废水生物脱氮除磷论文

废水生物脱氮除磷论文

安全与环境工程学院环本1002班姓名：周维学号：10601540203

摘要：自20世纪70和80年代以来，随着水体富营养化问题日渐突现，水质指标体系不断严格化的趋势使废水脱氮除磷问题成为水污染控制中广泛关注的热点。随着研究工作的进行，对脱氮除磷的生物学原理的深入，诞生了多种生物脱氮除磷新技术。控制污水中氮和磷的排放，对于防治水体富营养化是十分重要的。针对常规生物脱氮除磷技术和工艺中存在的问题，研究开发出从不同类型污水中去除氮和磷的生物膜与活性污泥结合工艺、亚硝酸型脱氮技术、新型膜生物反应器以及同步生物脱氮除磷工艺等等。

关键词：污水处理生物脱氮生物除磷同步脱氮除磷

氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害，主要表现在以下几个方面：氨氮会消耗水体中的溶解氧；

氨氮会与氯反应生成氯胺或氮气，增加氯的用量；

含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：①氨氮对鱼类有毒害作用；②NO3-和NO2-可被转化为亚硝胺——一种“三致”物质；③水中NO3-高，可导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby”；

加速水体的“富营养化”过程；所谓“富营养化”就是指水中的藻类大量繁殖而引起水质恶化，其主要因子是N和P（尤其是P）；解决的办法主要就是要严格控制污染源，降低排入水环境的废水中的N、P含量；对于城市废水来说，利用传统的活性污泥法进行处理，对N的去除率一般只有40%左右，对磷的去除率一般只有20~30%。

污水脱氮除磷的技术可分为物理法、化学法和生物法。相对而言，生物脱氮除磷技术投资少、运行操作简单、无二次污染而被广泛应用。常用的生物脱氮除磷工艺有：缺氧-好氧脱氮工艺；厌氧-好氧除磷工艺；厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺等。但是，在常规的生物脱氮除磷工艺中，污泥在厌氧、缺氧和好氧段之间往复循环。该污泥由硝化菌、反硝化菌、除磷菌以及其它多种微生物组成，由于不同菌的最佳生长环境不同，脱氮与除磷之间存在着矛盾。实际应用中经常出现脱氮效果好时除磷效果较差，而除磷效果好时脱氮效果不佳。因此，常规生物脱氮除磷工艺流程存在着影响该工艺有效运行的相互影响和制约的因素，主要表现为：①厌氧与缺氧段污泥量的分配比影响磷释放或硝态氮反硝化的效果，厌氧段污泥量比例大则磷释放效果好，但反硝化效果差；反之，则反硝化效果好，而磷释放效果差；②原污水经厌氧段进入缺氧段，磷释放与硝态氮反硝化争夺碳源，当原水中碳源不足时，磷释放或反硝化不完全；③硝化菌世代繁殖时间长，要求较长的污泥龄，但磷从系统中被去除主要是通过剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率则要求短污泥龄。对于某些含高浓度氨氮的工业废水，由于碳源不足，总氮的去除率较低。随着污染状况的加剧、科学技术的进步和环境标准的不断严格，生物脱氮除磷技术不断发展。下面就是有关生物脱氮除磷的工艺及其原理：

一、生物脱氮除磷原理

生物脱氮过程通过氨化、硝化和反硝化三步骤完成。硝化和反硝化反应可用下式表示：

(1)

NH4++ 3/2 O2NO2- + H2O + H+

(2)

NO2-+ 1/2 O2NO3-

(3)

NO3-+ 2H（氢供给体—有机物）NO2- + H2O

(4)

NO2-+ 3H（氢供给体—有机物）0.5N2 + 2H2O + OH-

生物除磷是利用除磷菌从外部环境超量地摄取磷，并将磷以聚合的形态储藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从污水中除磷。

二、废水生物脱氮工艺与技术

（一）活性污泥法脱氮传统工艺

（二）缺氧—好氧活性污泥法生物脱氮系统（A—O工艺）

(三) 氧化沟生物脱氮工艺

（四) 生物转盘生物脱氮工艺

活性污泥法脱氮传统工艺

（1）三级活性污泥法流程：

•由Barth首先开创；

•三级各自具有独立的污泥系统；

•优点：

氨化、硝化、反硝化是在各自的反应器中进行，反应速率快且较彻底；

•缺点：

处理设备多，造价高，运行管理较为复杂。

(2)两级活性污泥法脱氮工艺

a.缺氧——好氧活性污泥脱氮系统（A—O工艺）

——又称“前置式反硝化生物脱氮系统”

•在反硝化反应过程中产生的碱度可补偿硝化反应消耗的碱度的一半左右；

•硝化曝气池在后，使反硝化残留的有机物得以进一步去除，无需增建后曝气池。

(3)氧化沟生物脱氮工艺

(4)生物转盘硝化脱氮工艺

三、废水生物除磷工艺与技术

•厌氧—好氧生物除磷工艺

•生物法与化学法结合的除磷工艺

(1)厌氧——好氧除磷工艺(A—O工艺)

工艺特点：

•水力停留时间为3~6h；

•曝气池内的污泥浓度一般在2700~3000mg/l；

•磷的去除效果好（~70%），出水中磷的含量低于1mg/l；

•污泥中的磷含量约为4%，肥效好；

•SVI小于100，易沉淀，不易膨胀。

A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统(2)Phostrip除磷工艺——生物除磷和化学除磷相结合

工艺特点：

•除磷效果好，处理出水的含磷量一般低于1mg/l；

•污泥的含磷量高，一般为2.1~7.1%；

•石灰用量较低；

•污泥的SVI低于100，污泥易于沉淀、浓缩、脱水，污泥肥分高，不易膨胀。

Phostrip去除磷工艺流程:

同步脱氮除磷工艺

(1)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。

(2)A—A—O同步脱氮除磷工艺

工艺特点：

●工艺流程比较简单；