生物脱氮除磷
废水的生物脱氮除磷
废水的生物脱氮除磷生物脱氮的理论污水中氮的存在形态:有机氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮。
生活污水中:有机氮约占60%,氨氮约占40%。
二级处理进水中:TN为20-50mg/L。
N为植物营养物质水体富营养化污水脱氮的目的和方法:防治水体富营养化及对水生生物的毒害。
化学法、生物法。
污水传统生物脱氮的原理:在微生物作用下,将有机氮和氨态氮转化为N2的过程。
96%的硝态氮经异化过程还原成N2,有4%经同化合成微生物体。
硝化过程中亚硝化是限制性步骤。
亚硝化是指将氨氮氧化为亚硝酸盐的反应,通常由亚硝化细菌完成。
亚硝化反应速率较慢,主要取决于亚硝化细菌的活性和数量。
亚硝化细菌对环境条件比较敏感,例如温度、pH值、氧含量等都会对其活性产生影响。
当这些条件不稳定或不适宜时,亚硝化细菌的活性受到限制,导致亚硝化反应缓慢进行,成为硝化过程的瓶颈。
相比之下,硝化是将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐的反应,通常由硝化细菌完成。
相对于亚硝化反应,硝化反应的速率较快,且硝化细菌相对较耐受环境变化。
因此,在硝化过程中,亚硝化反应往往是限制性步骤,决定整个硝化过程的效率和速度。
总凯氏氮(total kjeldahl nitrogen)是有机氮和氨氮之和。
常被用来判断污水好氧生物处理时氮素的量是否适宜,根据C:N:P=100:5:1的比例,若氮的比例偏低则要补氮,反之则要脱氮。
污水生物脱氮工艺的控制条件:硝化和反硝化的控制条件BOD5/TKN =1-3时,生物相中硝化菌的比例为8.3-21%,而大部分污泥中的此比例远小于8.3%;BOD5/TKN >5时,可看作碳化和硝化相结合的过程。
理论上C/N比为2.86时,反硝化1mg的硝酸盐氮理论消耗2.87mg的COD。
一般AO脱氮工艺的C/N比控制在4-6之间。
当BOD5/TKN <3时,应补充碳源:外加碳源(甲醇);原水中含有的碳;内源呼吸碳源。
An/O工艺:优势:流程简单;基建投资大大减少;不需要外加碳源;运行费用降低,可实现碱度内部补充。
生物脱氮除磷原理及工艺
生物脱氮除磷原理及工艺 1 引言氮和磷是生物的重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁殖,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物和人体健康产生很大的危害;然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污废水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体;在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除;同时产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和-24SO ,其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除;二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物,能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%~ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准;因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要;2 生物脱氮除磷机理生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上,先利用好氧段经硝化作用,由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用,将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,即,将3NH 转化为N NO --2和N NO --3;在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气,即,将N NO --2经反亚硝化和N NO --3经反硝化还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环;水中含氮物质大量减少,降低出水的潜在危险性,达到从废水中脱氮的目的1;错误!硝化——短程硝化:O H HNO O NH 22235.1+→+硝化——全程硝化亚硝化+硝化:O H HNO O NH 22235.1+−−−→−+亚硝酸菌错误!反硝化——反硝化脱氮:O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮:O H N HNO NH 22232+→+反硝化——厌氧氨反硫化脱氮:O H S N SO H NH 2242342++→+废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分;主要过程如下:氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮;硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮;其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌,以无机碳化合物为碳源,从+4NH 或-2NO 的氧化反应中获取能量;其中硝化的最佳温度在纯培养中为25-35 ℃,在土壤中为30-40 ℃,最佳pH 值偏碱性;反硝化作用是反硝化菌大多数是异养型兼性厌氧菌,DO< mg/L 在缺氧的条件下,以硝酸盐氮为电子受体,以有机物为电子供体进行厌氧呼吸,将硝酸盐氮还原为2N 或-2NO ,同时降解有机物2;生物除磷原理磷在自然界以2 种状态存在:可溶态或颗粒态;所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷,达到磷水分离;废水在生物处理中,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,同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量,称该过程为磷的释放;进入好氧环境后,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;将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除,即可达到除磷的目的3;聚磷菌在厌氧条件下,分解体内的多聚磷酸盐产生ATP,利用ATP 以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB;与此同时释放出-34PO 于环境中1; 好氧吸磷过程聚磷菌在好氧条件下,分解机体内的PHB 和外源基质,产生质子驱动力将体外的-34PO 输送到体内合成ATP 和核酸,将过剩的 -34PO 聚合成细胞贮存物:多聚磷酸盐异染颗粒; 3 生物脱氮除磷工艺从生物脱氮除磷的机理分析来看,生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好氧3 种状态,这3个不同的工作状态可以在空间上进行分离,也可以在时间上进行分离;近年来,随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入,以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用,衍生出了许多新的生物脱氮除磷工艺,其中典型的几种处理工艺如下;SBR 工艺SBR 工艺是一种新近发展起来的新型处理废水的工艺,即为序批式好氧生物处理工艺,其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同,不同点是其在运行时,进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序,依次在一个反应池中周期性运行,所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统,系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易;该法处理焦化废水有着独有的优势:一是不要空间分割,时序上就能创造出缺氧和好氧的环境,即具有A /O 的功能,十分有利于氨氮和COD 的去除;二是该法的沉淀是一种静止的沉淀,对污泥沉淀性能不好的废水,固液分离效果非常明显;三是该法可以省去二沉池,其占地面积相对要小一些;自动控制系统的发展和完善,为SBR 工艺的应用提供的物质基础;但因为SBR 是间歇运行的,为了解决连续进水问题,至少需要设置两套SBR 设施,进行切换运行;SBR 工艺流程图见图14;CAST 工艺CAST 实际上是一种循环SBR 活性污泥法,应器中活性污泥不断重复曝气和非曝气过程,生物反应和泥水分离在同一池内完成,与SBR 同样使用滗水器;污水首先进入选择器,污水中溶解性的有机物通过生物作用得到去除,回流污泥中硝酸盐也此时得到反硝化;然后进入厌氧区,此时为微生物释磷提供条件;第三区为主曝气区,主要进行BOD 降解,同时硝化反硝化;CAST 选择器设置在池首,防止了污泥膨胀; 3.3 MSBR 工艺连续流序批式活性污泥法工艺ModifiedSequencing Batch Reactor,简称MSBR;首先,污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此充分释磷,然后混合液进入缺氧池反硝化;反硝化后的污水进入好氧池,有机物在好氧条件下被降解,活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR,澄清后上清液排放;此时另一边的SBR 在回流量的条件下进行反硝化、硝化或静置预沉;回流污泥首先进入浓缩池浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥进入缺氧池;这样,一方面可以进行反硝化,另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后进行的厌氧释磷提供更为有利的条件;CAST 综合了以往除磷脱氮工艺的优点,保证了各污染物质降解的最大速率环境,去除有机污染物效率更高,脱氮除磷效果更好A/2工艺OA/2工艺传统OA/2工艺或称AAO工艺,在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区,能够同时作到脱氮、O除磷和有机物的降解,其工艺流程见图2;污水进入厌氧反应区,同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧条件下释磷,同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分含氮有机物进行氨化;污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是进行脱氮;硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,通常内回流量为2~4倍原污水流量,部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除;混合液从缺氧反应区进入好氧反应区,混合液中的COD浓度已基本接近排放标准,在好氧反应区除进一不降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝态氮回流至缺氧反应区,污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除;该工艺流程简洁,污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行,丝状菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好5;它将厌氧段、缺氧段放在工艺的第一级, 充分发挥了厌氧菌群承受高浓度、高有机负荷能力的优势, 处理效果较好, 产生的污泥较一般的生物法少;可用于处理工业废水比重较大城市污水, 另外, 由于它是在普通活性污泥法的基础上发展起来的, 因而也较容易用于生物法处理的老污水厂的改造;A/2工艺改良O改良O A /2工艺是中国市政工程华北设计研究院提出的,工艺综合了A/O 工艺和改良UCT 工艺的优点,即在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池;首先回流污泥和10%的污水进入厌氧/缺氧池进行反硝化以去除回流污泥中的硝酸盐;90%的污水进入厌氧区与回流污泥混合,在兼性厌氧发酵菌的作用下将部分易生物降解的大分子有机物转化为VFA ;聚磷菌释磷,同时吸收VFA 以PHB 的形式贮存于胞内;在缺氧区,反硝化菌利用污水中的有机物和经混合液回流而带来的硝酸盐进行反硝化,同时去碳脱氮;在好氧区,有机物浓度相当低,有利于自养硝化菌生长繁殖,进行硝化反应,同时聚磷菌过量摄磷;通过沉淀、排除剩余污泥达到除磷的目的;该工艺降低回流污泥中硝态氮对后续厌氧池的不利影响,有利于厌氧池的聚磷菌释磷,改善了泥水分离性能6;3.5 UCT 改良工艺改良的UCT 工艺University of Cape Town 脱氮除磷工艺由厌氧池、缺氧1 池、缺氧2 池、好氧池、沉淀池系统组成,有2 个缺氧池;缺氧1 池只接受沉淀池的回流污泥,同时缺氧1 池有混合液回流至厌氧池,以补充厌氧池中污泥的流失;回流污泥携带的硝态氮在缺氧1 池中经反硝化被完全去除;在缺氧2池中接受来自好氧池的混合液回流,同时进行反硝化,缺氧1 池出水中的N NO --3 带进厌氧池使之保持较为严格的厌氧环境,从而提高系统的除磷效率7;立体循环一体化氧化沟氧化沟是一种而有效的污水处理技术,具有稳定的处理效果,是污水生物处理技术之一;特别是用于污水脱氮,氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN 去除效率高;然而,与活性污泥法相比,氧化沟占地面积较大,在土地紧张的城市或地区,氧化沟的应用受到限制8;针对常规氧化沟存在的问题,成功地研究出立体循环一体化氧化沟;其特点是:① 氧化沟采用立体循环,在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程;与现有氧化沟相比,占地面积可减少约50%;② 沉淀区与氧化沟合建,沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内,可节省投资和能耗;③ 结构紧凑,运行操作简便;新型立体循环一体化氧化沟既保留氧化沟设备和运行操作简单等优点,又可减少占地面积; 4 结语污水生物脱氮除磷是当今水处理的热点与难点;新的脱氮除磷理论的提出,为生物脱氮除磷工艺指引了方向;如:SND 同时硝化反硝化工艺、SHARON 工艺、氧限制自氧硝化—反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺以及短程硝化—厌氧氨氧化组合工艺等;但是,生物脱氮除磷工艺的发展已不仅仅要求对N,P 去除率,而且要求处理效果稳定,可靠的运行工艺;今后对此技术的研究应集中在以下方面:第一、加深除磷机理的研究;反硝化聚磷菌的出现解决了硝化菌与聚磷菌争夺碳源,污泥龄不同等主要矛盾;为新型同步脱氮除磷工艺提供了理论依据;但是对于反硝化聚磷菌的了解还不够全面,尤其是其除磷机理还待于进一步研究;应突破传统理论,从微生物的角度来调控工艺;第二、随着脱氮除磷工艺的进一步发展,许多研究者在进行小试时,都驯化出颗粒污泥,而颗粒污泥的出现改善了污泥膨胀这一难题;同时发现颗粒污泥对N,P 的去除要远远优于絮状污泥;今后在对颗粒污泥的研究上应更加深入,研究了解颗粒污泥外部的胞外聚合物是否对N,P 有吸附作用,并进一步研究颗粒污泥的形成机理,调整现有反应器的运行参数,从而加速颗粒污泥的形成,提高脱氮除磷效率;。
工艺方法——生物脱氮除磷技术
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。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮除磷原理生物脱氮除磷原理生物脱氮和除磷是现代污水处理过程中的两个主要步骤。
这样做可以有效地降低污染物的排放,并促进水环境的恢复和保护。
这篇文章将介绍生物脱氮和除磷的原理,并分别进行详细的说明。
一、生物脱氮氮是生命所必需的元素之一,然而,过量的氮会导致水体富营养化,甚至造成水体死亡。
因此,在污水处理过程中,生物脱氮是一个重要的步骤,目的是减少氮的含量,保护水资源。
生物脱氮的原理是通过微生物代谢来降低污水中的氮含量。
具体来说,将含有氮化合物的污水引入生物反应器中,细菌依靠缺氧状态下的代谢产生能量来去除氮,将氨氮转化为氮气和硝酸盐。
这样可以有效地减少氮的含量,并且为其他生物链提供营养素。
二、除磷磷是植物生长所必需的元素之一,但是污水中过多的磷会导致水体富营养化,破坏水生态环境。
因此,除磷也是现代污水处理过程的一个重要步骤。
除磷的方法主要有化学沉淀方法和生物除磷方法。
其中,化学沉淀法是通过添加化学药剂,使磷离子与药剂中的金属离子反应,产生一种不溶性沉淀,在沉淀的过程中去除磷。
相对而言,生物除磷方法更为可持续。
生物除磷的原理是利用一些专门的微生物,按照一定的顺序和比例,对污水中的有机质和磷进行吸收和固定。
这些微生物可以根据磷的生物循环特点,利用有机质和磷的沉积结合,通过代谢来吸收和固定磷,使磷含量得到降低。
三、总结生物脱氮和除磷在现代污水处理中是必不可少的步骤。
通过生物反应器和微生物代谢的过程,这些步骤可以有效地降低含氮和含磷物质的含量。
这些污染物不仅会污染水体,还会间接影响人类健康和生态环境。
为了保护我们的水资源和生态环境,我们需要科学的污水处理方法,以消除污染物和保护我们的水体资源。
生物脱氮除磷机理及新工艺
生物脱氮除磷机理及新工艺
生物脱氮除磷是指利用生物学原理对水体中的氮和磷进行去除的一种技术。
其基本原理是将含有氮、磷的有机物通过生物降解转化为氮气和磷酸盐,从而达到净化水体的目的。
生物脱氮除磷技术的应用非常广泛,包括城市污水处理、工业废水处理、农业面源污染治理等领域。
生物脱氮除磷的主要机理是利用微生物的代谢活动来进行脱氮除磷。
在生物脱氮过程中,利用硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,进而转化为氮气排放。
在生物除磷过程中,利用聚磷菌将水体中的磷转化为无机磷酸盐,进而去除。
生物脱氮除磷技术是一种相对成熟的技术,其优点包括高效、经济、环保等。
近年来,随着科技的不断发展,新型的生物脱氮除磷工艺也得到了广泛应用。
这些新型工艺包括厌氧氨氧化工艺、硝化除磷工艺、硝酸盐还原工艺等。
其中,厌氧氨氧化工艺是一种新兴的脱氮技术,具有高效、节能等优点。
硝化除磷工艺则是将氮素和磷素同时通过硝化反应进行去除,能够达到较高的脱氮除磷效率。
硝酸盐还原工艺则是通过还原反应将水体中的硝酸盐转化为氨氮,从而达到脱氮的效果。
总的来说,生物脱氮除磷技术是一种非常重要的污水处理技术,对于保护水环境具有重要的意义。
未来随着科技的不断发展,生物脱氮除磷技术也将不断完善和发展,为净化水体、改善环境质量做出更大的贡献。
简述生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程
生物脱氮和生物除磷是水环境治理中常见的技术手段,其基本原理和过程对于水质净化具有重要意义。
下文将分别对生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程进行简要阐述,以便更好地理解和应用这两种技术手段。
一、生物脱氮的基本原理和过程1. 基本原理:生物脱氮是指利用生物的作用将水体中的氮气态化合物转化为氮气排放出去的过程。
其主要包括硝化和反硝化两个过程。
2. 过程:1)硝化作用:首先是硝化细菌将水体中的氨氮转化为亚硝酸盐,然后再将亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程。
这一过程主要发生在水中砷、锰等微生物和有机物贪婪性好氧微生物的作用下。
2)反硝化作用:反硝化细菌将水中的硝酸盐还原成氮气气体,从而实现氮的脱除。
这一过程主要发生在水中缺氧或厌氧条件下,反硝化细菌在有机物的作用下进行。
二、生物除磷的基本原理和过程1. 基本原理:生物除磷是指利用生物的作用将水体中的磷物质转化为无机磷沉积或有机磷的过程。
其主要包括磷的吸附和磷的沉淀两个过程。
2. 过程:1)磷的吸附:指微生物在生长过程中,通过细胞活性或胞外聚合物等结合机制,将水体中的磷物质吸附到微生物体表面或细胞内,从而减少水体中的磷含量。
这一过程主要发生在水中的底泥、生物膜等介质上。
2)磷的沉淀:指在适当的环境条件下,微生物可以促进水中磷物质的沉淀作用,将磷固定到底泥中,从而减少水体中的可溶性磷含量。
这一过程主要发生在水中的缺氧或厌氧条件下。
生物脱氮和生物除磷是通过利用微生物的作用,将水体中的氮和磷物质转化为氮气或无机磷沉积的技术手段。
其基本原理和过程涉及硝化、反硝化、微生物吸附和微生物沉淀等生物学过程,在水环境治理中具有重要的应用价值。
希望通过本文的介绍,读者对生物脱氮和生物除磷技术有更深入的了解,并能更好地应用于实际的水质净化工作中。
生物脱氮和生物除磷作为水环境治理的重要手段,对于改善水体质量、保护生态环境具有重要意义。
在实际应用中,为了更好地发挥生物脱氮和生物除磷技术的效果,需要结合具体的水体特点和环境条件,采取相应的措施和管理方式,以确保技术的有效运行和水体的稳定净化。
生物脱氮除磷机理
生物脱氮除磷机理1. 大家好啊!今天咱们来聊一聊特别有意思的生物脱氮除磷机理,说白了就是小生物们帮我们处理水里的氮和磷的过程,简直就像是大自然给我们安排的一支清洁队!2. 说到脱氮,就得提到我们的主角:硝化菌和反硝化菌。
这些小家伙可有意思了,它们就像是水处理界的"双子星",一个负责把氨氮变成硝态氮,另一个则把硝态氮变成无害的氮气放飞。
3. 硝化过程就像是一场接力跑。
氨氮先被亚硝化菌抓住,变成亚硝态氮,就好比第一棒选手跑完把接力棒交给第二棒。
然后亚硝态氮又被硝化菌接手,变成硝态氮,这就完成了整个接力比赛!4. 反硝化过程更有意思,就像是魔术师表演消失术。
反硝化菌在缺氧环境下,把硝态氮变成氮气,噗的一下就飘到空气中去了!这些小家伙可真是环保小能手。
5. 再说说除磷,这里的主角是聚磷菌,它们可是"囤积居奇"的高手。
在有氧环境下,它们疯狂吸收水中的磷,就像是双十一购物一样,能储存好多好多!6. 有趣的是,这些聚磷菌还会玩"存取游戏"。
缺氧时把储存的能量放出来,有氧时又疯狂吸收磷,周而复始,乐此不疲。
这不就跟我们存钱取钱一个道理嘛!7. 整个处理过程需要不同的环境条件,就像是给这些小生物准备不同的"游乐场"。
有氧区、缺氧区、厌氧区,每个区域都有自己的"常客",配合得天衣无缝。
8. 温度对这些小家伙的影响可大啦!它们最喜欢二十多度的温度,太冷了就懒洋洋的不爱干活,太热了又会中暑罢工,简直比我们人类还挑剔!9. 酸碱度也是个讲究活,这帮小家伙喜欢中性环境。
太酸或太碱都会让它们不舒服,就像我们人喝水,总不能老喝醋或者肥皂水吧!10. 溶解氧就更有意思了,不同的小家伙对氧气的要求不一样。
硝化菌爱氧气,跟我们人一样;反硝化菌却是"闷罐子",不要氧气反而干活更起劲。
11. 这些微生物的工作效率受很多因素影响,就像我们上班一样,环境好了干劲足,条件差了就蔫头耷脑的。
废水脱氮除磷工艺
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。
生物法脱氮除磷的原理
生物法脱氮除磷的原理1. 生物法脱氮除磷啊,说白了就是让小微生物们帮我们干活!这些小家伙可厉害了,就像一群勤劳的清洁工,专门处理水里的氮和磷。
2. 说到脱氮过程,得先让氨氮变成亚硝态氮,再变成硝态氮。
这就像小微生物在打接力赛,一棒接一棒地把氮素传递下去。
硝化菌在这个过程中可忙活了,它们在有氧环境下可卖力啦!3. 接下来是反硝化过程,这时候得把氧气关小点,让那些厌氧菌出马。
它们把硝态氮变成氮气,就像变魔术一样,嘭的一下,氮就跑到空气中去啦!4. 除磷的过程更有意思啦!磷积累菌就像是小储蓄罐,在有氧条件下疯狂吃磷,吃得肚子都鼓鼓的。
这些小家伙特别贪吃,比它们需要的还要多吃好多磷呢!5. 要让这些微生物干活卖力,温度可得控制好。
它们最喜欢二十到三十度的环境,太冷太热都会让它们懒洋洋的,干活效率直线下降。
6. 酸碱度也得合适,就像我们喝水要喝温的一样。
这些微生物最喜欢中性环境,酸碱度在六点五到八点五之间最好。
要是太酸太碱,它们就会闹脾气不干活啦!7. 溶解氧的控制可有讲究啦!硝化过程需要的氧气比较多,得保持在二到三毫克每升。
反硝化的时候就得把氧气关小点,让厌氧菌能好好发挥。
8. 整个处理过程像是一台精密的生物机器,需要不同的小区域。
好比一个工厂,有的车间要多送氧气,有的车间要少送,各个环节都得配合好。
9. 污泥龄也很重要,就是让这些微生物在系统里待多久。
待得太短,小家伙们还没开始干活就被冲走了;待得太长,又会产生太多剩余污泥。
10. 碳源的补充也不能少,这就像给微生物们加餐。
没有足够的碳源,它们就没力气干活了。
有时候还得额外加点甲醇或者醋酸盐当零食。
11. 整个系统运行起来就像个小生态圈,各种微生物你帮我、我帮你。
有的负责吃氨氮,有的专门处理硝态氮,还有的主攻磷,配合得可默契啦!12. 这种生物处理方法可环保啦!不用加化学药剂,全靠微生物的自然降解。
处理后的水质好,成本还低,简直就是污水处理界的环保卫士!。
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。
生物脱氮除磷工艺简介
生物脱氮除磷工艺简介1、生物脱氮除磷工艺的进展从20世纪60年代开始,美国曾系统地进行了脱氮除磷物化方法研究,结果认为该法的主要缺点是药耗量大,产生的污泥多,特别对处理大量城市污水时,处理成本高。
因此,转入研究生物脱氮除磷工艺。
从20世纪70年代开始,在活性污泥法脱氮工艺(A/0工艺)逐步实现工业化,并在此基础上研究开发出了生物脱氮除磷工艺(如A2/0工艺等)。
以后,随着微生物学和细胞学在污水生化处理上的新应用,又不断出现了多种变形的生物脱氮除磷工艺,如MSBR等。
我国从20世纪80年代初开始生物脱氮除磷研究,80年代后期实现了工业化流程。
污水脱氮除磷可供选择的工艺通常有生物处理和物理化学处理两大类。
后者由于需要投加相当数量的化学药剂,存在运行费用高,残渣量大和运行管理难度大等缺陷,因此,城市污水处理中一般不推荐采用。
而一般生物处理又分为活性污泥和生物膜法两种。
目前对城市污水的生物脱氮除磷工艺,指的是活性污泥生物脱氮除磷工艺。
目前已实用的几种生物脱氮除磷工艺有:A2/O、氧化沟、SBR工艺以及以上三种工艺的系列改良工艺。
2、生物脱氮除磷的工艺原理简述(1)生物脱氮首先,污水中的蛋白质和尿素等在水解酶和尿素酶的作用下转化为氨氮,而后在有氧条件下和在硝化菌的作用下,氨氮被氧化为硝酸盐,这阶段称为硝化(即氨氮转化为硝酸盐)。
再以后,在缺氮条件和反硝化菌的参与作用,并有外加碳源提供能量,硝酸盐还原成气态氮(N2)逸出,这阶段称为反硝化(即硝酸盐的氮转化为氮气)。
整个脱氮过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取。
在脱氮过程中,硝化菌增长速度较缓慢,所以要有足够的污泥泥龄。
反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,还要有充裕的碳源提供能量,才可能使反硝化作用顺利进行。
除上述条件以外,影响脱氮效率的因素还有溶解氧,温度和PH 值等。
硝化阶段,应有足够的溶解氧,其值一般应大于2g/L。
反硝化阶段为缺氧条件,溶解氧值宜为0.4mg/L左右。
简述生物脱氮除磷的基本原理
简述生物脱氮除磷的基本原理嗨,朋友!今天咱们来唠唠生物脱氮除磷这个超有趣的事儿。
咱先说说生物脱氮吧。
你知道吗,氮在污水里就像个调皮的小捣蛋鬼,到处捣乱。
生物脱氮呢,主要就是靠微生物这个小能手来把氮给搞定。
污水里的氮有好几种形式,像氨氮呀,硝态氮之类的。
那些微生物就像是小小的魔法师,有一种微生物叫硝化细菌,它们可厉害了。
硝化细菌里又分成两类小魔法师,一类把氨氮变成亚硝态氮,就好像是给氨氮做了个小变身。
然后呢,另一类硝化细菌再把亚硝态氮变成硝态氮,这个过程就像是接力赛一样。
这硝化的过程呢,是需要氧气这个小助手的,就像我们人干活需要力气一样,微生物干活也需要氧气来提供能量呢。
那把氮变成硝态氮就完事儿了吗?当然没有啦。
还有一群反硝化细菌在等着呢。
反硝化细菌是一群在没有氧气或者氧气很少的地方工作的小能手。
它们会把硝态氮变成氮气,氮气可是个很乖的家伙,它会直接跑到空气里去,这样污水里的氮就减少啦。
这个过程就像是把氮这个调皮鬼给赶跑了一样。
反硝化细菌工作的时候呢,还需要一些碳源,就像是它们的小零食,有了小零食它们才能更有力气干活呀。
再来说说生物除磷吧。
磷在污水里也是个让人头疼的家伙。
有一些微生物呢,它们有一种特殊的能力,叫聚磷菌。
聚磷菌在好氧的环境下,就像个小贪吃鬼,会大量地吸收磷,把磷都储存到自己的身体里。
它们吸收磷的能力可强了,就像是一个个小小的磷元素收集器。
然后呢,当环境变成厌氧的时候,聚磷菌又会做出很神奇的事情。
它们会把体内储存的磷释放出来,这时候就好像是把之前收集的宝贝暂时拿出来展示一下。
不过这可不是没有意义的展示哦,这是为了在接下来的好氧环境里能够吸收更多的磷。
在经过这样的厌氧 - 好氧交替的环境之后,聚磷菌体内就积累了大量的磷。
最后呢,我们就可以把含有大量磷的聚磷菌从污水里分离出来,这样污水里的磷就被去除掉啦。
你看,生物脱氮除磷就像是一场微生物的大作战。
这些小小的微生物虽然我们肉眼看不见它们,但是它们却在污水治理这个大舞台上发挥着超级重要的作用呢。
生物脱氮除磷工艺
Fe3 PO43 FePO4
Fe 2 PO43 Fe3 (PO4 ) 2
一般用FeCl2、FeSO4 或 FeCl3 Fe2(SO4)3 (3)石灰混凝除磷
5Ca 2
4OH
3HPO
2 4
Ca5 (OH )( PO4 )3
3H 2O
向含磷的废水中投加石灰,由于形成OH,污水的pH值 上升,磷与Ca2+反应,生成羟磷灰石(方解石)。
将污水和海水泵入一个电解槽中,槽底为石墨阳极,上 面是铁阴极。海水作为电解质。在阳极上氯化物被氧化成 氯气,在阴极上H+离子还原成氢气。后一反应使电极附 近的pH上升,诱导产生Mg(0H)2、MgNH4P04,和 C产a生3(的PO气4)泡2沉附淀于。沉这淀些物沉絮淀体物上借可助使气之浮上与浮液。体出分水离的,D电O接解 近饱和还可彻底消毒。动力消耗约1.2kW·h/m2。
3.水体中氮的来源
水体中的氮其来源是多方面的,主要由城市生活污水、工 业废水和农溉污水三方面。此外自然界的天然固氮也是一 个方面,通过雷电固定大气中的氮就占天然固氮的15%。 大气中的氮通过下雨会降解到水体,水体本身尚有许多能 固氮的微生物,如某些固氮菌和蓝绿藻,在光照充足的情 况下能将大气中的氮固定下来并进人水体。
工程中常采用沸石作为除氨的离子交换体,它对氨离子 有很强的选择性,交换容量2毫克当量/克。当沸石全部交 换位置被饱和并出现NH3转效点时,沸石需再生。
生物脱氮、除磷的环境条件要求
生物脱氮、除磷的环境条件要求生物脱氮、除磷是指利用一些特定的微生物或生物过程来去除水体或土壤中的氮、磷等污染物质。
这种方法相对于传统的化学或物理方法更加环保、节能、有效,因此受到了越来越多人的关注和推崇。
生物脱氮、除磷的环境条件要求是指在进行这种生物去污染的过程中,所需要的环境因素和条件。
这些条件包括但不限于温度、pH值、氧气浓度、碳氮磷比、微生物种类等因素。
下面我们来详细讨论一下生物脱氮、除磷的环境条件要求。
首先,温度是影响生物脱氮、除磷的重要环境条件之一。
一般来说,在不同的生物去污染过程中,都有最适宜的温度范围。
对于一些常见的生物脱氮、除磷过程来说,温度的范围通常在15-35摄氏度之间。
如果温度过低或过高,都会影响微生物的代谢活动,从而降低甚至影响到去污染效果。
其次,pH值是另一个重要的环境条件。
在进行生物脱氮、除磷的过程中,水体或土壤的pH值会对微生物活性和去污染效果产生直接影响。
一般来说,对于脱氮、除磷微生物而言,最适宜的pH范围在6.5-8.5之间。
如果pH值偏离这个范围,就会影响微生物的代谢活动,甚至导致微生物死亡,从而影响去污染的效果。
此外,氧气浓度也是影响生物脱氮、除磷的重要环境条件之一。
许多脱氮、除磷微生物都是厌氧微生物,因此需要较低的氧气浓度才能正常进行代谢活动。
通常来说,脱氮、除磷过程会在低氧或无氧条件下进行,以保证微生物的生长和活动。
另外,碳氮磷比也是影响生物脱氮、除磷的重要环境条件之一。
在进行生物去污染的过程中,必须保证碳、氮、磷的适宜比例,才能维持微生物群落的平衡,从而保证去污染的效果。
最后,微生物的种类和数量也是影响生物脱氮、除磷的重要环境条件之一。
在不同的脱氮、除磷过程中,可能需要不同种类和数量的微生物或生物群落来协同完成去污染的过程。
总的来说,生物脱氮、除磷的环境条件要求是一个综合的系统工程,需要综合考虑温度、pH值、氧气浓度、碳氮磷比、微生物种类等多种因素。
只有在合适的环境条件下,才能够保证生物脱氮、除磷的高效、环保和可持续性。
污水生物脱氮除磷的基本原理
污水生物脱氮除磷的基本原理1.生物脱氮废水中存在着有机氮、NH3-N、NxO--N等形式的氮,而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。
生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程。
进行生物脱氮可分为氨化-硝化-反硝化三个步骤。
由于氨化反应速度很快,在一般废水处理设施中均能完成,故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
1.1. 氨化作用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。
参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
在好氧条件下,主要有两种降解方式,一是氧化酶催化下的氧化脱氨。
另一是某些好氧菌,在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应在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。
RCH(NH2)COOH→RCH2COOH+NH1CH3CH(NH2)COOH→CH3CH(OH)COOH+NH3CH2(OH)CH(NH2)COOH→CH3COCOOH+NH31.2. 硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NxO--N的生物化学反应,这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成,包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。
发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N和N2O--N 的过程中获得能量,碳源来自无机碳化合物,如CO2-3、HCO-、CO2等。
硝化过程的三个重要特征:⑴NH3的生物氧化需要大量的氧,大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2;⑵硝化过程细胞产率非常低,难以维持较高物质浓度,特别是在低温的冬季;⑶硝化过程中产生大量的质子(H+),为了使反应能顺利进行,需要大量的碱中和,理论上大约为每氧化需要碱度5.57g(以NaCO3计)。
1.3. 反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧(DO<0.3-0.5mg/L)条件下,NOx--N及其它氮氧化物被用作电子受体被还原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反应,这个过程由反硝化菌完成[3--4]。
污水生物法脱氮除磷技术及应用
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。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮除磷原理 It was last revised on January 2, 2021生物脱氮除磷原理国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物理处理方法研究,结果认为物理法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等。
因此,城市污水处理厂一般不推荐采用。
从七十年代以来,国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。
我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术,在八十年代后期逐步实现工业化流程。
目前,常用的生物脱氮除磷工艺有A2/O法、SBR法、氧化沟法等。
生物脱氮原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,采用人工方法予以控制,首先,污水中的含氮有机物转化成氨氮,而后在好氧条件下,由硝化菌左右变成硝酸盐氮,这阶段称为好氧硝化。
随后在缺氧条件下,由反硝化菌作用,并有外加碳源提供能量,使硝酸盐氮变成氮气逸出,这阶段称为缺氧反硝化。
整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取。
在硝化和反硝化过程中,影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及碳源,生物脱氮系统中,硝化菌增长速度较缓慢,所以,要有足够的污泥泥龄。
反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行,并且要用充裕的碳源提供能量,才可促使反硝化作用顺利进行。
由此可见,生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件:(1)硝化阶段:足够的的溶解氧,DO值在2mg/L以上,合适的温度,最好在20℃,不能低于10℃,,足够长的污泥泥龄,合适的PH条件。
(2)反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件DO值在L左右,充足碳源(能源),合适的PH条件。
生物除磷原理磷常以磷酸盐(H2PO4-、HPO42-和H2PO43-)、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中,生物除磷就是利用聚磷菌,在厌氧状态释放磷,在好氧状态从外部摄取磷,并将其以聚合形态储藏在体内,形成高磷污泥,排出系统,达到从废水中除磷的效果。
生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的,因此,剩余污泥多少将对除磷效果产生影响,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。
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反硝化反应可使有机物得到分解氧化,实际是利用了硝 酸盐中的氧,每还原1gNO3--N所利用的氧量约2.6g。
反硝化-2
当缺乏有机物时,则无机物如氢、Na2S等也可作为反硝 化反应的电子供体 (1)反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌,在缺氧条件下, 进行厌氧呼吸,以NO3-—O为电子受体,以有机物的氢为电子 供体。
亚硝酸氮,控制氨根离子与亚硝酸根离子比例为1:1,然后通 过厌氧氨氧化作为反硝化实现脱氮的目的。全过程为自养的好
氧亚硝化反应结合自养的厌氧氨氧化反应.无需有机碳源,对 氧的消耗比传统硝化/反硝化减少62.5%,同时减少碱消耗量和 污泥生成量。
二、硝化—反硝化过程影响因素
1.温度 硝化反应的适宜温度范围是30~35℃,温度不但影响硝化茵的比 增长速率,而且影响硝化菌的活性,在5~35℃的范围内,硝化反应 速率随温度的升高而加快,仅超过30℃时增加幅度减少,当温度低于 5℃时,硝化细菌的生命活动几乎停止。对于同时去除有机物和进行 硝化反应的系统,温度低于15℃即发现硝化速率迅速降低,低温对硝 酸菌的抑制作用更为强烈,因此在低温12~14℃时常出现亚硝酸盐的 积累。在30~35℃较高温度下,亚硝酸菌的最小倍增时间要小于硝酸 菌,因此,通过控制温度和污泥龄,也可控制反应器中亚硝酸菌的绝 对优势。 反硝化反应的最佳温度范围为35~45℃,温度对硝化菌的影响比 反硝化菌大。
6.2.1 生物脱氮除磷
氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化,其次是氨 氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低,此外,某些含氮化 合物对人和其他生物有毒害作用。因此,国内外对氮磷的 排放标准越来越严格。本章阐述生物脱氮除磷技术。生物 脱氮除磷技术是近20年发展起来的,一般来说比化学法和 物理化学法去除氮磷经济,尤其是能有效地利用常规的二 级生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的, 是日前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。
别采用活性污泥法反应器与生物膜反应器作为好氧/缺氧反应器,实 现硝化/反硝化以达到脱氮的目的。从完成这些过程的时段和空间不
同,活性计泥脱氮系统的碳化、硝化、反硝化可在多池中进行,也可
在单池中进行。
三、生物脱氮工艺
传统活性污泥法脱氮工艺
三级活性污泥生物脱氮工艺
二级活性污泥生物脱氮工艺
分建式缺氧—好氧活性污泥生物脱氮
内源Байду номын сангаас硝化
微生物还可通过消耗自身的原生质进行所谓的内源反硝化 C5H7NO2+4NO3-→5CO2+NH3+2H2↑+4OH-
内源反硝化的结果是细胞物质减少,并会有NH3的生成。 废水处理中不希望此种反应占主导地位,而应提供必 要的碳源。
硝化、反硝化反应中氮的转化
表1 硝化过程中氮的转化
–Ⅲ –Ⅱ 氨离子NH4+ 羟胺NH2OH 硝酰基NOH 氮 的 氧 化 还 原 态
(2)反硝化过程中,硝酸态氮有二种转化途径—同化反 硝化(合成细胞)和异化反硝化(还原为N2↑),但以异化 反硝化为主。 (3)反硝化反应的条件
反硝化反应的条件
DO<0.5mg/L,一般为0.2~0.3mg/L(处于缺氧状态),如果DO较高, 反硝化菌利用氧进行呼吸,氧成为电子受体,阻碍NO3--O成为电子受 体而使N难还原成N2↑。但是反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在 有氧条件下,才能合成。反硝硝化菌以在缺氧-好氧交替的环境中生 活为宜。 BOD5/TN≥3~5,否则需另投加碳源,现多采用CH3OH,其分解产物为 CO2+H2O,不留任何难降解的中间产物,且反硝化速率高。 目前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物。 还原1g硝态氮能产生3.57g碱度,而在硝化反应中,1gNH3-N氧化为 NO3--N要消耗7.14g碱度,在缺氧-好氧中,反硝化产生的碱度可补偿 硝化消耗碱度的一半左右。
反硝化反应,造成污泥上浮,使处理水水质恶化。
2
生物除磷原理及影响因素
一、生物除磷原理
有一类特殊的细菌,在厌氧状态释放磷,在好氧状态可以过量地、 超出其生理需要地从污水中摄取磷酸盐。生物除磷主要由一类统称为 聚磷菌的微生物完成。该类微生物均属异养型细菌。在厌氧区内,聚 磷菌在既没有溶解氧也没有原子态氧的厌氧条件下,吸收乙酸等低分 子脂肪酸(来自兼性细菌水解产物或来自原污水),并合成聚β-羟基 丁酸盐(PHB)贮于细胞内,所需的能量来源于菌体内聚磷的分解,并 导致磷酸盐的释放。在好氧区内,聚磷菌以游离氧为电子受体,将积 贮在胞内的PHB好氧分解,并利用该反应产生的能量,过量摄取水体
表2 反硝化反应中氮的转化
–Ⅲ –Ⅱ –Ⅰ 0 +Ⅰ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ
氨离子NH4+ 羟胺NH2OH N2 硝酰基NOH 亚硝酸根NO2— 硝酸根NO3—
氮 的 氧 化 还 原 态
–Ⅰ 0 +Ⅰ +Ⅱ
+Ⅲ
+Ⅳ +Ⅴ
亚硝酸根NO2—
硝酸根NO3—
脱氮新理念
(1)短程硝化-反硝化 由传统硝化-反硝化原理可知,硝化过程
反硝化-1
反硝化包括异化反消化和同化反消化,以异化反消化为
主,反硝化菌在DO浓度很低的环境中,利用硝酸盐中的氧作
为电子受体,有机物作为碳源及电子供体而得到降解。当利 用的碳源为甲醇时:
NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7CO2+0.47N2↑+1.68H2O + HCO3NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7CO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-
氮在水中的存在形态与分类
TKN (凯氏氮) 总N (TN) 无机N NH3-N
有机N (尿素、氨基酸、蛋白质)
N
NO3-N NO2—-N
NOx--N (硝态氮)
氨化与硝化反应过程
氨化:RCH(NH 2 )COOH O 2 氨化菌 RCOOH CO 2 NH3
硝化:NH
3
3/2O2 亚硝化菌 NO- H 2 O H 2
优点: 同时去除有机物和氮,流程简单,构筑物少,只有一个污泥回流系 统和混合液回流系统,节省基建费用。 反硝化缺氧池不需外加有机碳源,降低了运行费用。 因为好氧池在缺氧池后,可使反硝化残留的有机物得到进一步去除, 提高了出水水质(残留有机物进一步去除)。 缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用,减轻了其它好氧池的有 机物负荷,同时缺氧池中反硝化产生的碱度可弥补好氧池中硝化需要碱 度的一半。(减轻了好氧池的有机物负荷,碱度可弥补需要的一半)。 缺点: 脱氮效率不高,一般ηN=(70~80)% 好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐,如二沉池运行不当,则会发生
N
2
内循环(硝化液回流) 回流污泥 BOD去除、硝 化反应反应器 (好氧) 回流污泥
碱 沉淀池 处理水
反硝化 反应器 (缺氧)
回流污泥
图 21-3 分建式缺氧-好氧活性污泥脱氮系统
合建式A1/O工艺
内 循 环
N2
内 循 环
原污水 处理水 沉淀池 空气 反硝化 硝化BOD去除
回流污泥
图 21- 4 合建式缺氧-好氧活性污泥法脱氮系统
2.污泥龄 由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的,因此
中的磷玻盐,在胞内转化为聚磷,这就是好氧吸磷,好氧吸磷量大于 厌氧放磷量,通过剩余污泥排放可实现生物除磷的目的。
在厌氧状态下放磷愈多,合成的PHB愈多,则在好氧状态下合成 的聚磷量也愈多,除磷的效果也就愈好。
二、生物除磷影响因素
1.溶解氧和氧化态氮 溶解氧分别对摄磷和放磷过程影响不同。在厌氧区中必须控
物在反应器的停留时间即污泥龄应大于硝化菌的最小世代期。一般应 取系统的污泥龄为硝化最小世代期的两倍以上。较长的污泥龄可增强
硝化反应的能力,并可减轻有毒物质的抑制作用。
6.抑制物质 对硝化反应有抑制作用的物质有:过高浓度氨氮、重金属、有毒 物质以及有机物。一般来说,同样毒物对亚硝酸菌的影响比对硝酸菌 大。反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化菌低很多,与一般好氧异养 菌相同。在应用一般好氧异养菌文献数据时,应该考虑驯化的影响。 生物脱氮工艺包括含碳有机物的氧化、氨氮的硝化、硝态氮的反 硝化等生物过程,即碳化-硝化-反硝化过程。从完成这些过程的反应 器来分,脱氮工艺可分为活性污泥脱氮系统和生物膜脱氮系统,其分
(2)厌氧氨氧化 厌氧氨氧化是荷兰Delft大学1990年提出的 一种新型脱氮工艺。基本原理是在厌氧条件下以硝酸盐或亚硝 酸盐作为电子受体,将氨氮氧化氮气,或者说利用氨作为电子 供体.将亚硝酸盐或硝酸盐还原成氮气。参与厌氧氨氧化的细 菌是自养菌。厌氧氨氧化过程无需有机碳源在。 (3)亚硝酸型完全自养脱氮 基本原理是先将氨氮部分氧化成
硝化菌产率或比增长速率比活性污泥异养菌低得多,若废水中BOD5值 太高,将有助于异养菌迅速增殖,从而使微生物中的硝化菌的比例下 降,一般认为,只有BOD5低于20mg/L时,硝化反应才能完成。反硝化 过程需要充足的碳源,理论上lgNO2还原为N2需要碳源有机物2.86g。 一般认为,当废水的BOD5/TKN值大于4~6时,可认为碳源充足,不需 另外投加碳源,反之则要投加甲醇或其他易降解的有机物作碳源。 5、污泥龄 为使硝化菌能在连续流的反应系统中存活并维持一定数量,微生
当pH值低于7时,硝化速率明显降低.低于6和高于9.6时,硝化反应将 停止进行。反硝化过程的最佳pH值范围为6.5~7.5,不适宜的PH值会
影响反硝化菌的生长速率和反硝化酶的活性。当pH值低于6.0或高于 8.0时,反硝化反应将受到强烈抑制。
4.C/N比 C/N比值是影响硝化速率和过程的重要因素。硝化菌是自养菌,