污水的深度处理脱氮除磷
水污染控制工程-- 脱氮除磷
第一节、概述 第二节、生物脱氮 第三节、磷的去除 第四节、同步生物脱氮除磷 第五节、城市污水深度处理
第一节、概述
N、P的来源
1. 农田化肥 2. 牲畜粪便 3. 污水灌溉 4. 城镇地表径流 5. 矿区地表径流 6. 大气沉降 7. 水体人工养殖
富营养化
氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的 水质污染现象。
基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） GB 18918－2002，城镇污水处理厂污染物排放标准
序号
基本控制项目
Байду номын сангаас
一级标准 二级 三级 A 标准 B 标准 标准 标准
1
化学需氧量（COD ）
50
60
100 120①
2
生化需氧量（BOD5）
3
悬浮物（SS）
78
生物脱氮原理及影响因素
氨化反应 硝化反应 反硝化反应
1. 氨化反应
有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下： • 有机碳被降解为CO2 • 有机氮被分解转化为氨氮
RCHNH2COOH 好氧菌/氨化菌RCOOH CO2 NH2
好氧
2. 硝化反应
好氧
硝化菌将氨态氮进一步分解氧化，使NH4+ 转化为硝酸盐氮。
根据(3)式，每氧化1g NH3-N：
•消耗7.07g碱度(以CaCO3计) •合成0.17g新细胞。
硝化过程的影响因素
溶解氧：1.2~2.0mg/L
pH: 8.0~8.4 有机物含量：不应过高
BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增 殖，限制硝化菌增殖
适宜温度：20~30℃ 硝化菌在反应器内的停留时间：>最小世代时间
农村生活污水深度生物脱氮除磷工艺
15~35（小于5℃时，污泥活性很小）
4、农村生活污水深度生物脱氮除磷工艺 原理及方法
脱氮除磷A2/O原理
储存池
厌氧池
R1Q
缺氧池
好氧池
二沉池 处理出水
DO →0 厌氧释P BOD降解 提高B/C比 有机N→氨氮
R2Q，Xr
DO<0.5mg/L 有机N→氨氮 反硝化脱N BOD降解 碱度恢复 提供脱N碳源
7，二沉污泥（外）回流至厌氧的污泥可单独设置污泥厌氧 消化池（容积较小），加速释磷，可以缩小厌氧池容积。
SBR（程序式活性污泥法）
进水 好氧曝气
沉淀
混合、部分充氧 BOD降解、氨化硝 化 、吸磷
闲置
排放
待机
反硝化、 BOD降解
污泥厌氧释磷。
特点：污泥无须回流；碱度自动恢复，供给硝化； 根据水质便于调整停留时间；完全自动化。
2
A/O
3
A2/O
水解酸化-好氧推流曝气-沉淀 水解酸化-生物接触氧化-沉淀 厌氧-水解酸化（缺氧）-好氧工艺
4
生物滤池
化粪池—生物滤池
5 自然处理法
植物塘、人工湿地
返回 6
其他
氧化沟、生物转盘、MBR等
生物处理单元主要参数
表5 生物处理单元主要参数
返回
序号 1 2 3 4 5 6
参数
BOD-容积负荷率（NV） BOD-污泥负荷率（NS） 水力停留时间（HRT）
农村生活污水深度 生物脱氮除磷工艺
目录
1.农村污水处理标准及脱氮除磷要求 2.污水二级处理常用技术 3.农村生活污水生物处理单元 4.农村生活污水深度生物脱氮除磷工艺原理及特 点 5.内容小结
周群英《环境工程微生物学》(第3版)课后习题(第十章 污(废)水深度处理和微污染源水预处理中的微生物
第十章污（废）水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理1．污（废）水为什么要脱氮除磷？答：污（废）水需要脱氮除磷的原因如下：（1）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，同时会产生NH3-N、NO3--N和PO43-、SO42-，其中，只有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，出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。
（2）氮和磷是生物的重要营养源。
但水体中氮磷过多，危害极大。
最大的危害是引起水体富营养化，蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧，产生毒素，进而毒死鱼虾等水生生物和危害人体健康，使水源水质恶化。
不但影响人类生活，还严重影响工农业生产。
2．微生物脱氮工艺有哪些？答：微生物脱氮工艺有A/O、A2/O、A2/O2、SBR等工艺。
反硝化有单级反硝化和多级反硝化。
根据不同水质，通常有以下3种组合工艺，即碳氧化、硝化和反硝化三者的不同组合方式。
（1）碳氧化、硝化、反硝化分级（2）碳氧化和硝化结合，反硝化分级（3）碳氧化、硝化、反硝化结合3．叙述污（废）水脱氮原理。
答：污（废）水脱氮原理如下：（1）概述脱氮是先利用好氧段经硝化作用，由亚硝化细菌和硝化细菌的协同作用，将NH3转化为NO2--N和NO3--N。
再利用缺氧段经反硝化细菌将NO2--N（经反亚硝化）和NO3--N （经反硝化）还原为氮气（N2），溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。
（2）具体反应机理①硝化短程硝化：全程硝化（亚硝化＋硝化）：②反硝化反硝化脱氮：厌氧氨氧化脱氮：厌氧氨氧化脱氮：厌氧氨反硫化脱氮：4．参与脱氮的微生物有哪些？它们有什么生理特征？答：参与脱氮的微生物及其生理特征如下：（1）硝化作用段及微生物①好氧氨氧化细菌好氧氨氧化细菌即好氧的亚硝化细菌，以NH3为供氢体，O2作为最终电子受体，产生HNO2。
其中的亚硝化叶菌属在低氧压下能生长，化能无机营养，氧化NH3为HNO2，从中获得能量供合成细胞和固定CO2。
污水的深度处理和回用 同步脱氮除磷技术 巴颠甫工艺
污水的深度处理和回用同步脱氮除磷技术巴颠甫工艺
污水的深度处理和回用-同步脱氮除磷技术-巴颠甫工艺
巴登磷同步脱氮除磷工艺
本工艺是以高率同步脱氮、除磷为目的而开发的一项技术，其工艺流程示之于图7-8-1。
本流程各组成单元的功能如下：
（1）、原污水进入第一厌氧反应器，本单元的首要功能是脱氮，含硝化氮的污水通
过内循环来自第一好氧反应器，本单元的第二功能是污泥释放磷，而含磷污泥是从沉淀池
派出回流来的。
（2）经过第一个厌氧反应器处理的混合液进入第一个好氧反应器，好氧反应器有三
个功能：主要功能是去除BOD和原水带入的有机污染物；第二种是硝化作用，但BOD浓度
仍然较高，因此硝化程度较低，产生的no 3-氮也较少；第三个功能是聚磷细菌对磷的吸收。
根据除磷机理，只有在氮氧化物中有效脱水才能达到良好的除磷效果。
因此，本装置
的吸磷效果不是很好。
（3）、混合液进入第二厌氧反应器，，本单元功能与第一厌氧反应器同，一时脱氮；二是释放磷，以前者为主。
（4）第二个好氧反应器的第一个功能是吸收磷，第二个功能是进一步硝化，然后进
一步去除BOD。
（5）、沉淀池，泥水分离是它的主要功能，上清夜作为处理水排放，含磷污泥的一
部分作为回流污泥，回流到第一厌氧反应器，另一部分作为剩余污泥排出系统。
优点：从上面可以看出，无论在系统中重复哪个反应，都可以获得两次以上。
每个反
应单元都有其主要功能，并执行其他功能。
因此，该工艺脱氮除磷效果良好，脱氮率为90%～95%，除磷率为97%。
缺点：工艺复杂，反映其单元多，运行繁杂，成本高是本工艺的主要缺点。
废水深度脱氮除磷技术
废水深度脱氮除磷技术近年来，随着我国经济的快速发展，大量处理不彻底的生化尾水排入河流、湖泊中，使水体中氮磷元素大量积聚，造成水体富营养化。
因此，废水的脱氮除磷深度处理十分必要。
常用的脱氮除磷深度处理技术主要有人工湿地法、吸附法、离子交换法、膜分离法、混凝沉淀法等。
在实际应用中，脱氮和除磷一般分开进行，采用不同的药剂进行混凝去除，导致处理系统的繁复和费用的增加。
沸石是自然界广泛存在的一种呈骨架状结构的多孔性硅铝酸盐晶体，具备较强的阳离子交换能力和物理吸附能力，可有效吸附去除污水中的氨氮和重金属离子。
十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)作为阳离子表面活性剂因其表面疏水长碳链的相互作用，可有效提高沸石对水中有机物和金属离子的去除效率。
此外，研究表明，稀土元素改性剂(如氧化镧、氯化镧)可以提高沸石对水中磷酸盐和氟的去除能力。
本研究选用人造沸石作为基体，利用HDTMA及氯化镧(LaCl3)溶液对其进行改性，使其在优秀的选择吸附作用外增加了同步脱氮除磷功能，为废水的深度脱氮除磷提供一种新方法。
一、实验部分1.1 材料、试剂和仪器人造沸石：国药集团生产，化学纯，20~40目，颗粒度≥70.0%，灼烧失量15.0%~30.0%，可溶性盐类质量分数≤1.5%，钙离子交换能力≥15.0mg/g。
HDTMA，LaCl3，NH4Cl，KH2PO4：分析纯。
实验验用水为去离子水。
梅特勒AL-204型电子天平：梅特勒-托利多公司；SHZ-82型气浴恒温振荡箱：江苏盛蓝仪器制造有限公司；75系列紫外-可见分光光度计：上海光谱仪器有限公司；DSX-18L型手提式高压蒸汽灭菌锅：上海申安公司；7310型pH计：德国WTW公司；S-3400NⅡ型扫描电子显微镜：日本Hitachi公司；miniX型比表面积测定仪：日本麦奇克拜尔公司；NicoletiS10型傅里叶变换红外光谱仪：ThermoScientific公司；X’TRA型X射线衍射仪：瑞士ARL公司；Pyris1型热重分析仪：美国PE公司。
污水处理中脱氮除磷方法总结
以此 达 到节 约 能 耗 ， 低 成本 运 营 的 目的 。
４ ． ５ Ｓ Ｂ Ｒ工艺与 Ｓ Ｂ Ｒ 变 型 工 艺
好 氧 时 过 量 地 从 外 部 环境 提 取 磷 ， 并 将 磷 以 聚 合 的 有 机 质 形 式 贮藏在菌体 内， 形成高磷污泥 ． 排除系统外 ， 从 而 达 到 从 废 水 中
程。
提高 了氮磷去除率 ， 但其 设备改 进工艺较为 复杂 ， 尚且 无 法 大
３ 生 物 除磷 原 理 生 物 除 磷 主 要 利 用 聚 磷 菌 一 类 的微 生 物 ． 这 些 细 菌 能 够 在 面积应用。 此 外 ，工业 脱 氮 除磷 方法 还 有 Ｃ Ａ Ｓ Ｔ工 艺 、 Ｏ Ｃ Ｏ工 艺 、
氮， 然 后 在 硝 酸 菌 的作 用 下 进 一 步 氧 化 成 硝 酸 盐 ， 最 后 在 反 硝 化
Ｓ Ｂ Ｒ 工 艺 即 序 批 式 活 性 污 泥 法 ，该 方 法 工 艺 流程 较 为 简 单， 脱 氮 除 磷 效 果 明显 ， 适 用 于 大 部 分 常 规 浓 度 的污 水 处 理 。 且 运行方 式灵活 、 可控性 较强 ， 是 我 国 中 小 型 污 水 处 理 厂 应 用 最
性 污 染 。此外 ， 如 果 可 以 在 废 水 处 理 过 程 中 回收 其 中 的 氮磷 ． 那
Ａ ２ ／ Ｏ工 艺 具 有 较 高 的有 机 物 去 除 和 脱 氮 除 磷 能 力 ，对 于 高 浓 度 的工 业 废 水 与 生 活 污 水 处 理 效 果 明 显 ， 在北 方寒 冷 的 冬 季， 依 然 能正 常稳 定 的工 作 ， 但 其 对 Ｃ源 要 求 较 高 ， 脱 氮 与 除 磷 两 者 之 间 的 碳 源 矛盾 依 旧存 在 。 而在 此 基 础 上 改 进 的倒 置 Ａ ２ ／ Ｏ
污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理
第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理第一节污、废水深度处理——脱氮、除磷与微生物学原理一、污、废水脱氮、除磷的目的和意义污、废水一级处理只是除去废水中的砂砾及大的悬浮固体。
去除COD约30％左右。
二级生物处理则是去除废水中的可溶性有机物。
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。
去除COD 70％～90％，BOD5去除90％以上。
同时产生NH3-N、N03--N和P043-、S042-。
其中有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。
但出水中的氮和磷含量仍未达到排放标准。
有的工业废水如味精(谷氨酸)废水和赖氨酸废水含氨氮(NH3-N)非常高，味精浓废水含氨氮6 000 mg／L左右。
COD更高，60 000～80 000 mg／L，BOD5约为COD的一半。
氮和磷是生物的重要营养源。
但水体中氮、磷量过多，危害极大。
最大的危害是引起水体富营养化。
蓝藻、绿藻等大量繁殖后引起水体缺氧，产生毒素，进而毒死鱼、虾等水生生物和危害人体健康。
使水源水质恶化。
不但影响人类生活，还严重影响工、农业生产。
鉴于以上原因，脱氮除磷非常重要。
若水体中磷含量低于0．02 mg／L可限制藻类过度生长。
上海地方标准规定，氨氮排放标准在15 mg／L以下。
二、天然水体中氮、磷的来源主要来自城市生活污水，来自农业施肥(氮)和喷洒农药(磷等)，来自工业废水，如化肥、石油炼厂、焦化、制药、农药、印染、腈纶及洗涤剂等生产废水，食品加工、罐头食品加工及被服洗涤服务行业的洗涤剂废水，以及禽、畜粪便水。
城市生活污水含氮量见表2．4-1。
三、微生物脱氮工艺、原理及其微生物(一)微生物脱氮工艺可采用A／0、A2／0、A2／02、SBR等，工艺均可取得较好脱氮效果。
经厌氧-好氧或缺氧-好氧等的合理组合处理，既可去除COD和BOD，又可去除氨氮，脱氮工艺也可除磷。
(二)脱氮原理脱氮首先利用设施内好氧段，由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3转化为NO3--N。
1 废水的深度处理(N、P、消毒、三级)
普通活性污泥法通过同化作用除磷率可以达到 12%~20%。而具生物除磷功能的处理系统排放的剩 余污泥中含磷量可以占到干重5%~6%，去除率基本 可满足排放要求。
生物除磷机理
厌氧环境 有机基质 好氧环境
产酸菌 P 乙酸 P
聚 P
聚 P
PHB
（b）Bardenpho生物脱氮工艺：
设立两个缺氧段，第一段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。 为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝 化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。
曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉 降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。
废水的深度处理与回用
第一节 氮磷的去除
第二节 消毒
第三节 废水的三级处理与回用
习题与思考题
城市污水、工业废水经传统的二级处理 以后，虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去 除了，但还残留微量的悬浮固体和溶解的有 害物，如氮和磷等的化合物，病毒微生物。 氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和水生 生物，引起水体的富营养化，影响饮用水水 源。病毒微生物会引起水媒性传播疾病的流 行。
O2 硝化 硝态氮
（ NO3 ）
-
有机碳
反硝化
氮气
（ N 2）
有机碳
硝化反应： 硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2和NO3-的过程。
2NH
4
3O
2
2NO
硝酸菌 3
亚硝酸菌
2 4H Nhomakorabea 2H 2 O
2 NO
2
2 O 2 2 NO
3
2
H
2H 2 O
污水处理中的深度除磷技术
常用的高级氧化除磷剂包括过氧化氢、 臭氧、芬顿试剂等，它们能够产生具有 强氧化性的羟基自由基，将污水中的磷
元素氧化。
高级氧化除磷技术的优点是除磷效率高 、反应速度快，但同时也存在成本较高
、对设备腐蚀性较大的问题。
活性炭吸附除磷技术
活性炭吸附除磷技术是利用活性炭的吸附性能，将污水中的磷元素吸附在活性炭表面，从而实现除磷 的目的。该技术适用于处理低浓度磷的污水。
02
在电化学除磷过程中，电流通过电极时会产生氧化还原反应，将污水中的磷元 素转化为高价态的磷酸盐或氧化态磷。同时，电解反应还能产生具有絮凝作用 的氢氧化物，进一步提高除磷效果。
03
电化学除磷技术的优点是操作简单、能耗较低，但同时也存在电极腐蚀、生成 物处理等问题。
04
深度除磷技术的优势与 挑战
技术优势
活性炭的吸附性能取决于其比表面积、孔结构以及表面化学性质等因素。为了提高除磷效果，通常需要 对活性炭进行改性或负载金属离子。
活性炭吸附除磷技术的优点是操作简单、成本较低，但同时也存在吸附容量较小、再生困难等问题。
电化学除磷技术
01
电化学除磷技术是利用电解反应将污水中的磷元素转化为磷酸盐或氧化态磷的 方法。该技术适用于处理低浓度磷的污水。
物理除磷是指利用物理方法， 将污水中的磷元素通过吸附、 沉淀、过滤等方式去除的方法 。
常用的物理除磷技术包括沉淀 池、吸附剂、活性炭等，处理 效果稳定，操作简单。
但物理除磷技术对于低浓度含 磷废水处理效果不佳，且需要 定期更换吸附剂或活性炭。
03
深度除磷技术
高级氧化除磷技术
高级氧化除磷技术是一种利用强氧化剂 将污水中的磷元素转化为磷酸盐或氧化 态磷的方法。该技术具有较高的除磷效
氮磷的去除
反硝化过程的影响因素：
（c）溶解氧浓度：反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在无分子 氧同时存在硝酸根离子和亚硝酸根离子的条件下，它们能够 利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。另一方面， 反硝化菌体内的某些酶系统组分，只有在有氧条件下，才能 够合成。这样，反硝化反应宜于在缺氧、好氧条件交替的条 件下进行，溶解氧应控制在0.5 mg/L以下。
外加碳源，多用甲醇 内源呼吸碳源——细菌体内的原 生物质及其贮存的有机物
(2) 生物脱氮工艺
（a）三段生物脱氮工艺：
将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来，每 一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系 统。
（b）Bardenpho生物脱氮工艺：
设立两个缺氧段，第一段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。
为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝 化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。
曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉 降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。
（c）缺氧——好氧生物脱氮工艺： 该工艺将反硝化段设置在系统的前面，又称前
置式反硝化生物脱氮系统。 反硝化反应以水中的有机物为碳源，曝气池中
(3) 离子交换法:
常用天然的离子交换剂，如沸石等。
与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且 可用石灰再生。
2. 生物法脱氮
(1) 生物脱氮机理
同化作用去除的氮依运行条件和水质而定，如果 微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原 污水BOD的2%~5%，氮去除率在8%~20%。
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。
污水深度处理与脱氮除磷
污水深度处理与脱氮除磷污水深度处理与脱氮除磷污水处理是一项非常重要的环境保护工作，特别是在城市化进程加快的今天，城市生活污水的排放成为了一个不可忽视的问题。
为了保护水环境，我们需要对污水进行深度处理，并进行脱氮除磷等工艺，以减少对水体的污染。
污水深度处理的一种常见工艺是生物处理技术。
生物处理是利用生物体的代谢活动将有机物、氮、磷等污染物转化为稳定、无毒的物质的过程。
其中，脱氮除磷是生物处理的重要组成部分，主要是利用与污水中的氮、磷有亲和力的细菌来进行处理。
脱氮是指将污水中的氨氮转化为氮气，并释放到大气中。
常见的脱氮工艺有硝化反硝化法和膜生物反应器法。
硝化反硝化法主要是利用硝化细菌和反硝化细菌的代谢活动来完成。
首先，硝化细菌将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐，然后反硝化细菌将亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
膜生物反应器法则是利用特殊的膜分离技术，将硝化细菌和反硝化细菌固定在膜上，使其能够同时进行硝化和反硝化反应，高效地实现脱氮处理。
除磷是指将污水中的磷转化为难溶的物质，以实现去除。
常用的除磷工艺有化学除磷法和生物除磷法。
化学除磷法主要是通过加入化学药剂，如聚合氯化铝、硫酸铝等，将污水中的磷转化为难溶的磷酸盐沉淀物，然后通过混凝沉淀和固液分离等工艺将其去除。
生物除磷法则是通过培养和利用具有生物磷去除能力的细菌，将污水中的磷转化为多聚磷酸盐等可沉淀物质，然后进行混凝沉淀和固液分离，最终完成除磷处理。
污水深度处理与脱氮除磷不仅可以减少对水环境的污染，还可以有效地保护水资源。
首先，通过深度处理，可以将污水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无毒的物质，减少对水体生物的危害。
其次，脱氮除磷可以减少水体中养分的浓度，防止营养过剩导致的水体富营养化，维护水体的生态平衡。
此外，污水深度处理还可以回收利用污水中的水资源，减少对自然水源的依赖。
在进行污水深度处理与脱氮除磷过程中，我们还需要注意一些问题。
首先，需要控制处理过程的温度、pH值等，以提供最适宜的环境条件，促进细菌的正常生长和代谢。
污水处理厂尾水深度除磷技术综述
对工艺效率的影响及膜污染控 制 策 略,结 果 表 明 间 歇 曝 气 能 够
强化系统脱氮,而氨氮、总磷、
COD、浊 度 去 除 方 面 无 明 显 差 异。
在生化处理出 水 总 磷 平 均 浓 度 为 2.
6 mg/L 条 件 下,处 理 后 出
Al2 (
SO4 )
3 混凝剂 进 行 深 度 除 磷 技 术 的 研 究,
3
和 PAC 处理效果更好,处理出 水 TP 可 降 至 0.
05 mg/L 以 下。
隋克俭等 [7]以江苏省某城镇污水 处 理 厂 二 级 出 水 为 研 究 对 象,
通过模拟试验及混凝 + 气浮深 度 除 磷 中 试,探 索 了 气 浮 工 艺 取
中图分类号:
X703.
1
文献标识码:
A
文章编号:
1008-021X(
2021)
16-0277-03
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SuQi
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污水脱氮除磷原理
污水脱氮除磷原理
污水脱氮除磷是一种常见的污水处理方法，旨在降低污水中的氮和磷含量，以减少对水环境的污染。
脱氮的原理通常采用生物脱氮方法，其中最常见的是硝化-反硝化过程。
在这个过程中，通过微生物的作用，将污水中的氨氮逐步转化为亚硝酸盐，然后再转化为硝酸盐。
同时，硝化过程中产生的氮气可以通过通气系统排出。
除磷的原理主要是通过化学反应将溶解性磷酸盐转化成不溶性磷酸盐沉淀，从而达到除磷的效果。
常用的除磷方法包括化学除磷和生物除磷。
化学除磷通常采用加入金属盐溶液（如氯化铁、氯化铝等）的方式，金属离子与磷酸盐发生反应生成不溶性的金属磷酸盐沉淀。
这些沉淀物随后通过沉淀池或沉淀池被除去。
生物除磷主要是利用某些特殊的细菌和微生物，在厌氧条件下将污水中的磷酸盐转化为多聚磷酸盐，这些多聚磷酸盐可以沉积在活性污泥中。
在后续的污泥处理过程中，这些磷酸盐有机体可以被分解，从而达到除磷的效果。
综上所述，污水脱氮除磷的原理一般是通过生物反应和化学反应，将污水中的氮和磷转化成沉淀物或沉积在活性污泥中，从而达到减少水环境污染的目的。
污水处理中的深度脱氮与脱磷技术
强化生物除磷与化学沉淀法联合除磷技术的优点是可 以针对不同性质的废水进行优化处理，提高了处理效 果。缺点是需要更多的反应器和占地面积，同时需要 投加药剂，增加了运行成本。
05
技术挑战与展望
技术挑战
高氨氮浓度
低C/N比
当污水中的氨氮浓度过高时，会对微生物 产生抑制作用，影响脱氮效果。
在某些污水处理中，碳源不足，导致C/N比 过低，影响脱氮过程。
污水处理中的深度脱氮与脱磷技术
汇报人：可编辑 2024-01-05
目 录
• 引言 • 深度脱氮技术 • 深度脱磷技术 • 深度脱氮与脱磷技术的联合应用 • 技术挑战与展望
01
引言
目的和背景
01
污水处理中的氮、磷元素是导致 水体富营养化的主要因素，因此 深度脱氮与脱磷技术在水处理中 具有重要意义。
分步脱氮脱磷
分步脱氮脱磷技术是指将脱氮和脱磷过 程分别在不同的反应器中进行，以达到
深度处理的目的。
分步脱氮脱磷技术通常采用物化法和生 物法相结合的方法，首先通过生物法去 除大部分氨氮和总磷，然后再通过物化
法进一步降低氨氮和总磷的浓度。
分步脱氮脱磷技术的优点是可以针对不 同性质的废水进行优化处理，提高了处 理效果。缺点是需要更多的反应器和占
反硝化除氮是利用反硝化菌在缺氧条件下，将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气， 从而达到脱氮的目的。
反硝化除氮的工艺主要有序批式反应器（SBR）、生物膜反应器（MBR）和活性污 泥法等。
反硝化除氮的优点是能有效地去除硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，缺点是需要提供缺氧环 境，且对碳源的需求较大。
短程硝化反硝化
短程硝化反硝化是将硝化反应控制在亚硝酸盐阶段，然后进行反硝化脱氮 。
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理论预测10多年之后，荷兰人Mulder首先在用于反硝化的流化床中 理论预测10多年之后，荷兰人Mulder首先在用于反硝化的流化床中 10多年之后 Mulder 发现了这一现象。ＡＮＡＭＭＯＸ微生物的增长速率与产率是非常低的, 。ＡＮＡＭＭＯＸ微生物的增长速率与产率是非常低的 发现了这一现象。ＡＮＡＭＭＯＸ微生物的增长速率与产率是非常低的, 但是氮的转换率与传统好氧硝化的转换率相当。ＡＮＡＭＭＯＸ 。ＡＮＡＭＭＯＸ无需有 但是氮的转换率与传统好氧硝化的转换率相当。ＡＮＡＭＭＯＸ无需有 机碳源存在,碳酸盐/二氧化碳是ＡＮＡＭＭＯＸ ＡＮＡＭＭＯＸ微生物生长所需的无机 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。因此具有耗氧量低、污泥产量少、不需外加碳源等优点。 碳源。因此具有耗氧量低、污泥产量少、不需外加碳源等优点。
有机物
溶解状态 氮
防止富 营养化
植物 类营 养盐
磷
再用
微量成分
溶解性无机物 电导度 Ca、Cl离子 、 离子 无机盐类 微生物 细菌、 细菌、病毒
Na、反渗透、电渗析、离子交换 、反渗透、电渗析、 臭氧氧化、消毒 氯气 氯气、 臭氧氧化、消毒(氯气、次 氯酸钠、紫外线) 氯酸钠、紫外线
7.5.2 氮的吹脱去除 1、原理 （1）NH3+H2O NH4++OHPH=7时，以NH4+存在 PH=11时，90%NH3存在 PH升高，去除NH3上升 T上升，去除NH3上升 （2）脱氮塔 脱氮塔技术的特点 除氮的效果稳定 操作简便，容易控制 NH3二次污染（可回收） 使用CaO易结垢（改用NaOH） 水温下降时，效果差
在缺氧条件下方便 地投加原污水〔 地投加原污水〔或甲 醇等〕 醇等〕提供充足的有 机碳源作为电子供体
污水生物脱氮理论与技术的新进展
a. 短程生物脱氮技术的原理与优点
NO2NO3NO2N2
NH4
+
a) 全程硝化反硝化生物脱氮途径 NH4+ NO2N2
b) 短程硝化反硝化生物脱氮途径 传统脱氮途径和亚硝酸型脱氮途径对比
总凯氏氮
Nitrogen：TKN） （Total Kjelddly Nitrogen：TKN）
脱氮原理与工艺技术 好氧条件下,有机氮化合物在氨化 好氧条件下 有机氮化合物在氨化 菌的作用下，分解转化为氨态氮。 菌的作用下，分解转化为氨态氮。
氨化
硝化
NH+ 4
− NO2
3 + O2 亚硝化菌→ NO− + H 2O + 2H+ + ∆H 2 2
1.传统的三级活性污泥脱氮工艺 1.传统的三级活性污泥脱氮工艺
甲 醇 碱度 沉淀池 进水 曝气池 池 沉淀池 沉淀池 出水
2.A/O脱氮工艺 2.A/O脱氮工艺 N2
进水 反硝化 缺氧 BOD去除 BOD去除 硝化 好氧 内循环(硝化液回流) 内循环(硝化液回流)
碱 度
沉淀池
出水
污泥回流
A/O脱氮工艺 A/O脱氮工艺
富营养化 严 重
水体水质 IV－ IV－劣V类 V或劣V类 或劣V 劣V类
非常严重 非常严重
1999年四大海区近岸海域水质类别比较 1999年四大海区近岸海域水质类别比较
氮、磷与水环境问题
一级处理:悬浮固体 一级处理 悬浮固体 二级处理:有机物 二级处理 有机物 BOD:N:P=100:5:1 三级处理:脱氮除磷 三级处理 脱氮除磷 新问题：如何能经济、 新问题：如何能经济、有效地 从废水中去除氮、磷化合物， 从废水中去除氮、磷化合物， 来有效地保护受纳水体解决日 益严重的水体富营养现象。 益严重的水体富营养现象。
脱氮流程短 投资省 一
污泥产 量小 回流量，一 回流量， 加了 污泥回流 缺氧 响反硝化
污泥
SBR法脱氮的典型运行方式 3. SBR法脱氮的典型运行方式
曝气， 曝气， 去除有机 物，硝化 缺氧搅拌， 缺氧搅拌， 反硝化 碳源
进水期
反应期
反应期
沉淀期
排水期
在好氧条件下通 过增大曝气量、反应 过增大曝气量、 时间与污泥龄来强化 硝化反应
1 − + O2 硝酸菌→ NO3 + ∆H 2
反硝化
缺氧条件下
NO2NO3NO2-
NH2OH N 2O
有机体（同化反硝化） 有机体（同化反硝化） N2（异化反硝化）
硝化作用段微生物 亚硝酸菌： 亚硝酸菌：氧化氨 的细菌;专性好氧, 的细菌;专性好氧, 化能自养,G 化能自养,G-,最 适温度25 25适温度25-30℃, 最适pH 7.5pH值 最适pH值7.5-8.0, 世代时间8h 8h世代时间8h-1d 硝 酸 菌 ： 氧 化 NO2的细菌; 专性好氧; 的细菌 ; 专性好氧 ; 化 能 自 养 , 以 CO2 为 碳 源 ; 最 适 pH 值 7 . 5 - 8. 0 , 最 适 温 度 25-30℃ 25-30℃, 世 代 时 间 几天。 8h-几天。
反硝化的运行控制条件 3 碳源（电子供体）:有适量的碳源 碳源（电子供体） 外源反硝化: 外源反硝化 : 利用废水中的有机物或外加碳源 甲醇) (甲醇)作为电子供体 内源反硝化: 内源反硝化:以机体内的有机物为碳源
3 3 3
pH值 pH值 7-8 溶解氧 0.5mg/L以下 0.5mg/L以下 20温度 20-40℃
反硝化菌的种类很多，重要的有： 反硝化菌的种类很多，重要的有： 脱氮微球菌（ denitrificans）、 脱氮微球菌（Micrococcus denitrificans）、 脱氮假单胞菌（ 脱氮假单胞菌（Pscudomonas denitrificans ）、 脱氮色杆菌（ 脱氮色杆菌（Chromobacterium denitrificans ）、 荧光假单胞菌（ fluorescens） 荧光假单胞菌（ Pscudomonas fluorescens）等
反硝化作用段微生物 反硝化菌：所有能 反硝化菌： 以NO3-为最终电子 受体, 受体,将HNO3还原 的细菌总称， 为N2的细菌总称， 化能异养菌。 化能异养菌。 兼性厌氧菌： 兼性厌氧菌： 厌氧: 厌氧:以硝酸氮为 电子受体, 电子受体,以有机 底物为电子供体; 底物为电子供体; 好氧: 好氧:以O2为电子受 体进行好氧呼吸。 体进行好氧呼吸。
活性污泥法的脱氮除磷原理及应用
§概述 §脱氮原理与工艺技术 §污水生物脱氮理论与技术的新进展 §除磷原理与工艺技术 §污水生物除磷理论与技术的新进展
概 述
氮、磷的过量排放
含丰富营养盐类, 含丰富营养盐类,使藻类等 浮游生物快速生长, 浮游生物快速生长,而后引 起异养生物代谢旺盛, 起异养生物代谢旺盛,耗尽 水体中DO,使水体变质, DO,使水体变质 水体中DO,使水体变质,破坏 水体中的生态平衡现象。 水体中的生态平衡现象。 水体富 营养化
剩余污泥
A/O脱氮工艺的特点 脱氮工艺的特点
内循环（硝化液回流） 内循环（硝化液回流） 进水
防 止 污 泥 膨 胀 为
反硝化 缺氧
需要双循 为硝化减 轻了负担 环系统 无需加 碳源
BOD去 BOD去 除硝化 好氧
反硝化能补充 出水中含 一些碱度 一定的NO3碱 一定的NO 沉淀池 度
出水 好氧出水， 好氧出水， 沉淀池 COD去除 COD去除 ， 产 效果好 污泥
脱氮原理与工艺技术
氮在水体中的存在形态 总氮 有机氮（Org-N） Org主要来源于生活污水、 主要来源于生活污水、 指蛋白质、多肽、 指蛋白质、多肽、氨 农业废弃物（牲畜粪便等） 农业废弃物（牲畜粪便等） 基酸和尿素等 和工业废水（如羊毛加工、 和工业废水（如羊毛加工、 制革、印染）。 制革、印染）。
硝化反应的控制条件 3 充足的溶解氧 不能低于1mg/L 不能低于1 3 足够的曝气时间 3 pH值 ：7.5-8.0 适当补充碱度 ， 最好是 HCO3pH值 适当补充碱度，最好是HCO 碱度 3 生物固体停留时间（污泥龄）：硝化菌增殖速 生物固体停留时间（污泥龄） 度慢， 度慢，污泥龄至少应为硝化菌最小世代时间的 倍以上。 2倍以上。
无机氮（Inorganic-N） Inorganic亚硝酸氮（ 亚硝酸氮（NO2-―N） 无机氮一部分由有机氮经微生物 分解转化后形成， 分解转化后形成，还有一部分来自 硝酸氮（ 硝酸氮（NO3-―N） 施用氮肥的农田排水和地表径流， 施用氮肥的农田排水和地表径流， 某些工业废水（焦化、化肥厂）。 某些工业废水（焦化、化肥厂）。 氨氮（ 氨氮（NH4+-N）
二级处理水深度处理的目的、 表7—1 二级处理水深度处理的目的、去除对象和所 采用的处理技术与工艺流程
处理 目的
排放水体 再用
去除对象
悬浮状态
有关指标
SS VSS BOD5 COD TOC TOD T—N K—N NH3—N NO2-—N NO3-—N PO4—P T—P
采用的主要处理 技术
快滤机、微滤机、 快滤机、微滤机、混凝沉淀 混凝沉淀、活性炭吸附、 混凝沉淀、活性炭吸附、臭 氧氧化 吹脱、折点氯化脱氨、 吹脱、折点氯化脱氨、生物 脱氮 生物脱氮 金属盐混凝沉淀 石灰混凝 沉淀晶析法 生物除磷
a. 短程生物脱氮技术的原理与优点
NH4 + 3/2O2 6NO2- + 3CH3OH + 3CO2
+
NH4+ +
2O2
硝化
NO3- + H2O +2 H+
NO2- + H2O + 2H+
节省25%O2
反硝化 3N2 + 6 HCO3- + 7H2O 6NO3- + 5CH3OH + CO2
节省40% CH3OH 短程硝化－ 短程硝化－反硝化工艺的优点 短程生物脱氮的优点 短程生物脱氮的优点 生物脱氮 与传统硝化反硝化相比， 与传统硝化反硝化相比，短程硝化反硝化不仅可以节省能耗 25%（以氧计），节约碳源40% 以甲醇计）， ），节约碳源40%（ ），而且可以缩短反 约25%（以氧计），节约碳源40%（以甲醇计），而且可以缩短反 应时间，大幅度降低产生的污泥量。 应时间，大幅度降低产生的污泥量。