污水脱氮除磷研究进展ppt课件演示文稿

磷最常见的形式有： 无机磷: 磷酸盐（H2PO4-、 HPO42-、PO43-）；聚磷酸盐； 有机磷。
生活污水中的含磷量一般在1015mg/L左右，其中70%是可溶性的。
活性污泥在好氧、厌氧交替条件下时， 活性污泥中可产生所谓的“聚磷菌”。 聚磷菌在好氧条件下从废水中过量摄取 磷，形成多聚磷酸盐作为贮藏物质。
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%。
图1 污水生物脱氮的可能途径
传统上，通过两步生物反应，即硝化 (NH+4→ NO-3)与反硝化(NO-3→N2)，实 现污水的生物脱氮。
硝化反应可表示为:
图3 亚硝化细菌和硝化细菌的 最小污泥龄与温度关系
0.8d 0.4d
SHARON工艺的基本工作原理便是利用 温度高有利于亚硝化细菌增殖这一特点， 使硝化细菌失去竞争。
2.1.2 厌氧氨(氮)氧化 (Anaerobic Ammonium Oxidation，简 称为ANAMMOX)。 氨氮以亚硝酸氮作为电子接受体而被直 接氧化至成氮气，即： NH+4 + NO-2 → N2 + 2H2O
2.1.3 SHARON与ANAMMOX结合工艺 SHARON 与 ANAMMOX 结合主要针对 高浓度氨氮污水。 进水首 先进入 一 悬 浮 、 无 污 泥 停 留 的 SHARON单元，运行最佳温度为35℃。
SHARON与ANAMMOX相结合的 自养脱氮工艺流程
目前，世界上SHARON工艺的首例工程应用 已在荷兰鹿特丹的 Dokhaven污水处理处理厂 内实现；它被用于污泥消化液 ( 含有 1000 ～ 1500mgN/L)反硝化的前处理(亚硝化)。
二、脱氮除磷的新工艺
2.1 脱氮新工艺 2.2 除磷新工艺
2.1脱氮新工艺
2.1.1中温亚硝化 2.1.2厌氧氨(氮)氧化 2.1.3 SHARON与ANAMMOX结合工艺
2.1.1中温亚硝化 (Single reactor for High Ammonium Removal Over Nitrite，简称为 SHARON) 亚硝化/反硝化脱氮 即(NH+4→NO-2) ， (NO-2 → N2)
这个SHARON亚硝化单元以实验室2L小试反 应器为基础，通过数学模拟直接放大到现场 1500m3处理构筑物。 几年实际运行情况表明，这个亚硝化处理单 元性能良好，亚硝化率几乎可达100%(需控 制pH)。
排放的剩余污泥中的含磷量在6%左 右（污泥干重）。
除磷机理的作用过程
A/O除磷工艺系统
进水
厌氧池
好氧池
二沉池
出水 剩余污泥
污泥回流（0.5Q）
为防止水体富 营养化，一般 污水处理既需 要脱氮,也需要 除磷，是否可 以把两者结合 起来实现氮磷 同时去除？
A2/Biblioteka Baidu工艺
生物除磷脱氮生化代谢模型
硝化作用
NH+4 + 1.5O2 →→→→ NO-2 + H2O + 2H + NH+4 + 2O2 →→→→ NO-3 + H2O + 2H+
节约O2 25%
脱氮作用
6 NO-2 + 3CH3OH + 3CO2 →→→→ 3N2 + 6HCO3- + 3H2O 6 NO-3 + 5CH3OH + CO2 →→→→ 3N2 + 6HCO3- + 7H2O 节约 CH3OH 40%
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， 要消耗大量能源(因为曝气)； 其次，还需要有足够碳源(COD)来还原 硝酸氮到氮气。
1.2除磷传统工艺
污水生物脱氮除磷新工艺
污水生物脱氮除磷新工艺

一、脱氮除磷的传统工艺 二、脱氮除磷的新工艺
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、 亚硝酸盐氮和 硝酸盐氮等。
起ANAMMOX作用的微生物已被成功 地分别在实验室流化床与SBR反应器中 培养、富集到一定浓度，合成培养基为 氨氮与亚硝酸氮的混合物。
ANAMMOX微生物的增长率与产率是 非常低的。 但是氮的转换率却为0.25mgN/(mgSS· d)， 这与传统好氧硝化的转换率相当。
ANAMMOX反应在10～43℃的温度范 围内具有活性，适宜的pH为6.7～8.3。 ANAMMOX无需有机碳源存在，碳酸 盐/二氧化碳是ANAMMOX微生物生长 所需的无机碳源。
亚硝化反应 NH4+ + O2 + HCO3- → NO2- + H2O + H2CO3 + 亚硝酸菌 硝化反应 NO2- + NH4+ + H2CO3 + HCO3-+ O2 → NO3- + H2O + 硝酸菌
总反应
NH4+ + O2 + HCO3- → NO3- + H2O + H2CO3 + 微生物细胞
从这一反应中所产生的Gibbs自由能甚 至比产生于好氧氨(氮)氧化(硝化)的能量 还高，所以，能够支持自养细菌生长。
早在20世纪70年代中期，Broda便从自 由能理论计算中预测到自然界应该存在 着ANAMMOX现象，但它的现实发现 是在理论预测10年之后。
荷兰人Mulder首先在用于反硝化的流化床中 发现了这一现象。
NH+4 + 1.5O2 →→ NO-2 （∆G◦ = -275kjmol-1）
NH+4 + 2O2 →→ NO-3 （∆G◦ = -349kjmol-1） NH+4 + NO-2 →→ （∆G◦ = -357kjmol-1）
+ H2O + 2H+
+ H2O + 2H+ N2 + 2H2O