷，这种 方法称为“三药剂”方法。这种特殊的方法比传统化学方法能节省40%的运行费用。因此，可做到环境与经济效益上 的双赢。[KG)]
合成
溶解质 ATP
ADP PHB
降解
PHB ADP
ATP 无机物
厌氧段
好氧段
聚磷菌的作用机理
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短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、 反硝化除磷理论的工艺：
SHARON工艺、ANAMMOX工艺、 CANON工艺、 SHARON与 ANAMMOX联合工艺、 PHOREDOX工艺、BCFS工艺
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中温亚硝化(SHARON)
图4 ANAMMOX反应塔现场实物
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ANAMMOX
随着氮素污染的加剧，除氮技术的研究和应用引起了人们的关注. 在氮素污染物的控制中，目前国内外主要采用生物脱氮技术，研究的热 点集中在如何改进传统的硝化-反硝化工艺.从微生物学的角度看，硝化 和反硝化是两个相互对立的生化反应.前者借助硝化细菌的作用，将氨氧 化为硝酸，需要氧的有效供给；而后者则是一个厌氧反应，只有在无氧 条件下，反硝化细菌才能把硝酸还原为氮气.此外，在环境中存在有机物 时，自养型硝化细菌对氧和营养物质的竞争能力劣于异养型微生物，其 生长速度很容易被异养型微生物超过，并因此而难以在硝化中发挥应有 的作用；但要使反硝化反应顺利进行，则必须为反硝化细菌提供合适的 电子供体(通常为有机物如甲醇等).最近发现，氨可直接作为电子供体进 行反硝化反应，即所谓的厌氧氨氧化(ANAMMOX，Anaerobic Ammonia Oxidation).这一重大的新发现为改进传统的生物脱氮技术提供了理论依 据.若能开发利用厌氧氨氧化进行生物脱氮，不仅可以大幅度地降低硝化 反应的充氧能耗，免去反硝化反应的外源电子供体，而且还可改善硝化 反应产酸，反硝化反应产碱而均需中和的状况.其中后两项对控制化学试 剂消耗，防止可能出现的二次污染具有重要作用.
脱氮除磷污水处理工艺
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生物法脱氮的理论基础:
废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐
氮等四种形态存在。其中有机氮占生活污水含氮量的 40%~60%，氨氮占50%~60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 仅占0%~5%。因此在传统的生物处理中将
氨化菌 硝化菌
↓
↓
有机氮—→氨氮—→亚硝态氮、硝态氮
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尤其适用于具有脱氮要求的预处理或旁路处 理,如污泥消化池上清夜的处理。目前荷兰已 有两家污水处理厂采用了此工艺。
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ＳＨＡＲＯＮ工艺主要有2个反应条件,一是碱度,
另一是温度。从式(1)中可看出1ｍｏｌＮＨ+4需要1 ｍｏｌＨＣＯ-3,若碱度供应不足,ｐＨ会迅速下降, 若降至6 4以下,反应将停止,这与传统的硝化反应相 似。另一方面温度要求25℃以上。温度是用以使亚 硝化菌占优势从而控制硝化过程。图1显示了温度 对亚硝化菌和硝化菌的最小泥龄的影响。当温度高 于15℃时,亚硝化菌的最小泥龄低于硝化菌的最小泥 龄,因此在高温度条件下(图中为35℃)通过控制泥龄, 可将长泥龄的硝化菌清洗出系统,保证硝化过程停留 在半硝化(ＮＯ-2)阶段。
从2006年起对出水氮的限制将由现在的TKN改为总氮控制。显然，原始设计不能满足新的要求，不得不寻求适合 该处理厂特点的新方法。SHARON和ANAMMOX这两项最新的现代技术因此成了单独处理污泥消化液的首选。根据SHARON 技术原理，带余温的污泥硝化液刚好满足中温亚硝化对温度的需要。SHARON技术除节省 1/4供氧量的特点外，还具有 低的投资费用、低的运行费用、不产生化学副产品、运行维护简单、启动容易、对高进水SS浓度不敏感、无异味等运 行优势。图3为一SHARON工艺的现场图片。
(1)
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该工艺的本质是通过控制环境温度造成两类细 菌不同的增长速率,利用该动力学参数的不同造 成“分选压力” 。使用无需污泥停留(以恒化器 方式运行,其SRT=HRT)的单个CSTR反应器来实 现,在较短的HRT(即SRT)和30 ~40℃的条件下, 可有效地通过种群筛选产生大量的亚硝酸盐氧 化菌,并使硝化过程稳定地控制在亚硝化阶段,以 ＮＯ2-为硝化终产物。SHARON工艺适用于含高 浓度氨(>500ｍｇ/Ｌ)废水的处理工艺,
↓ ←反硝化
菌
氮气
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生物法除磷的理论基础:
生物除磷是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量 地，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取 磷，并将磷以聚合的形态储藏在体内，形成高磷 污泥，排出系统外，达到从污水中除磷的效果。
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有机磷 ADP
ATP 无机磷
释放
无机磷 ATP
ADP 有机磷
聚磷
聚磷菌
→
聚磷菌
SHARON工艺又叫短程硝化反硝化。SHARON 工艺是荷兰Delft技术大学开发的一种新型的脱 氮工艺。其基本原理可用方程式(1)表示,即碱度 充足的条件下,污水中50%的氨氮被亚硝化菌氧 化为ＮＯ2---Ｎ。因仅一半氨氮被氧化且硝化作 用仅进行到亚硝化阶段,SHARON常又称为半硝 化。 0.5ＮＨ4++0.75Ｏ2 → 0.5ＮＯ2-+Ｈ++0.5Ｈ2Ｏ
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SHARON反应器使一半的氨氮氧化至亚硝酸氮（无需 控制pH），剩余一半氨氮与转化而来的亚硝酸氮 （进水总氨氮的一半）刚好形成1∶1 ANAMMOX所需 的摩尔关系，使氨氮和亚硝酸氮自养直接转化为氮 气。与传统的硝化/反硝化过程相比， SHARON/ANAMMOX过程可使运行费用减少90%，CO2排 放量减少88%，不产生N2O 有害气体，无需有机物， 不产生剩余污泥，节省占地50%，具有显著的可持续 性与经济效益特点。图4显示了气体循环ANAMMOX反 应塔现场实物图片（利用一废弃浓缩池改建而成）。 经SHARON/ANAMMOX对污泥消化液单独进行脱氮处理 可使整个处理厂出水氮浓度下降至少5 mgN/L，与原 始设计相比出水刚好能满足未来出水标准。
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除磷脱氮 DOKHAVEN污水处理厂在它1987年投入运行后已升级多次。除经济利益的驱动外，主要是因为环境标准的不断提
高。出水对磷的限制早在1995年便已非常严格，要求出水磷的浓度最高标准为1 mgP/L。这意味着原始设计不能满足 排放要求，处理工艺必须升级。因受场地限制，一种精心设计的化学方法被选择在 A段曝气池进行除磷，这是因为若 在B段曝气池实施化学除磷会影响硝化过程。一种铁盐、一种混凝剂、一种絮凝剂被结合在一起用于化学除磷，这种 方法称为“三药剂”方法。这种特殊的方法比传统化学方法能节省40%的运行费用。因此，可做到环境与经济效益上 的双赢。[KG)]
合成
溶解质 ATP
ADP PHB
降解
PHB ADP
ATP 无机物
厌氧段
好氧段
聚磷菌的作用机理
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短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、 反硝化除磷理论的工艺：
SHARON工艺、ANAMMOX工艺、 CANON工艺、 SHARON与 ANAMMOX联合工艺、 PHOREDOX工艺、BCFS工艺
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中温亚硝化(SHARON)
图4 ANAMMOX反应塔现场实物
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ANAMMOX
随着氮素污染的加剧，除氮技术的研究和应用引起了人们的关注. 在氮素污染物的控制中，目前国内外主要采用生物脱氮技术，研究的热 点集中在如何改进传统的硝化-反硝化工艺.从微生物学的角度看，硝化 和反硝化是两个相互对立的生化反应.前者借助硝化细菌的作用，将氨氧 化为硝酸，需要氧的有效供给；而后者则是一个厌氧反应，只有在无氧 条件下，反硝化细菌才能把硝酸还原为氮气.此外，在环境中存在有机物 时，自养型硝化细菌对氧和营养物质的竞争能力劣于异养型微生物，其 生长速度很容易被异养型微生物超过，并因此而难以在硝化中发挥应有 的作用；但要使反硝化反应顺利进行，则必须为反硝化细菌提供合适的 电子供体(通常为有机物如甲醇等).最近发现，氨可直接作为电子供体进 行反硝化反应，即所谓的厌氧氨氧化(ANAMMOX，Anaerobic Ammonia Oxidation).这一重大的新发现为改进传统的生物脱氮技术提供了理论依 据.若能开发利用厌氧氨氧化进行生物脱氮，不仅可以大幅度地降低硝化 反应的充氧能耗，免去反硝化反应的外源电子供体，而且还可改善硝化 反应产酸，反硝化反应产碱而均需中和的状况.其中后两项对控制化学试 剂消耗，防止可能出现的二次污染具有重要作用.
脱氮除磷污水处理工艺
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生物法脱氮的理论基础:
废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐
氮等四种形态存在。其中有机氮占生活污水含氮量的 40%~60%，氨氮占50%~60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 仅占0%~5%。因此在传统的生物处理中将
氨化菌 硝化菌
↓
↓
有机氮—→氨氮—→亚硝态氮、硝态氮
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尤其适用于具有脱氮要求的预处理或旁路处 理,如污泥消化池上清夜的处理。目前荷兰已 有两家污水处理厂采用了此工艺。
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ＳＨＡＲＯＮ工艺主要有2个反应条件,一是碱度,
另一是温度。从式(1)中可看出1ｍｏｌＮＨ+4需要1 ｍｏｌＨＣＯ-3,若碱度供应不足,ｐＨ会迅速下降, 若降至6 4以下,反应将停止,这与传统的硝化反应相 似。另一方面温度要求25℃以上。温度是用以使亚 硝化菌占优势从而控制硝化过程。图1显示了温度 对亚硝化菌和硝化菌的最小泥龄的影响。当温度高 于15℃时,亚硝化菌的最小泥龄低于硝化菌的最小泥 龄,因此在高温度条件下(图中为35℃)通过控制泥龄, 可将长泥龄的硝化菌清洗出系统,保证硝化过程停留 在半硝化(ＮＯ-2)阶段。
从2006年起对出水氮的限制将由现在的TKN改为总氮控制。显然，原始设计不能满足新的要求，不得不寻求适合 该处理厂特点的新方法。SHARON和ANAMMOX这两项最新的现代技术因此成了单独处理污泥消化液的首选。根据SHARON 技术原理，带余温的污泥硝化液刚好满足中温亚硝化对温度的需要。SHARON技术除节省 1/4供氧量的特点外，还具有 低的投资费用、低的运行费用、不产生化学副产品、运行维护简单、启动容易、对高进水SS浓度不敏感、无异味等运 行优势。图3为一SHARON工艺的现场图片。
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该工艺的本质是通过控制环境温度造成两类细 菌不同的增长速率,利用该动力学参数的不同造 成“分选压力” 。使用无需污泥停留(以恒化器 方式运行,其SRT=HRT)的单个CSTR反应器来实 现,在较短的HRT(即SRT)和30 ~40℃的条件下, 可有效地通过种群筛选产生大量的亚硝酸盐氧 化菌,并使硝化过程稳定地控制在亚硝化阶段,以 ＮＯ2-为硝化终产物。SHARON工艺适用于含高 浓度氨(>500ｍｇ/Ｌ)废水的处理工艺,
↓ ←反硝化
菌
氮气
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生物法除磷的理论基础:
生物除磷是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量 地，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取 磷，并将磷以聚合的形态储藏在体内，形成高磷 污泥，排出系统外，达到从污水中除磷的效果。
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有机磷 ADP
ATP 无机磷
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无机磷 ATP
ADP 有机磷
聚磷
聚磷菌
→
聚磷菌
SHARON工艺又叫短程硝化反硝化。SHARON 工艺是荷兰Delft技术大学开发的一种新型的脱 氮工艺。其基本原理可用方程式(1)表示,即碱度 充足的条件下,污水中50%的氨氮被亚硝化菌氧 化为ＮＯ2---Ｎ。因仅一半氨氮被氧化且硝化作 用仅进行到亚硝化阶段,SHARON常又称为半硝 化。 0.5ＮＨ4++0.75Ｏ2 → 0.5ＮＯ2-+Ｈ++0.5Ｈ2Ｏ