污水生物脱氮除磷改良技术
污水脱氮除磷的原理及其工艺
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污水脱氮除磷的原理及其工艺一、污水脱氮原理:污水中的氮主要以无机氮和有机氮两种形式存在,其中无机氮包括氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,有机氮主要包括蛋白质等有机物。
污水脱氮的主要原理是利用硝化反应和反硝化反应。
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮,该过程需利用到氨氧化细菌进行氧化作用,产生的硝酸盐氮可以被水中的反硝化细菌进一步还原为氮气释放到大气中。
这样就实现了对污水中氨氮的脱氮处理。
反硝化反应是将硝酸盐氮还原为氮气。
反硝化作用需要在无氧环境下进行,可通过添加外源电子供体(如甲烷、乙醇等)来提供反硝化细菌进行反硝化作用。
反硝化细菌利用硝酸盐氮作为电子受体进行还原,产生大量的氮气释放到大气中,实现了对污水中硝酸盐氮的脱氮处理。
二、污水除磷原理:污水中的磷主要以无机磷和有机磷两种形式存在,其中无机磷主要包括磷酸盐磷和亚磷酸盐磷,有机磷主要包括有机物中的磷酸酯等。
污水除磷的主要原理是利用化学沉淀法和生物吸附法。
化学沉淀法是通过给污水中添加适量的化学沉淀剂(如氯化铝、聚合氯化铝等)来与磷酸盐磷和亚磷酸盐磷反应生成难溶的沉淀物(如磷酸铝等),从而使磷被固定在沉淀物中,从而实现了对污水中无机磷的除磷处理。
生物吸附法是利用在废水生物处理系统中存在的一些微生物对磷进行吸附作用,这些微生物能将磷从废水中吸附到其细胞表面或胞囊中,从而实现了废水中磷的除磷处理。
三、污水脱氮除磷工艺:污水脱氮除磷工艺主要有一体化生物法、AO法和AB法等多种。
其中,一体化生物法比较常用,其工艺流程为:进水→除砂→调节池→好氧生物反应器(硝化反应)→缺氧生物反应器(反硝化反应)→二沉池(沉淀处理)→出水。
一体化生物法通过将硝化反应和反硝化反应合为一体,利用生物脱氮除磷技术处理污水。
系统中含有好氧区和缺氧区,其中好氧区负责氨氮的硝化反应,缺氧区则利用添加碳源(如甲醇、乙醇等)提供的外源电子供体来进行反硝化反应。
通过控制好氧区和缺氧区的进水比例,可实现对污水中的氮和磷的高效去除。
工艺方法——生物脱氮除磷技术
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工艺方法——生物脱氮除磷技术工艺简介一、传统生物脱氮除磷技术1、传统生物脱氮原理污水经二级生化处理,在好氧条件下去除以BOD5为主的碳源污染物的同时,在氨化细菌的参与下完成脱氨基作用,并在硝化和亚硝化细菌的参与下完成硝化作用;在厌氧或缺氧条件下经反硝化细菌的参与完成反硝化作用。
2、传统生物除磷原理在厌氧条件下,聚磷菌体内的ATP进行水解,放出H3PO4和能量形成ADP;在好氧条件下,聚磷菌有氧呼吸,不断地放出能量,聚磷菌在透膜酶的催化作用下利用能量、通过主动运输从外部摄取H3PO4,其中一部分与ADP结合形成ATP,另一部分合成聚磷酸盐(PHB)储存在细胞内,实现过量吸磷。
通过排除剩余污泥或侧流富集厌氧上清液将磷从系统内排除,在生物除磷过程中,碳源微生物也得到分解。
3、常用工艺及升级改造具有代表性的常用工艺有A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺、SBR 工艺、Bardenpho工艺、生物转盘工艺等,这些工艺都是通过调节工况,利用各阶段的优势菌群,尽可能的消除各影响因素间的干扰,以达到适应各阶段菌群生长条件,实现水处理效果。
近年来随着研究的深入,对常用工艺有了一些改进,目前应用最广泛、水厂升级改造难度较低的是分段进水工艺。
与传统A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等相比,分段进水工艺可以充分利用碳源并能较好的维持好氧、厌氧(或缺氧)环境,具有脱氮除磷效率高、无需内循环、污泥浓度高、污泥龄长等优点。
分段进水工艺适用于对A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等的升级改造,通过将生化反应池分隔并使进水按一定比例分段进入各段反应池,以充分利用碳源,解决目前污水处理厂普遍存在的碳源不足和剩余污泥量过大的问题。
分段进水工艺虽然对提高出水水质有较好的效果,但该工艺并不能提高处理能力,当水厂处于超负荷运行时,分段进水改造也不能达到良好的处理效果。
二、新型生物脱氮除磷技术近年来,科学研究发现,生物脱氮除磷过程中出现了超出传统生物脱氮除磷理论的现象,据此提出了一些新的脱氮除磷工艺,如:短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺、反硝化除磷工艺。
利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷的原理
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利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷的原理生物脱氮和除磷是现代污水处理过程中常用的处理方法,利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷可以有效去除废水中的氮和磷,使得废水达到排放标准。
生物脱氮的原理是通过好氧和厌氧综合作用,将废水中的氨氮和硝态氮转化为氮气释放到大气中,从而达到去除氮的目的。
该过程分为两个阶段:厌氧阶段和好氧阶段。
在厌氧阶段,通过加入硝化抑制剂来抑制硝化菌的生长,同时利用厌氧条件下的反硝化菌将废水中的硝态氮还原成氮气。
反硝化菌利用废水中的有机物作为电子供体,将硝态氮还原成氮气,并释放到大气中。
在好氧阶段,通过加入缺氧条件下的硝化菌来将废水中的氨氮氧化为硝态氮。
硝化菌利用废水中的氨氮作为电子供体,同时吸收氧气,将氨氮氧化成亚硝态氮,再经过氧化反应转化为硝态氮。
硝化过程产生的亚硝酸会进一步被反硝化菌氧化为N2,释放到大气中。
除磷的原理是通过好氧条件下的磷菌将废水中的磷转化为细菌形成的磷酸盐,从而实现磷的去除。
除磷过程可分为生物吸附和矿化两个阶段。
在生物吸附阶段,废水中的有机物作为磷菌的营养源,磷菌在好氧条件下吸附废水中的磷成为细菌形成的有机磷,从而将磷去除。
在矿化阶段,废水中的磷经过好氧条件下的生物氧化反应,被磷菌转化为无机磷酸盐,并与废水中的钙、铝等金属离子结合形成不溶于水的磷酸钙或磷酸铝沉淀物。
这些沉淀物可以通过沉淀或过滤的方式去除。
好氧和厌氧组合的生物脱氮和除磷方法相辅相成,通过两者的配合可以实现高效去除废水中的氮和磷。
好氧和厌氧条件下的细菌互相依赖,在厌氧阶段,反硝化菌利用废水中的硝态氮作为电子供体进行反硝化作用,产生氮气;在好氧阶段,硝化菌利用废水中的氨氮作为电子供体进行硝化作用,产生硝态氮。
同时,在除磷过程中,磷菌在好氧条件下吸附废水中的磷,然后通过好氧条件下的生物氧化反应转化为无机磷酸盐,形成沉淀物。
通过好氧和厌氧组合的生物脱氮和除磷方法可以实现高效的废水处理,不仅能够去除废水中的氮和磷,还能够减少能源消耗和化学药剂的使用。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》范文
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《污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速,污水处理问题日益严峻。
在污水处理中,脱氮除磷是两个重要的处理目标。
传统的物理、化学处理方法虽然能够达到一定的处理效果,但往往能耗高、成本大,且易产生二次污染。
因此,对污水生物脱氮除磷工艺的优化技术进行研究,不仅对环境保护具有重要意义,也对可持续发展具有长远影响。
本文旨在综述当前污水生物脱氮除磷工艺的优化技术及其应用现状。
二、污水生物脱氮技术1. 传统生物脱氮工艺传统生物脱氮工艺主要包括硝化与反硝化两个过程。
其中,硝化过程由自养型硝化细菌完成,反硝化过程则由异养型反硝化细菌完成。
这一过程虽然简单,但在实际运行中往往受到多种因素的影响,如温度、pH值、营养物质等。
2. 优化技术针对传统生物脱氮工艺的不足,研究者们提出了多种优化技术。
其中包括:改良菌种、引入新型反应器、优化运行参数等。
改良菌种主要是通过选育高效、耐污的菌种来提高脱氮效率;新型反应器的引入则能够更好地实现硝化与反硝化的分离与结合,提高整体脱氮效果;而优化运行参数则包括调整pH值、温度等,以适应不同环境条件下的脱氮需求。
三、污水生物除磷技术1. 传统生物除磷工艺传统生物除磷工艺主要依靠聚磷菌在好氧、厌氧条件下的生长特性来实现除磷。
这一过程虽然有效,但易受到污泥产量、营养物质等因素的影响。
2. 优化技术针对传统生物除磷工艺的不足,研究者们提出了多种优化技术。
其中包括:强化生物除磷、化学辅助生物除磷等。
强化生物除磷主要是通过优化反应条件、改良菌种等方式来提高除磷效率;而化学辅助生物除磷则是通过添加化学药剂来辅助生物除磷过程,进一步提高除磷效果。
四、污水生物脱氮除磷组合工艺及优化在实际应用中,往往需要将脱氮与除磷两种工艺结合起来,以实现更好的处理效果。
为此,研究者们提出了多种组合工艺及优化策略。
这些策略包括:分点投药、同步硝化反硝化除磷、新型反应器等。
分点投药可以在不同阶段针对性地添加药剂,以提高处理效果;同步硝化反硝化除磷则是在同一反应器中实现脱氮与除磷的双重目标;而新型反应器的引入则可以更好地实现各工艺阶段的分离与结合,提高整体处理效果。
污水脱氮除磷技术介绍
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污水脱氮除磷技术介绍污水脱氮除磷技术是指对污水中的氮、磷进行有效去除的技术。
磷和氮是污水中的主要污染物之一,如果不进行有效去除,会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,影响水体的生态平衡。
因此,对污水中的氮、磷进行去除是保护水体环境的重要措施之一一、污水脱氮技术1.生物脱氮法:生物脱氮法是利用特定微生物将污水中的氨氮转化为氮气排放。
这种方法需要提供好氧和缺氧条件,通过调控曝气和停氧时间,使特定微生物发挥作用。
目前常用的生物脱氮方法有硝化-反硝化法和厌氧氨氧化-硝化法两种。
2.化学脱氮法:化学脱氮法是指通过加入化学药剂使污水中的氮污染物发生化学反应,将氮污染物转化为氮气排放。
常用的化学药剂有硫酸铁、硫酸铝等。
这种方法操作简单,但药剂投入量大,处理成本较高。
3.膜法脱氮:膜法脱氮是利用气液界面上的气流驱动气体分子穿透膜,并利用膜的选择性透过性,选择性去除污水中的氮气。
膜法脱氮技术通常包括反渗透法(RO)、气体渗透法(GO)、气体渗透双极渗透法(GPD)等。
二、污水除磷技术1.化学除磷法:化学除磷法是通过加入化学药剂与污水中的磷形成沉淀物,将磷从污水中去除。
常用的化学药剂有氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化铝(Al(OH)3)等。
这种方法操作简单,但药剂投入量大,处理成本较高。
2.生物除磷法:生物除磷法是通过调控好氧-缺氧情况下特定微生物的生长环境,促使其在缺氧条件下吸收和积累磷。
常用的生物除磷方法有反硝化除磷法、AO法、高效耐磷生物工艺等。
3.吸附除磷法:吸附除磷法是通过将特定材料引入污水中,利用材料对磷的吸附性能,将污水中的磷吸附到材料表面。
常用的吸附材料有Fe3O4、氧化铝、活性炭等。
4.膜法除磷:膜法除磷是利用膜的选择性透过性,选择性去除污水中的磷。
常见的膜法除磷技术有微滤膜法(MF)、超滤膜法(UF)、纳滤膜法(NF)、反渗透膜法(RO)等。
需要注意的是,不同的工业场所的污水特性各异,其处理过程、工艺选择也会有所不同。
改良A2-O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果
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改良A2-O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果改良A2/O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果生活污水的处理一直是城市环境保护的重要课题之一。
其中,氮和磷是主要的污染物,对水体的富营养化和生态环境的破坏起到了重要作用。
为了提高生活污水脱氮除磷效果,改良A2/O工艺成为了被广泛研究和推广的方案之一。
A2/O(Anaerobic Anoxic Oxic)工艺是一种采用厌氧-缺氧-好氧的工艺流程处理污水。
它通过堆积并逐层分隔生物接触氧化池、内循环在一体的方式,有效地减少了处理过程的空间需求和能耗,同时也提高了生物降解效果。
在A2/O工艺中,脱氮和除磷主要通过好氧和厌氧条件下的微生物活动来完成。
初始的厌氧阶段通过在缺氧环境下引入nong氮细菌,将有机物转化为无机物。
良好的环境条件和高效的微生物群落,有助于提高脱氮效果。
接下来的好氧阶段,则通过在含氧环境下引入niao氧细菌,将有机氮转化为无机氮。
同时,好氧条件也有助于溶解磷的转化。
为进一步改良A2/O工艺的脱氮除磷效果,研究人员使用了多种方法和技术。
首先,优化厌氧反应器的环境条件,如调节温度、pH值和进水速度,能够创造更有利于脱氮细菌生长和活动的环境。
其次,合理选用良好的微生物菌种,培养适应性强、活性好的菌株,有助于提高处理水质的稳定性和脱氮除磷效果。
此外,增加曝气时间和增加外源性碳源的供给,也能够刺激微生物菌群的生长和代谢能力,加速脱氮除磷过程。
值得一提的是,在实际应用中,配合使用其他工艺和技术,能够更好地发挥A2/O工艺的脱氮除磷效果。
比如,与生物接触氧化(BIOX)和生物接触氧化-微生物燃烧(BIOX-MBR)工艺相结合,能够进一步提高污水处理的效果。
此外,使用化学物质如聚合铝和聚合铁作为辅助剂,结合A2/O工艺,能够显著提高磷的去除率。
改良A2/O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果取得了显著的成果。
研究表明,在合适的操作条件下,A2/O工艺能够达到较高的脱氮除磷效果。
废水脱氮除磷工艺
![废水脱氮除磷工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/fc41d3d1dbef5ef7ba0d4a7302768e9951e76ea5.png)
废水脱氮除磷工艺
废水脱氮除磷工艺是一种用于处理含有高浓度氮和磷的废水的技术,旨在减少这些有害污染物的排放,以满足环保标准。
以下是常见的废水脱氮除磷工艺:
1.生物脱氮除磷工艺:
生物脱氮(BNR):生物脱氮是通过在废水处理系统中引入一些特定的微生物,将废水中的氮转化为氮气的过程。
这通常包括硝化和反硝化两个阶段,其中氨氮首先被氧化成亚硝酸盐,然后转化为氮气。
生物除磷(BPR):生物除磷是通过引入能够吸附磷的微生物,将废水中的磷物质吸附并沉淀出来的过程。
2.化学脱氮除磷工艺:
化学沉淀:添加化学药剂,如氧化铁、氧化铝等,与废水中的磷形成沉淀物,从而实现除磷的效果。
这一过程通常被称为磷酸盐的化学沉淀。
硝化-脱硝:使用化学方法将废水中的氨氮氧化成硝酸盐,然后再还原成氮气。
3.物理化学脱氮除磷工艺:
生物物理化学一体化工艺:将生物处理、物理处理和化学处理结合在一起,以提高脱氮除磷效果。
膜分离技术:利用膜过滤技术,如超滤、反渗透等,从废水中去除氮和磷。
4.湿地处理:
人工湿地:利用植物和微生物的协同作用,通过湿地过程去除废水中的氮和磷。
自然湿地模拟:模仿自然湿地的生态系统,利用湿地中的植物和微生物去除废水中的有机和无机污染物。
4.3生物脱氮除磷技术
![4.3生物脱氮除磷技术](https://img.taocdn.com/s3/m/b78d41acd4d8d15abe234ebe.png)
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,
生物脱氮除磷技术
![生物脱氮除磷技术](https://img.taocdn.com/s3/m/752cfcc6bb4cf7ec4afed027.png)
生物脱氮除磷技术简介生物脱氮技术污水中氮的存在形式,城市污水中氮的主要存在形式是有机氮和氨氮。
其中的有机氮一部分被微生物利用分解合成自身能量,一部分被转化成无机氮进行生物脱氮。
生物脱氮机理:脱氮的过程就是把各种形态的氮转化成氮气从水中逸入大气的过程。
生物脱氮分为三步,第一是把有机氮转化成无机氮。
第二是把非硝态氮转化成硝态氮,第三就是把硝态氮转化成氮气,逸入大气。
在生物脱氮机理下,这三步都是通过微生物来实现的,每一步有一种或一类微生物参与反应。
第一,氨化作用,就是将有机氮转化成氨氮。
这过程中参与的微生物为异养型微生物。
在异养微生物分泌的水解酶的催化作用之下,有机氮化合物的肽键会被破坏,在经过一系列的反应形成氨氮。
氨化作用主要在好氧池内发生,厌氧池只有部分有机物氨化。
氨化菌 总氮有机氮无机氮 氨氮 亚硝酸氮 硝酸氮有机氮+ O2羧酸+CO2 +NH3 第二,硝化作用,在有氧条件下,将氨氮转化成硝酸盐的过程。
在这个过程中参与的微生物是化能自养微生物其中包含亚硝酸菌和硝酸菌,首先在亚硝酸菌的作用下,利用水中的溶解氧,水中的氨氮被氧化成亚硝酸盐,由于亚硝酸不稳定,继而被硝酸菌继续氧化成硝酸盐。
至此,硝化作用完成。
在这个过程中需要消耗大量的氧气(氨氮是水中主要的耗氧污染物)亚硝酸菌NH4++1.5O2 NO2-+H2O+2H++能量硝酸菌NO2-+1.5O2 NO3-+H2O+2H++能量第三,反硝化作用,在缺氧条件下,把硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程。
在这个过程中参与的微生物是反硝化细菌。
为兼性异养菌。
反硝化细菌2NO2-+6H+ N2+2H2O+2OH-反硝化细菌2NO3-+10H+ N2+4H2O+2OH- 以上就是生物脱氮的机理,要保证每一步的反应能顺利高效的运行就必须保证其合适的外部条件,在这三步的反应中主要有三类微生物参与,要调节各反应环境,使其在特定区域或者时间段内形成优势菌群,让其优先吸收养分提供自身繁殖和新陈代谢所需要的能量。
提高除磷与脱氮效果的措施
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提高除磷与脱氮效果的措施在水处理过程中,除磷和脱氮是两个非常重要的过程,这两个过程对于水质的改善起到了关键作用。
在日常工作中,我们需要采取一些措施来提高除磷和脱氮效果。
下面就介绍几个常见的措施。
一、合理调节水质合理的水质调节是提高除磷和脱氮效果的前提。
要从水的硬度、pH值、溶解氧、温度等因素入手,适当调节水质,使之符合生物反应的需求,提高生物反应的效率。
二、采用生物除磷脱氮技术生物除磷脱氮技术是目前应用最广泛的除磷和脱氮技术之一。
通过将有机物质转化为可溶性无机盐和氨基酸盐,然后利用特定的微生物将其转化为氨态氮和养分,最终将其除去。
这种技术能够在较短时间内完成除磷和脱氮过程,且效果好,成本低。
三、增加曝气量曝气是提高除磷和脱氮效果的重要手段之一。
曝气能提供氧气供微生物进行活动和生长,同时也能够增加反应的温度和速度,促进有机物质的分解,对于水处理效果的提高有着非常重要的作用。
四、提高微生物的活性微生物是完成除磷和脱氮过程的关键因素。
在水处理过程中,提高微生物活性是非常重要的,可以采用添加生物碱、维生素等助剂的方法来刺激微生物活性,加快有机物质的分解和氨态氮的转化。
五、采用化学除磷技术化学除磷技术是一种常用的除磷技术,可以通过添加在水中的化学药剂去除水中的磷,通常采用的化学药剂有聚合氯化铝、氢氧化铁和硫酸铝等。
化学除磷技术可以快速去除水中的磷,但需要在后续处理中再次添加化学药剂进行除去。
通过采用上述的方法,可以有效提高除磷和脱氮的处理效果,使水质更具可靠性和稳定性。
在实际操作中,我们应该根据实际情况,选取合适的技术和方法进行应用,并严格遵守操作规程和环保法规,确保水处理过程顺利进行。
微生物在污水处理中的应用—废水的生物脱氮除磷技术
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废水脱氮
1.微生物脱氮原理 2.生物脱氮的影响 因素 3.生物脱氮工艺及 应用
废水除磷
1.微生物除磷原理 2.典型的除磷工艺
同步脱 氮除磷
1.同步脱氮除磷典 型工艺 2.废水同步脱氮除 磷技术的工程应用
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1.生物脱氮除磷的原理
在生物脱氮除磷工艺中,厌氧池的主要功能是释放磷, 使污水中的磷浓度升高,溶解性的有机物被微生物细胞吸收 而是无水肿的BOD下降,另外,氨氮因细胞的合成而被去除 一部分,是水中氨氮浓度下降,但硝态氮含量没有变化。
无机氮 N.H,N.O
NH3 铵盐(NH4+) 硝酸盐
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1.3废水中氮的来源、状态
状态
污染物
有机氮 复杂蛋白质、尿 素、核酸等
无机氮 NH3、铵盐等 硝酸盐等
污染来源
生活污水、农业固体废物 (养殖粪便)和食品加工 等工业废水
农田灌溉、化肥厂等工业 废水
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1.4水中氮磷的危害
(1)过量氮、磷容易导致水体富营养化; (2)增加水处理成本、降低消毒、脱色等处理效率, (3)增加药剂药剂用量; (4)氨氮消耗水中溶解氧; (5)含氮化合物对人、生物有毒害作用。
小结
废水生物除磷原理 废水生物除磷影响因素 废水生物除磷工艺及应用
废水同步生物脱氮除磷 原理及工艺
主要内容
生物同步脱氮除磷的原理 生物同步脱氮除磷工艺及应用
随着经济的发展,大量含氮、磷物质排入环境,导致水 体污染日益加剧,给水体生态系统和人群健康造成极大的危 害,当磷大与0.01mg/l,氮大于0.1 mg/l,水体开始发生富营 养化。因此,需对废水脱氮除磷,以保护水生生态系统。
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2.生物除磷原理
因此,在好氧厌氧交替条件下,活性污泥中的聚磷 菌以“厌氧释磷”和“好氧聚磷” 的机制,将磷最终以 剩余污泥的形式排出,彻底去除水中的磷。
污水生物脱氮除磷技术
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污水生物脱氮除磷技术污水生物脱氮的基本原理是:在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐,再通过缺氧条件下的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水中去除。
由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区和好氧区分开,形成分级硝化反硝化工艺,以便硝化与反硝化能够独立进行。
随着近代生物学的发展以及人们对生物技术的掌握,污水脱氮除磷技术由以单纯的工艺改革向着以生物学特性研究、促进工艺改革的方向发展,以达到高效低耗。
主要表现在以下几个方面:1)系统中硝化菌与聚磷菌间的矛盾主要在于泥龄。
由于快速生物降解COD理论的发展,人们逐渐认识到反硝化菌与聚磷菌间的矛盾主要是由基质竞争引起的,所以有研究者将工作的重点转移到对碳源需求的研究上:一是通过改进工艺将除磷和脱氮在空间和时间上分开,分别设置厌氧、缺氧、好氧环境来满足脱氮和除磷要求;一是寻找快速可替代有机碳源,使反硝化速率加快,脱氮效率提高。
目前已有研究者在研究如何采用生物技术将城市污水的初沉污泥这种潜在的碳源高速、高效地转化为快速有机碳源,达到提高污水除磷脱氮效果和废物利用的双重目的。
2)短程污水生物脱氮法由于具有节能、节约外加碳源、缩短水力停留时间和减少剩余污泥排放量等优点受到关注。
利用微生物动力学特性的固有差异而实现亚硝酸菌和硝酸菌的动态竞争与选择,尤其是通过降低溶解氧实现短程硝化的控制是对传统生物脱氮处理的深化,但对活性污泥的沉降性能和污泥膨胀、低溶解氧下同步硝化与反硝化等问题,有待于进一步研究与完善。
3)在一般系统中,提高除磷效率往往伴随着脱氮率的下降,因此有研究者设想如果将反硝化与除磷这两个需碳源的过程合二为一,即在缺氧环境下利用亚硝酸盐作为电子受体,同时进行反硝化和超量聚磷,这样可大大减少碳源需求量。
已有研究者观察到这种现象,并认为存在反硝化聚磷菌(DNPAO)可同时进行反硝化作用和超量聚磷,但在不同环境条件下,DNPAO的诱导增殖与代谢途径的变化规律等仍有待研究。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
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《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,水体富营养化问题日益严重,其中氮、磷等营养物质的排放是主要污染源之一。
污水生物脱氮除磷工艺作为一种经济、高效的污水处理技术,受到了广泛关注。
本文将重点介绍污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展。
二、污水生物脱氮除磷工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种利用微生物的作用,通过生化反应将污水中的氮、磷等营养物质去除的工艺。
该工艺主要包括硝化、反硝化、聚磷菌的过量吸磷等过程,通过这些过程实现污水中氮、磷的有效去除。
三、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺类型与特点目前,污水生物脱氮除磷工艺主要包括传统活性污泥法、A2/O工艺、MBR工艺、SBR工艺等。
这些工艺各有特点,如传统活性污泥法处理效果好,但能耗较高;A2/O工艺脱氮除磷效果好,对水质变化适应能力强。
在实际应用中,需根据实际情况选择合适的工艺。
2. 实际应用情况目前,污水生物脱氮除磷工艺已在全球范围内得到广泛应用。
在我国,该工艺在污水处理厂、工业废水处理等领域发挥了重要作用。
然而,仍存在一些问题,如能耗高、污泥产量大等,需要进一步优化和改进。
四、污水生物脱氮除磷工艺的发展1. 技术创新与优化随着科技的不断进步,新的技术手段和材料不断应用于污水生物脱氮除磷工艺中。
例如,利用新型生物反应器、高效微生物菌剂等提高处理效果,降低能耗和污泥产量。
同时,通过对现有工艺的优化和改进,提高工艺的稳定性和可靠性。
2. 集成化与智能化发展未来,污水生物脱氮除磷工艺将更加注重集成化和智能化发展。
通过将不同工艺进行集成,实现一体化处理,提高处理效率。
同时,利用智能化技术手段,实现对污水处理过程的实时监测和调控,提高工艺的稳定性和处理效果。
3. 政策与标准支持政府对污水处理和环境保护的重视程度不断提高,出台了一系列政策和标准,为污水生物脱氮除磷工艺的发展提供了有力支持。
未来,随着政策和标准的不断完善和落实,该工艺将得到更广泛的应用和推广。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》范文
![《2024年污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/b4717cb118e8b8f67c1cfad6195f312b3069eb03.png)
《污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅速发展,污水排放量日益增加,水体富营养化问题日趋严重。
其中,氮、磷等营养物质的过量排放是导致水体污染的主要原因之一。
因此,污水处理中的脱氮除磷技术显得尤为重要。
本文旨在综述污水生物脱氮除磷工艺的优化技术,分析现有技术的优缺点,探讨未来技术的发展方向。
二、污水生物脱氮除磷技术概述污水生物脱氮除磷技术主要通过微生物的作用,将污水中的氮、磷等营养物质转化为无害的物质,以达到净化水质的目的。
该技术主要分为生物脱氮技术和生物除磷技术两部分。
生物脱氮技术主要通过硝化、反硝化等过程去除氮;生物除磷技术则通过聚磷菌的富集和排放来去除磷。
三、现有生物脱氮除磷工艺及优缺点分析1. 传统A2/O工艺:A2/O工艺是一种常用的生物脱氮除磷工艺,具有同步脱氮除磷的效果。
但其运行过程中存在碳源竞争、泥龄矛盾等问题,导致处理效果不稳定。
2. 短程硝化反硝化工艺:该工艺通过控制硝化过程,使硝化反应停留在亚硝酸盐阶段,从而减少反硝化过程的能耗和污泥产量。
但该工艺对运行条件要求较高,控制难度较大。
3. 强化生物除磷工艺:通过投加碳源或优化运行条件,提高聚磷菌的除磷效率。
该工艺除磷效果好,但增加了运行成本。
四、生物脱氮除磷工艺优化技术1. 新型反应器技术:如组合式反应器、流态化床反应器等,通过优化反应器结构,提高微生物与污水的接触效率,从而提高脱氮除磷效果。
2. 强化生物脱氮技术:通过投加特定菌种、优化运行参数等方式,提高硝化、反硝化反应速率,降低能耗。
3. 生物膜法技术:利用生物膜的高效吸附和生物降解作用,提高脱氮除磷效果。
同时,生物膜法能够降低污泥产量,减少二次污染。
4. 智能控制技术:通过引入智能控制系统,实时监测和调整污水处理过程中的各项参数,如pH值、溶解氧浓度等,以实现最优的脱氮除磷效果。
五、未来发展趋势与展望1. 高效、低耗的脱氮除磷技术将成为未来研究的重要方向。
污水处理脱氮除磷工艺的研究进展
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污水处理脱氮除磷工艺的研究进展污水处理脱氮除磷工艺的研究进展导论随着工业化和城市化的快速发展,城市污水处理被视为环保的关键环节之一。
污水中的氮和磷是造成水体富营养化和水质污染的主要因素,对环境和人类健康造成了极大的危害。
因此,研究和开发高效的污水处理脱氮除磷工艺,具有重要的理论和实际意义。
本文将综述污水处理脱氮除磷工艺的研究进展,包括生物方法、化学方法和物理方法等。
一、生物方法生物方法是目前最常用的污水处理脱氮除磷工艺之一。
其中,厌氧-好氧(A/O)工艺和序批式生物反应器(SBR)工艺是较为常见的两种方式。
1.1 厌氧-好氧(A/O)工艺A/O工艺是通过厌氧区和好氧区交替处理,利用好氧区的硝化和反硝化作用,使污水中的氮化合物发生变化。
该工艺具有操作简便、处理效果稳定的优点。
但对于高浓度氮、磷水平的处理效率较低。
1.2 序批式生物反应器(SBR)工艺SBR工艺是将厌氧、好氧和静置等过程合并到一个单元中进行操作。
它的优点是适用于不同负荷和工艺变化、容易控制操作和维护,以及对氮和磷的去除效果较好。
然而,该工艺需要较大占地面积,造价较高。
二、化学方法化学方法是利用化学试剂对污水中的氮和磷进行去除。
常用的化学方法包括化学沉淀法和化学氧化法。
2.1 化学沉淀法化学沉淀法是利用化学试剂与污水中的磷结合形成不溶性盐类,通过沉淀将磷去除。
常用的化学试剂包括铝盐和铁盐等。
该方法具有处理效果稳定、去除效率较高的优点。
然而,由于化学试剂的使用和废物处理问题,导致了一定程度上的资源浪费和环境污染。
2.2 化学氧化法化学氧化法是利用化学试剂将污水中的氮化合物氧化成无害产物。
常用的化学试剂包括高锰酸钾、过硫酸盐和臭氧等。
该方法具有较高的氮去除效果,并且可以同时进行磷的去除。
然而,该方法需要化学试剂的不断投加,操作复杂,造成了一定的经济和环境成本。
三、物理方法物理方法是利用物理过程对污水中的氮和磷进行去除。
常用的物理方法包括离子交换法和吸附法等。
生物膜法脱氮除磷原理
![生物膜法脱氮除磷原理](https://img.taocdn.com/s3/m/e1c878ffc0c708a1284ac850ad02de80d4d80687.png)
生物膜法脱氮除磷原理
生物膜法脱氮除磷是一种相对较新的处理废水的技术,将生物膜巧妙地应用在废水处理过程中,可以除去有害物质,保护环境。
生物膜法脱氮除磷是一种有效的方法,它将具有污染物质的废水经过生物技术处理后,可以彻底把有害物质(主要是氮和磷类物质)移除,达到净水的效果。
生物膜法脱氮除磷是由一层生物活性物质夹层叠加和穿孔生物膜而形成的。
穿孔生物膜可以阻滞胞外污染物,而生物活性物质夹层在形成生物膜夹层的同时,也可以吸附污染物并将其阻滞。
由于水分子和有机物分子的大小穿过穿孔生物膜的比例不同,水分子的穿过速度往往快于有机物分子,有机分子则得不到有效的清除。
同时,由于生物夹层上表面能位的存在,可以有效的吸附污染物,进一步减少污染物的浓度。
生物膜法脱氮除磷不但占用空间少,耗能量低,而且可以有效的除去氮和磷类物质,不会造成二次污染。
随着环境保护意识的增强,人们对污染物处理技术提出了更高的要求。
生物膜法脱氮除磷技术能够有效地去除水中的污染物,在废水处理领域有着崭新而有效地技术。
A2O与改良A2O工艺
![A2O与改良A2O工艺](https://img.taocdn.com/s3/m/84fe75ebe009581b6bd9ebbf.png)
一、A2/OA2/O工艺亦称A-A-O工艺,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(生物脱氮除磷)。
按实质意义来说,本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法,生物脱氮除磷工艺的简称。
A2/O工艺是流程最简单,应用最广泛的脱氮除磷工艺。
污水首先进入厌氧池,兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。
回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解,此为释磷,所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存,另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs,并在体内储存PHB。
进入缺氧区,反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮,接着进入好氧区,聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外,主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖,并主动吸收环境中的溶解磷,此为吸磷,以聚磷的形式在体内储存。
污水经厌氧,缺氧区,有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低,有利于自养的硝化菌的生长繁殖。
最后,混合液进入沉淀池,进行泥水分离,上清液作为处理水排放,沉淀污泥的一部风回流厌氧池,另一部分作为剩余污泥排放。
本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺。
而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下,不易发生污泥膨胀。
运行中切勿投药,厌氧池和缺氧池只有轻缓搅拌,运行费用低。
该工艺处理效率一般能达到:BOD5和SS为90%~95%,总氮为70%以上,磷为90%左右,一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。
但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法,运行管理要求高,所以对目前我国国情来说,当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化,从而影响给水水源时,才采用该工艺。
本工艺具有如下特点:(1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺(2)在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100(3)污泥中含磷浓度高,具有很高的肥效(4)运行中勿需投药,两个A断只用轻缓搅拌,并不增加溶解氧浓度,运行费用高本法也存在如下各项的待解决问题(1)除磷效果难于再行提高,污泥增长有一定的限度,不易提高,特别是当P/BOD值高时更是如此(2)脱氮效果也难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高(3)进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现、但溶解氧浓度也不宜过高,以防循环混合液对缺氧反应器的干扰二、改良A2/O改良A2/O 工艺综合了A2/O 工艺和改良UCT的优点,有着良好的生物脱氮除磷效果,脱氮能力高于A2/O 工艺。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》范文
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《污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展,污水处理问题日益凸显。
在污水处理过程中,脱氮除磷是关键环节之一。
为了解决这一问题,国内外众多学者及工程师不断研究、探索、实践和改进生物脱氮除磷工艺,并取得了一定的成效。
本文将综述近年来污水生物脱氮除磷工艺的研究进展、关键技术及优化措施,以期为相关研究与应用提供参考。
二、污水生物脱氮除磷技术概述污水生物脱氮除磷技术主要利用微生物的代谢作用,通过特定的工艺流程,去除水中的氮、磷等污染物。
该技术具有处理效果好、成本低、操作简便等优点,在污水处理领域得到了广泛应用。
然而,随着排放标准的不断提高和污水成分的日益复杂化,传统的生物脱氮除磷技术面临诸多挑战。
三、关键技术研究1. 生物脱氮技术:生物脱氮主要通过硝化与反硝化两个过程实现。
硝化过程主要依靠自养硝化菌将氨氮转化为硝酸盐氮,反硝化过程则利用异养菌在缺氧条件下将硝酸盐氮还原为氮气。
近年来,学者们通过优化反应器设计、调整运行参数等手段,提高了生物脱氮的效率。
2. 生物除磷技术:生物除磷主要依靠聚磷菌在厌氧-好氧交替环境下实现。
在厌氧条件下释放磷,好氧条件下过量吸收磷。
研究人员通过改良反应条件、筛选高效聚磷菌等方法,提高了生物除磷的效果。
四、工艺优化措施1. 强化生物反应器设计:针对不同污水的特性,设计合理的反应器结构,如优化进出水方式、调整曝气系统等,以提高微生物与污水的接触效率。
2. 调整运行参数:通过优化反应器的曝气量、污泥回流比、污泥龄等参数,提高生物脱氮除磷的效率。
3. 引入新型生物技术:如利用基因工程技术构建高效脱氮除磷菌种,或采用微生物燃料电池等技术,提高污水处理效果。
4. 组合工艺:将生物脱氮除磷技术与物理化学法相结合,如采用化学沉淀法辅助生物脱氮除磷,提高处理效果和稳定性。
五、研究展望未来,随着科技的进步和环保要求的提高,污水生物脱氮除磷技术将朝着更加高效、节能、环保的方向发展。
污水生物法脱氮除磷技术及应用
![污水生物法脱氮除磷技术及应用](https://img.taocdn.com/s3/m/fd7c0704eefdc8d376ee328f.png)
3.同时生物脱氮除磷典型工艺
混合液回流 Ri 出水 进水 厌氧池 好氧池 沉淀池
缺氧池
回流污泥 R 剩余污泥
图2-23 典型的 好氧池 二沉池 出水
剩余污泥 污泥回流 (a)流程1
混合液回流 进水 前置缺氧池 出水 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池
⑥有毒物质 硝化与反硝化过程都受有毒物质的影响,硝化菌 更易受到影响。对硝化菌有抑制作用的有毒物质有 Zn、Cu、Hg、Cr、Ni、Pb、CN-、HCN等。
3)生物脱氮的典型工艺
混合液回流
进水
缺氧池
好氧池
二沉池
出水
污泥回流
空气
剩余污泥
图2-20 A/O生物脱氮工艺流程
2.污水生物除磷
1)生物除磷基本原理
③ pH值 硝化菌对pH值变化十分敏感,pH值在7.0~7.8时, 亚硝酸菌的活性最好;而硝酸菌在pH值为7.7~8.1时 活性最好。反硝化最适宜的pH值在7.0~7.5。 ④碳氮比 对于硝化过程,碳氮比影响活性污泥中硝化细菌所 占的比例,过高的碳氮比将降低污泥中硝化细菌的比 例。
⑤泥龄 硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2 倍以上。当冬季温度低于10℃,应适当提高泥龄。
剩余污泥 污泥回流
(b)流程2
同时生物脱氮除磷A2/O的变形工艺
4、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。
5、UCT工艺
—含NO3-N的污泥直接回流到厌氧池,会引起反硝化作用, 反硝化菌将争夺除磷菌的有机物而影响除磷效果,因此 提出UCT(Univercity of Cape Town)工艺。
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污水生物脱氮除磷改良技术随着科技的发展,节能降耗的改良的脱氮除磷技术在国内外迅速发展。
文章阐述了污水生物脱氮除磷的改良的技术,介绍了UCT技术、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、SBR改良工艺及CASS工艺等脱氮除磷技术,这些工艺运行灵活、费用低,解决因碳源不足、含NO2-或NO3-污泥回流等问题而影响脱氮除磷效果的新型技术,是今后污水脱氮除磷发展的方向。
标签:生物脱氮除磷;同步硝化反硝化;短程硝化反硝化;改良Abstract:With the development of science and technology,the improved nitrogen and phosphorus removal technology of saving energy and reducing consumption is developing rapidly at home and abroad. In this paper,the improved technologies of biological nitrogen and phosphorus removal from wastewater are introduced,such as UCT technology,simultaneous nitrification and denitrification,short-cut nitrification and denitrification,improved SBR process and CASS process. These processes are flexible in operation and low in cost,able to solve problems such as insufficient carbon source and NO2- or NO3- sludge backflow,which impact the effect of nitrogen and phosphorus removal,therefore it is the development direction of wastewater nitrogen and phosphorus removal in the future.Keywords:biological nitrogen and phosphorus removal;simultaneous nitrification and denitrification;Short-cut nitrification and denitrification;improvement近年来我国水环境遭受了不同程度的污染,其中水体富营养化现象最为严重。
造成水体富营养化的主要原因是氮、磷元素的超标排放,氮、磷元素主要来自未经处理或处理不完全的工业废水、城市生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥。
氮、磷是水中生物的重要营养元素,但超过生物所需时,就会使水体中的藻类及浮游生物过量繁殖,大量消耗水体中溶解氧(DO),使水体中鱼类及其他水生生物因缺氧而大量死亡,生物多样性降低,水的透明度下降,水质恶化[1]。
与化学法和物理化学法相比,具有脱氮除磷功能的生物污水处理工艺因对有机物、氮和磷均有较高的去除效率、其运行费用低、污泥沉降性能良好等优点而广泛受到污水处理工程界的重视和青睐,特别是20世纪90年代以来,生物脱氮、除磷技术有了重大的发展。
在传统生物脱氮除磷工艺,如A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺的基础上,间歇曝气、节省能耗的改良的脱氮除磷技术在国内外迅速发展。
1 UCT工艺(MUCT工艺)UCT工艺是A2/O工艺的一种改造,是南非开普敦大学研究提出的脱氮除磷工艺,为了防止二沉池中的NO2-或NO3-进入厌氧池,破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷效率,该工艺将二沉池污泥回流到缺氧区而不是回流到厌氧池,同时增加从缺氧池到厌氧池的缺氧池混合液回流。
由于缺氧池中反硝化作用已经降低了NO2-或NO3-浓度,进而缺氧池混合液不会破坏厌氧池的厌氧状态。
许文峰等采用UCT工艺处理高浓度氨氮生活污水,稳定运行时,脱氮除磷效果较好,出水水质基本达到GB 18918-2002中的一级A排放标准[2];韩琪等采用UCT工艺处理城镇污水,试验结果表明,稳定运行时,COD去除率大于80 %,NH3-N 去除率大于90%,出水水质达到城镇污水处理厂一级B排放标准,同时具有良好的脱氮除磷效果[3]。
MUCT工艺是在UCT工艺的基础上,在厌氧池和好氧池之间又填加一个缺氧池,第一个缺氧池接受二沉池回流污泥,第二个缺氧池接受好氧池硝化的混合液,使污泥的脱氮与硝化混合液的脱氮分开去除,以减少NO2-或NO3-进入到厌氧区的可能性。
2 同步硝化反硝化工艺同步硝化反硝化(SND)是指硝化反應和反硝化反应在同一反应器进行,从而达到生物脱氮的目的[4-5]。
同步硝化反硝化现象有两种说法:第一种是物理学,是DO在传递过程中,由于微生物细胞结构的原因,使DO呈浓度梯度,造成好氧和缺氧状态,从而实现了同步硝化反硝化;第二种是生物学,好氧条件下,存在异氧硝化微生物和好氧反硝化微生物,从而使硝化反应和反硝化反应在同一反应器进行。
与传统的生物脱氮工艺相比,同步硝化反硝化可以在同一反应器发生,使硝化反应产生的物质可以成为反硝化反应的底物,加快硝化反应速率;而且,反硝化反应中产生的碱度可以中和硝化反应中所消耗的碱度,不需要向反应器中另加物质,来调节pH值。
好氧条件下反生同步硝化反硝化现象存在各种不同的生物处理系统中,如于静洁等在氧化沟工艺应用研究进展中,阐明氧化沟可以发生同步硝化反硝化反应[6];Liu等在氧化沟内,通过优化DO浓度等运行参数,稳定运行时,实现了同步硝化反硝化[7]。
3 短程硝化反硝化短程硝化反硝化是利用亚硝化菌和硝化菌在动力学上的差异,将氨氮硝化反应控制生成NO2-,然后将NO2-直接反硝化生成N2,从反应系统中去除。
短程硝化反硝化优于传统的生物脱氮在于:NH3直接氧化到NO2-,没有进一步氧化,消耗的O2低,节省能耗;NO2-生成速率比较快,反应迅速,可以减少反应时间[8]。
由于NO2--N不稳定,很难累积,所以为了实现短程硝化反硝化,王淑莹等通过使pH控制在7.7-8.0之间,同时缩短曝气时间实现了亚硝态氮积累[9]。
但由于控制过程比较繁琐,操作要求严格,所以很难在实际污水处理厂中应用。
4 SBR工艺及其改良工艺SBR工艺是20世纪70年代初由美国Notre dame大学R. L. Irvine教授等初次提出的[10],是传统活性污泥的一种变形,不同于传统污水处理工艺,该工艺将生物降解、生化反应、沉降、排水集于一个反应器,属于间歇式运行,通过调控运行时间实现脱氮除磷。
SBR工艺具有如下特点:(1)SBR工艺将生物降解、生化反应、沉降、排水集于一个反应器,节省构建物,费用低;(2)SBR 工艺运行灵活,可以根据水质调整各个阶段的反应时间及条件状况;(3)反应池内厌氧、好氧处于交替状态,处理效果好;(4)污水在反应器内属于静止状态下沉淀,所需时间短,处理效率高,出水水质好;(5)耐冲击负荷,反应池内,在排水阶段时,有剩余的清水用来进行下一次进水的稀释,对污水有緩冲的作用,有效的抵抗污水中有机物的冲击;(6)反应池内存在DO浓度梯度,有效防止活性污泥膨胀。
SBR工艺由于其独特的优点而被广泛应用和研究,但该工艺也存在一定的局限性。
比如,SBR工艺适用于间歇式的进出水处理系统,若需处理连续流的进水,SBR工艺就不再适用;若对出水水质要求严格或有特殊要求,如需要脱氮除磷则需要对SBR工艺进行适当的改进;若进水流量大,则需要调整反应系统,从而增大投资费用。
传统或经典的SBR工艺逐渐衍生出各种新的变形,以解决如上述的不足。
如,ICEAS工艺:该工艺是将SBR反应器进水端增加一个预反应区,起到调节水流的作用,后面为主反应区,主要是曝气和沉淀。
该工艺是采用连续进水的运行方式,反应阶段、沉淀和滗水阶段均进水。
污水进入预反应区,通过隔墙底部的连接口以平流流态进入主反应区,在主反应区中进行间歇曝气和沉淀滗水,成为连续进水、间歇出水的SBR反应池,使配水大大简化,运行更加灵活。
刘杰等对城市住宅区生活污水处理工程采用ICEAS工艺作技术说明。
得出,ICEAS工艺适用于污水流量变化大,短时间有机负荷和水力负荷冲击较大,水质的均匀性较差的城市住宅区生活污水[11-12]。
5 CASS(CAST)工艺CASS工艺或CAST工艺,又称循环活性污泥工艺。
该工艺在进水端增加一个预反应区,后面是主反应区,但该工艺的预反应区是生物选择器。
在预反应区内,反应器的微生物通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,这对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时抑制丝状菌的生长,有效防止污泥膨胀。
黄瑾针对处理城市污水的研究,选择采用CASS工艺处理城市污水,通过优化CASS工艺的操作参数,观察其处理效果。
运行结果显示,CASS工艺可以有效去除有机物,通过硝化和反硝化作用,可以去除大量的氮,同时也能去除磷,出水氮、磷浓度都比较低;同时发现曝气阶段结束后,NH3、NO2-和NO3-浓度较低,说明该工艺具有同步硝化反硝化功能[13]。
他的研究也为今后类似工艺设计与优化运行提供了新的模式。
CASS工艺适用范围比较广,可应用于大型、中型及小型污水处理工程。
生物脱氮除磷过程中,影响生物脱氮除磷效率的因素众多,通过选取几个关键影响因素,在不同因素的范围内,观察生物脱氮除磷的效率,选取生物脱氮除磷效果最佳的因素范围,借助分子生物学技术,研究生物脱氮除磷工艺中的微生物群落结构及功能变化,不断优化工艺运行条件,提高脱氮除磷效率。
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