生物脱氮除磷整理.ppt
生物脱氮除磷
✓ 0.5O2+ 2H++2e- → H2O ΔG0= -137kJ/mol
➢ NO2-＋0.5 O2→ NO3ΔG0= -54 kJ/mol
亚硝酸盐氧化所需的氧是由水提供的
（三）硝化反应的化学计量关系 （1）硝化反应生物合成反应式： 若考虑硝化细菌新细胞的合成，则反应式为： • 第一步 1.00NH4＋＋1.44O2＋0.0496HCO3－→ 0.99NO2-＋0.01 C5H7NO2＋0.97H2O＋1.99H+ • 第二步 1.00NO2-＋ 0.50O2＋ 0.031CO2＋ 0.00619NH4＋＋0. 124H2O →1.00NO3-+0.00619C5H7NO2＋0.00619H+
dX dtg
dX dtT
KdX
上式各项除 X 得： μg
μN
dX dt g
X
dX dt T
X
Kd
或
g NKd
式中：
dX
g
dt X
g
——亚硝酸菌净比增殖速度。
（2）硝化的最小污泥龄 污泥龄与净比增值速率的关系：
代入
c
1 g
g NKd
得：
c
N
1 Kd
为了维持硝化菌的数量，设计最小污泥龄θcmin必须满足：
2.1.2 硝化反应与微生物
二、硝化反应式 (一）硝化反应的化学反应式
✓ NH3＋3/2O2→ NO2-＋H2O＋H＋ ✓ NO2-＋1/2 O2→ NO3➢ NH3＋2O2→ NO3-＋H2O＋H＋
硝化反应 耗氧量：
废水生物脱氮除磷技术148页PPT
概述
废水生物脱氮利用自然界氮素循环的原理， 在水处理构筑物中营造出适宜于不同微生物 种群生长的环境，通过人工措施，提高生物 硝化反硝化速率，达到废水中氮素去除的目 的。废水生物脱氮一般由三种作用组成：氨 化作用、硝化作用和反硝化作用。
氨化作用
在未经处理的原废水中，含氮化合物主要以
有机氮如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基 化合物以及氨基酸等形式存在，此外还含有 部分氨态氮如NH3和NH+4-N。在细菌的作用 下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮。以 氨基酸为例，反应式为：
亚硝酸菌
H4+ +H2CO3 + HCO3- + O2 NO3- +
H2O + 硝酸菌
（13-3）
总反应：
NH4+ + O2 + HCO3微生物细胞
生物脱氮的基本原理及影响因素
一、生物脱氮的基本原理 二、生物脱氮的影响因素
生物脱氮的基本原理
概述 1、氨化作用（Nitrogen） 2、硝化作用（Nitrification） 3、反硝化作用（Denitrification） 4、生物脱氮的新发现
概述
废水生物脱氮技术是70年代中期美国和南 非等国的水处理专家们在对化学、催化和生 物处理方法研究的基础上，提出的一种经济 有效的处理技术。废水生物脱氮有同化脱氮 与异化脱氮。同化脱氮是指微生物的合成代 谢利用水体中的氮素合成自身物质，从而将 水体中的氮转化为细胞成分而使之从废水中 分离。通常所说的废水生物脱氮是指异化脱 氮。
氮、磷污染的环境效应及现状
我国水体富营养化问题已越来越突出，成 为近几年我国水体污染中非常严峻的问题。 “富营养化”（Eutrophication）是湖泊分类 方面的概念。湖泊学家认为天然富营养化是 水体衰老的一种表现。而过量的植物性营养 元素氮、磷进入水体则是人为加速了水体的 富营养化过程。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮原理（碳源）（碳源）图1 硝化和反硝化过程图2 A2/O工艺流程水体中氮的存在形态生物脱氮原理 1、氨化作用在好氧或厌氧条件下，有机氮化合物在氨化细菌的作用下，分解产生氨氮的过程，常称为氨化作用。
有机氮 氨氮2、硝化作用以A 2/O 工艺为例，硝化作用主要发生在好氧反应器中，污水中的氨氮NH 4+-N 在亚硝酸细菌的作用下转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮NO 2--N 在硝酸细菌的作用下进一步转化为硝酸氮NO 3--N 。
（见图1左边）亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化细菌，属于好氧自养型微生物，不需要有机物作为营养物质。
3、反硝化作用反硝化作用主要发生在缺氧反应器中，好氧反应器中生成的硝酸氮NO 3--N 和亚硝酸氮NO 2--N 通过内循环回流到缺氧池中，在有一定碳源的条件下，由反硝化细菌先将硝酸氮NO 3--N 转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮再进一步转化为氮气N 2，水体中的氮从化合物转化为氮气进入到空气中，才能最终将污水中TN 降低。
（见图1右边）反硝化细菌是异养兼性缺氧型微生物，其反应需要在缺氧环境中才能进行。
氨化菌生物除磷原理3-）或颗粒态（多聚磷酸盐）。
磷在自然界以2 种状态存在：可溶态（正磷酸盐PO4所谓除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。
厌氧释磷污水在生物处理中，在厌氧条件下，聚磷菌的生长受到抑制，为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐，同时产生自身生长所需的所需的能量，称该过程为磷的释放。
好氧吸磷进入好氧环境后，聚磷菌活力得到充分恢复，在充分利用基质的同时，从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐，从而完成聚磷的过程。
富含磷的污泥通过剩余污泥外排的方式最终使磷得到去除。
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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
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1
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3
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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
污水生物脱氮除磷原理及工艺
一般用Al2(SO4)3，聚氯化铝（PAC）和铝酸钠（NaAlO2） 2）铁盐除磷：FePO4 、 Fe(OH)3
一般用FeCl2、FeSO4 或 FeCl3 、Fe2(SO4)3
3）石灰混凝除磷:
2 5Ca 2 4OH 3HPO4 Ca5 (OH )(PO4 ) 3 3H 2O
二、生物除磷过程的影响因素
①溶解氧： l厌氧池内：绝对的厌氧，即使是NO3-等也不允许存在； l好氧池内：充足的溶解氧。 ②污泥龄： l剩余污泥对脱磷效果有很大影响，泥龄短的系统产生的剩余
污泥多，可以取得较好的除磷效果；
l 有报道称：污泥龄为 30d ，除磷率为 40%；污泥龄为 17d，
除磷率为50%；而污泥龄为5d时，除磷率高达87%。
一、巴颠甫(Bardenpho)同步脱氮除磷工艺
工艺特点： 各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其首要 功能，同时又兼有二、三项辅助功能； 脱氮除磷的效果良好。 工艺复杂,反应器单元多,运行繁琐,成本高
二、A—A—O(A2/O)同步脱氮除磷工艺
工艺特点： l工艺流程比较简单；总的水力停留时间短 l厌氧、缺氧、好氧交替运行，不利于丝状菌生长，污泥膨胀 较少发生； l无需投药，两个A段只需轻缓搅拌, 只有O段供氧, 运行费用低。
3
2
2 反硝化反应的影响因素
• 碳源：
①废水中有机物，若BOD5/TKN>3~5时，即可； ②外加碳源，多为甲醇； ③内源呼吸碳源—细菌体内的原生物质及其贮存 的有机物。 • 适宜pH：6.5~7.5； • 溶解氧应控制在0.5mg/l以下；
• 适宜温度：20~40C
生物脱氮的基本原理
二、Phostrip除磷工艺——生物除磷和化学除磷相结合
生物脱氮除磷工艺演示过程
生物脱氮除磷工艺演示过程氮和磷是用于废水处理的重要的微生物增长要素。
因此，在所有的生物处理过程中在一定程度上都会出现脱氮除磷。
细胞中含有约百分之十二的氮和百分之二的磷。
处理系统以营养代谢为目的，所谓的生物脱氮除磷，从本质上说组成的两个进程为：生物脱氮和强化生物除磷（EBPR ）。
生物脱氮生物脱氮反应的关键过程是硝化和反硝化作用，如（图1 ）。
其他相关的反应，包括氨化（有机转换氮氨）和氮素吸收的细胞生长。
硝化硝化是氨氧化成硝酸盐和亚硝酸盐。
参与反应的关键生物体是硝化和亚硝化细菌。
自养微生物通过氧化无机氮化合物获得能源：细胞生长的主要碳源是二氧化碳。
因此，有机质（BOD）是硝化反应的一个先决条件。
亚硝酸盐的积累通常不会在一个完全硝化系统中遇到，因为硝化是越来越慢，但有一些迹象表明，操作无法进行，亚硝酸盐对硝酸的转换可能成为限制因在废水的温度超过25温度到30C素，导致需要增加氯气进行消毒。
据了解，生物体可以通过硝化和反硝化调解硝化过程，因此，氨氧化细菌长期提供基板在BNR系统，硝化过程的控制因素有两个：（1 ）AOBs缺乏功能多样性。
他们约占2%的微生物质量。
（2 ）AOBs的敏感性要求严格的环境条件。
硝化的影响因素如下：与异养微生物相比，硝化细菌增长速度缓慢（BOD—异养微生物），可靠的硝化作用需要更长的固体停留时间。
硝化与废水温度直接相关。
•温度：硝化反应的速率随温度上升到一定点（30℃至35℃），然后下降。
具体地说，温度由20℃降至10℃，硝化反应将减少约百分之三十，只有提供三倍的MLSS，才能达到正常的出水氨氮浓度，设计系统的硝化作用通常可以应付对氨氮限制。
•溶解氧（DO ）：硝化需氧量约4.6mgO2\mg NH4-N。
当溶解氧下降到远低于2 mg / L的延长时间，硝化作用将受到抑制。
•碱度和pH值：硝化作用每氧化1毫克的NH4 – N需要7.1毫克的碱（碳酸钙）。
如果进水碱度不足，硝化作用将受到抑制。
生物脱氮PPT(精品)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------生物脱氮PPT（精品）生物脱氮 PPT生物脱氮原理氨化作用：有机物中的氮转化为氨气。
（不挑地方、厌氧和好氧均可实现、受 pH 变化影响小）硝化作用：氨氮转化为亚硝酸盐、硝酸盐的过程。
（三角转换图） 1、严格的好氧专性化自养菌 2、增殖较缓慢，需要较长的污泥龄 3、只是改变的氮的形态，没有改变水中氮的含量反硝化作用：硝态氮转化为氮气。
缺氧条件下，以有机物（碳源）为电子供体，硝酸盐为电子受体。
同化反硝化合成菌体的组成部分异化反硝化转化为氮气（占70%-75%）生物脱氮工艺 1 传统活性污泥法（三级活性污泥法）（工艺流程图）由 Barth 开创，以氨化、硝化和反硝化三级去除氮。
优点：各类菌种的生长条件适宜反应速度快转化彻底缺点：设备多、反硝化阶段需外加碳源一般工业应用不多传统活性污泥法的改进：1 / 3两级生物脱氮系统（工艺流程图） 2 缺氧-好氧活性污泥脱氮工艺（A/O 法）（工艺流程图）特点：反硝化反应器放于系统之首，应用广泛。
优点：流程简单、装置少、无需外加碳源，工艺建设费用和运行费用较低。
缺点：本工艺出水来自硝化反应器，出水中含有一定浓度的硝酸盐。
如果沉淀池运行不当，在沉淀池内会发生反硝化反应，使污泥上浮，处理水质变差。
工艺脱氮率很难达到 90%。
3SBR 工艺（序列间歇式活性污泥法 Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Progress ）（工艺流程图）五个阶段：进水期、反应期、沉淀期、排水期、闲置期特点：五个阶段在同一个设有曝气或搅拌装置内完成。
省去了污泥回流设施和沉淀池。
优点：1、工艺流程简单、运转灵活、基建费用低2、处理效果好，出水可靠3、具有较好的脱氮除磷效果4、污泥沉降性能好5、对水质水量变化适应性强缺点：1、反应容积利用率低2、水头损失大3、不连续出水，要求后续构筑物容积较大4、峰值需氧量高5、设备利用率低适合---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 小型污水处理厂，不适用大水厂（需要设多个 SBR 池并联运行）SBR 运行时以脱氮为主要目标：LS0. 05-0. 15kgBOD/(kgMLSS*d) 除磷时：LS0. 4-0. 7kgBOD/(kgMLSS*d) 同时脱氮除磷：LS0. 1-0. 2kgBOD/(kgMLSS*d) 4、氧化沟工艺（Oxidation Ditch）又称连续循环曝气池可分为连续工作式、交替工作式和半交替工作式生物脱氮实例3 / 3。
污水生物脱氮除磷新工艺(共41张PPT)
▪ 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ppt
以上
• 内回流和外回流 300-500％，50-100％（最低， 避免过多硝酸盐进入厌氧段，干扰磷的释放，
为什么硝酸盐会干扰磷的释放？反硝化菌活性 增强，聚磷菌活性降低）
• BOD5/TKN >4.0（甲醇） BOD5/TP>20 （低级脂肪酸）
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磷＋上清液化学沉淀（回流污泥过程，旁 路） 回流污泥厌氧放磷后＋进水——曝气池吸收 磷
三、 生物脱氮除磷
1. 工艺
A-A-O：厌氧——缺氧——好氧 OWASA：厌氧上清液回流到厌氧或缺氧段，
促进放磷或反硝化，为什么能？
改 进 Bardenpho ： 厌 氧 —— 缺 氧 —— 好 氧 — —缺氧——好氧，A—A-O—A-O串联
年VIP
月VIP
连续包月VIP
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4.3生物脱氮除磷技术
NO3-一类的化合态氧也不允许存在，但在聚磷菌吸氧的好氧反
应器内却应保持充足的氧 (2)污泥龄 生物除磷主要是通过排除剩余污泥而去除磷的，因此剩 余活泥多少将对脱磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产 生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报导称 ：当污泥龄为30d时，除磷率为40％，污泥龄为17d时，除磷 率为50％，而当污泥龄降至5d时，除磷率高达87％。
(3) 后置缺氧-好氧生物脱氮工艺
可以补充外来碳源，也可以利用活性污泥的 内源呼吸提供电子供体还原硝酸盐，反硝化速率 仅是前置缺氧反硝化速率的1/3-1/8，需较长停留 时间。
进水 二沉池 出水
好氧/ 硝化
缺氧
回流污泥 污泥
二、生物除磷工艺
1.概述 来源：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场 及含磷工业废水 危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗 氧和复氧平衡；水质恶化，危害水资源。 包括：有机磷(磷酸甘油酸、磷肌酸)和无机磷( 磷酸盐，聚合磷酸盐) 去除方法： 常规活性污泥法的微生物同化和吸附； 生物强化除磷； 投加化学药剂除磷。
二、生物除磷工艺
72年开创，生物除磷和化学 曝气池：含磷污水进入，还有由除 沉淀池(I)：泥水分离， 4.生物除磷工艺 磷池回流的已经释放磷但含有聚磷 除磷相结合，除磷效果好. 含磷污泥沉淀，已除磷的 (2)弗斯特利普除磷工艺（Phostrip）： 菌的污泥。使聚磷菌过量摄取磷， 上清液作为处理水排放。 去除有机物（BOD和COD）, 可能还 有一定的硝化作用。
聚磷分解形成的无机磷释放回污水中—厌氧释磷。
好氧环境：进入好氧状态后，聚磷菌将贮存于体
内的PHB进行好氧分解并释放出大量能量供聚磷菌增
殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，
《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。
生物脱氮,PPT解读
厌氧氨氧化：在厌氧条件下，微生物直接以铵根离子为电子供体， 以NO3¯或NO2¯为电子受体，将铵根离子、NO3¯或NO2¯转变成N2
的生物氧化过程
1、氨化反应
氨化细菌 ：主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变形杆菌 和厌氧的腐败梭菌等。
在好氧条件下
（主要有两种降解方式 ）
氧化酶催化下的氧化脱氨 在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应
要有充足的碳源
pH：反硝化反应的pH在6.5～7.5
影响反硝化 作用的因素
溶解氧浓度：反硝化菌是异养兼性厌氧菌，溶解氧应控 制在0.5mg/L以下
温度：反硝化反应的适宜温度在20～40℃
返回
厌氧或缺氧的条件下 ： 厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进 行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨 化反应。
返回
2、硝化反应 氨(NH4 + )
亚硝化细菌
亚硝酸氮
硝酸菌
硝酸氮
亚硝酸菌：亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。
硝酸菌：硝酸杆菌属、硝酸球菌属。 好样环境条件下，并保持一定的碱度：溶解氧在1.2～2.0mg/L。
影响硝化反 映的因素
pH：硝化反应的pH在8.0～8.4 温度：硝化反应的适宜温度在20～30℃ 有毒有害物质的进入，高浓度的氨氮和硝态氮对硝化作用有抑制。
返回
3、反硝化反应
进行这类反应的细菌主要有变形杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、芽胞 杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等兼性细菌，它们在自然界中广泛存在。
1、氨化反应：氨
化作用是指将有机氮 化合物转化为NH3-N 的过程，也称为矿化 作用。
生 物 脱 氮 步 骤
2、硝化反应：在
硝化细菌的作用下,氨 态氮进一步分解、氧 化。
污水的脱氮除磷技术学习教育课件PPT
（4）生物脱氮的工艺流程
ⅰ、传统脱氮工艺
活性污泥法传统脱氮工艺 （三级生物脱氮系统）
第一级曝气池的功能： ① 碳化——去除BOD5、COD； ② 氨化——使有机氮转化为氨氮； 第二级是硝化曝气池，投碱以维持pH值；
污水的脱氮除磷技术
主要内容
水体富营养化的概念、危害及控制方法
污水脱氮技术
污水除磷技术
污水同步脱氮除磷技术
一、富营养化的危害及控制方法
1、水体的富营养化
水体富营养化是由于氮、磷等植物营养物的排入 引起水体中藻类大量繁殖的现象。
在湖泊、水库、河口和港湾等水流较缓的区域， 最容易发生水体富营养化现象。一般来说，总磷和无 机氮分别为 20mg/m3 和 300mg/m3 ，就可以认为水体 已处于富营养化的状态。
（ 2 ）藻类大量繁殖，降低了水的透明度；同时，藻 类的生长过程还会向水体排放有毒物质，影响鱼类的生 存； （ 3 ）藻类在水体中占据的空间越来越大，占据水体 空间、阻塞水道，使鱼类活动的空间越来越小；
（ 4 ）沉于水底的死亡藻类在缺氧状态下腐化、分解， 使水体变黑、变臭。
3、水体富营养化的控制
在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间 的气液平衡关系进行分离的一种方法。
污水中的氨氮是以氨离子 (NH4+)和游离氨(NH3)两种 形式保持平衡状态而存在： NH3 + H2O NH4+ + OH－
将pH值保持在11.5左右(投加一定量的碱)，让污水流 过吹脱塔，使NH3逸出，以达脱氮目的。
吹脱法脱氨处理流程
NH 4 HOCl NH 2Cl H H 2O
2NH 2Cl HOCl N 2 3Cl H 2O 3H
第四章污水生物处理脱氮除磷6课时ppt课件
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。
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（三）生物脱氮工艺
1、三段生物脱氮工艺
2、Bardenpho生物脱氮工艺
3、A/O生物脱氮工艺
4、SBR工艺 5、氧化沟工艺
（四）物理化学脱氮技术 1、空气吹脱法脱氮工艺 2、折点氯氧化法脱氮工艺
二、废水中磷的去除
（一）来源
生活污水与农田排水，部分来自工业废水。
磷化合物是地表水是否富营养化的主要限 制性元素。
好氧呼吸；
在 无 氧 而 有 NO3 － 或 NO2 － 存 在 时 ， 则 以 NO3－或NO2－为电子受体，以有机碳为电子供 体和营养源进行反硝化反应。
在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝 化菌的生长繁殖，即菌体合成过程，其反应 如下：
3NO3－＋14CH3OH＋CO2＋3H＋—————→ 3C5H7O2N＋19H2O
厌氧反应器
（五）其他除磷的方法
物理法除磷成本太高、技术复杂而很少 应用。
化学法除磷是最早采用的一种除磷方法。 它是以磷酸盐能和某些化学物质如铝盐、铁 盐、石灰等反应生成不溶的沉淀物为基础进 行的。这些反应常有伴生反应，产物具絮凝 作用，有助于磷酸盐的分离。
1.5Ca2++3PO43-+OH-
Ca5(PO4)3(OH)
水中磷是以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷 三种形态存在。生活污水中聚磷酸盐和有 机磷占总磷的70%左右，约10％左右以固 体形式存在。
（二）生物脱磷机理
在好氧条件下，聚磷菌不断摄取并氧化分解 有机物，产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷 的合成，一部分则使ADP与H3PO4结合，转化为 ATP而储存起来。细菌以聚磷的形式在细胞中储 存磷，其量可以超过生长所需，这一过程为聚磷 菌磷的摄取。处理过程中，通过从系统中排除高 磷污泥以达到去除磷的目的。
硝酸还原菌
6NO3－＋2CH3OH―――→6NO2－＋2CO2＋4H2O
亚硝酸还原菌
6NO2－＋3CH3OH———→3N2＋3H2O＋6OH－＋3CO2
总反应式：
反硝化菌
6NO3－＋5CH3OH—————→ 5CO2＋3N2+7H2O+ 6OH－
反硝化菌属异型兼性厌氧菌。 在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行
由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。
这两种菌属于化能自养型微生物。
硝化菌
2NH4＋ ＋ 3O2―――→2NO2－ ＋ 4H＋ ＋ 2H2O
硝化菌
2NO2－＋ O2――― －→2NO3－
硝化菌
总反应式： NH4＋ ＋ 细菌是化能自养菌，生长率低，对环境 条件变化较为敏感。
★反硝化具备的条件（1）污水中含有充足的
电子供体；（2）厌氧或亏氧条件。
★因此，污水中氨氮的去除，需先在好氧条件下
进行硝化处理，在厌氧或缺氧条件下进行反硝化
处理。
（3）同化作用
在生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨 氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成部 分，并以剩余活性污泥的形式得以从污水中 去除的过程，称为同化作用。 当进水氨氮浓度较低时，同化作用可能成为 脱氮的主要途径。
式中C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。
反硝化还原和微生物合成的总反应式为：
NO3－＋1.08CH3OH＋H＋―――→ 0.065C5H7O2N＋0.47N2＋0.76CO2＋2.44H2O
从以上的过程可知，约96%的NO3--N经异化 过程还原，4%经同化过程合成微生物。
影响因素
①BOD5/TKN
2. Ca2++CO32-
二级处理的出水需 进行脱氮处理。
（二）生物法脱氮
1、生物脱氮机理
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮 和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。
其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
（1）硝化反应 定义
硝 化 反 应 是 在 好 氧 条 件 下 ， 将 NH4 ＋ 转 化为NO2—和NO3－的过程。
细菌
② pH值
† 反硝化反应的适宜PH值为6.5～7.5。 ‡ PH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速 下降。
③温度
反硝化反应的温度范围较宽，在5℃-40℃ 范围内都可以进行。
但温度低于15℃时，反硝化速率明显下降。
小结
★ 从硝化和反硝化的机理可看出，硝化过程
仅改变了废水中氮素的存在形式，反硝化过程 才是真正的脱氮过程。
₣ 溶解氧
硝化反应对溶解氧有较高的要求，处理 系统中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。
₤ pH值
硝化菌受PH值的影响很敏感，适宜的 PH值7－8。
在废水中保持足够的碱度，以调节PH值 的变化。
（2）反硝化反应
定义
反硝化反应是指在无氧条件下，反硝 化 菌将硝酸盐氮（NO3－）和亚硝酸盐氮 （NO2－）还原为氮气的过程。
生物脱氮除磷技术
一、 废水中氮的处理技术
（一）概述
废水中氮的存在形式
有机氮 氨氮
亚硝酸氮 硝酸氮
生活污水中，主要含有有机氮和氨氮。
当污水中的有机物被生物降解氧化时，其 中的有机氮被转化为氨氮。
经活性污泥法处理的污水有相当数量的 氨氮排入水体，可导致水体富营养化。
水体若为水源，将增加给水处理的难度 和成本。
当污水中BOD5/TKN>3～5时，可认为碳源充 足。不同的有机碳将导致反硝化速率的不同。
碳源按其来源可分为三类：
外加碳源，多采用甲醇，因为甲醇被分 解后的产物为CO2，H2O，不产生其它难降解 的中间产物，但其费用较高；
原水中含有的有机碳； 内源呼吸碳源——细菌体内的原生物质及 其贮存的有机物；
在厌氧和无氮氧化物存在的条件下，聚磷菌 体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量，形成 ADP。这一过程称为聚磷菌磷的释放。
（三）生物脱磷处理工艺 1、厌氧-好氧除磷工艺（A/O工艺）
2、Phostrip除磷工艺
（四）同步脱氮除磷处理技术 1、A2/O工艺
2、Bardenpho工艺
3、Phoredox工艺
影响因素
₠ 温度 硝化反应的适宜温度为20℃－30℃ 低于15℃时，反应速度迅速下降，5℃时反 应几乎完全停止。
₡ BOD5/TKN
硝化菌是自养菌，若水中BOD5值过高，将有 助于异氧菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比 例下降。
下降
下降
₢ 硝化菌的泥龄 硝化菌的生长世代周期较长，为了保证硝化作 用的进行，泥龄应取大于硝化菌最小世代时间两 倍以上。