生物除磷基本原理
生物除磷基本原理
生物除磷基本原理目前被研究人员普遍认同的生物除磷理论为:在厌氧/好氧条件下培养出的聚磷微生物,在经过厌氧段的释磷后,能够在好氧段超其生理需要的吸收磷,并将其以聚合磷的形式储存在体内,形成聚磷污泥,并最终通过污泥的排放达到从污水中除磷的目的,其除磷过程的具体表述为如下几个部分:厌氧释磷:在厌氧段,有机物通过微生物的发酵作用产生挥发性脂肪酸(VFAs),聚磷菌(PAO)通过分解体内的聚磷和糖原产生能量,将VFAs 摄入细胞,转化为内贮物,如PHB( 聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物,不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用)。
其所需的能量来自聚磷酸盐的水解,并将磷以正磷酸盐的形式释放到污水中。
好氧吸磷:在好氧段,以PHB形式贮存的的碳源物质氧化,同时释放的能量被聚磷微生物利用从污水中吸收过量的正磷酸盐,以合成新的细胞,形成富磷污泥。
生物除磷的影响因素包括:温度、溶解氧、pH 值、厌氧区硝态氮、基质类型。
(1)温度生物除磷微生物包括嗜冷、嗜热和中温异养微生物,所以温度对于生物除磷的影响不大,在一般水温条件下,生物除磷都可以正常运行。
Kang等人的研究表明,在A/O工艺中,当温度在10℃以上时,生物的除磷效果不受温度影响。
(2)溶解氧厌氧区要保持较低的溶解氧值以更利于厌氧菌的发酵产酸,进而使聚磷菌更好的释磷,另外,较少的溶解氧更有利予减少易降解有机质的消耗,进而使聚磷菌合成更多的PHB。
而在好氧区需要较多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。
(3)p H值在pH在6.5一8.0时,聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定,当pH值低于6.5时,吸磷率急剧下降。
当pH值突然降低,无论在好氧区还是厌氧区磷的浓度都急剧上升,pH降低的幅度越大释放量越大,这说明pH降低引起的磷释放不是聚磷菌本身对pH变化的生理生化反应,而是一种纯化学的“酸溶”效应,而且pH下降引起的厌氧释放量越大,则好氧吸磷能力越低,这说明pH下降引起的释放是破坏性的,无效的。
生物除磷原理
生物除磷,是指活性污泥法处理污水时,将活性污泥交替在厌氧以及好氧状态下运行,能使过量积聚磷酸盐的积磷菌占优势生长,使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。
污泥中积磷菌在厌氧状态下释放磷,在好氧状态下过量地摄取磷。
经过排放富磷剩余污泥,其结果与普通活性污泥法相比,可去除污水中更多的磷。
基本过程
1、除磷菌的过量摄取磷
好氧条件下,除磷菌利用废水中的BOD5或体内贮存的聚b-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷,一部分磷被用来合成ATP,另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。
2、除磷菌的磷释放
在厌氧条件下,除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生ATP,并利用ATP将废水中的有机物摄入细胞内,以聚b-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内,同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。
3、富磷污泥的排放
在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多,废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程,将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。
生物除磷的基本原理
生物除磷的基本原理
一、什么是生物除磷
生物除磷,又称硝化除磷,是指利用细菌对水中磷元素的去除,以减
少水中对溶解性磷的含量,从而达到除磷的效果。
(1)硝化生物除磷原理:硝化除磷是利用细菌产生的硝酸盐(NO3-)吸收磷元素,将磷元素氧化为硝酸盐,从而达到减少水中对溶解性磷的含量,从而降低水体污染的目的。
(2)活性炭生物除磷原理:活性炭生物除磷是指将活性炭筋与生物
物质进行有机形成,利用活性炭的精细孔道,形成有机活性炭对有机污染
物的吸附,从而有效去除水中对溶解性磷的含量,从而达到净化水体的目的。
(3)光生物除磷原理:光生物除磷是指利用污水中的有机物质受光
照射,经过氧化反应后形成有机物质,由此可以有效去除水中对溶解性磷
的含量,从而减少水体污染物的排放。
三、磷的影响
(1)磷的持久性:磷过多会损害水域生态系统,因为磷容易在水体
中聚集,通常不易分解,所以当磷过量时,它会形成腐殖质,腐殖质会参
与着水体的植物和微生物的生长,从而增加水体的藻类和有害物质,影响
水体的水质。
(2)磷的污染物:磷是一种主要的污染物。
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。
简述生物除磷的基本原理
简述生物除磷的基本原理生物除磷是指在磷石膏(磷渣)中添加各种微生物菌剂后生物除磷是指在磷石膏(磷渣)中添加各种微生物菌剂后,将其放入脱水的干式转鼓过滤器中,由塔底排出液体(有机碳源)到达回流管上部与澄清石灰乳或氯化钙溶液混合,进行反应生成一种可溶性钙镁磷酸盐沉淀,该沉淀为菌团生长提供所需的营养物质和能量来源,同时生物活性滤层也能截留大多数磷,经过三次循环后,沉淀就变成细小结晶颗粒,完全被吸附在生物除磷过滤床的生物活性滤料表面,然后通过压榨排出沉淀,从而实现无磷排放。
最后剩余少量未被吸收利用的污泥和石膏可以运至其他工厂进行资源化综合利用。
这样既消除了环境污染,又实现了废弃磷石膏的资源化再利用,同时节省了运输成本,节约了能源消耗,减少了设备投资费用。
该技术不仅有效地降低了磷石膏的处理成本,而且使磷石膏的资源化综合利用成为可能。
目前这项技术已在中国南方的四个工厂进行了应用。
其中江西修水某公司处理量超过1万吨/天,创造了极好的经济效益和社会效益,同时也带动了当地养殖业的发展。
产品广泛用于建筑、建材、医药、食品、化工等领域。
如用于建筑业:内外墙粉刷、涂料、砌块、铺路;外墙保温、填充材料;农业:蔬菜大棚、花卉栽培、育苗、果树栽培、水稻育秧、牲畜饲料、大田喷灌;园林绿化:建筑草坪、公园绿化、山体美化、植被恢复、沙漠治理等;食品业:动物饲料、水产饲料、禽类饲料、有机肥料、食品保鲜等。
本研究认为:本工艺比传统方法可节省石膏约70%以上,用煤粉代替电加热,并采用浓缩池作为碳源,用酸碱中和废水,具有很好的经济效益。
某工程日处理100吨磷石膏,采用本研究的生物除磷方法,取得了显著的经济效益和社会效益。
污泥在厌氧发酵槽内发酵,并加入石灰进行脱水,同时回流部分厌氧发酵槽液和污泥;净化槽内依次加入硫酸铝、铁粉、絮凝剂、消毒剂;接触氧化槽内依次加入甲醛、双氧水、含铁石灰、含铁活性炭;后处理净化槽和接触氧化槽混合后,通入空气搅拌均匀,然后加入发酵槽内,发酵槽发酵1小时,污泥脱水机进行脱水,脱水后含水率大概60%左右。
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。
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
污水生物脱氮除磷是一种利用生物的代谢能力来降低污水中氮和磷的浓度的技术。
其基本原理是利用污水中的生物分解形成的氨氮,通过氨氧化、反硝化及硫酸还原这三个生物代谢过程,将氨氮转变成无害物质,并利用磷细菌将磷结合在污泥中,最终将氮和磷从污水中去除。
1、氨氧化过程
氨氧化过程是污水生物处理中脱氮的主要过程,也是把氨氮转变成无害物质的主要过程。
氨氧化的具体过程是把氨氮转变成氮气的过程,真正的氨氧化过程是由被称作氨氧化菌的细菌来承担的。
这些特殊的细菌需要降低水温、提高pH值和添加活性碳等外源物质的供给,才能进行氨氧化反应。
2、反硝化过程
反硝化过程是把亚硝酸氮转变成氮气的过程,它是生物处理中氮的最后一步转变过程,反硝化的最后产物是氮气,也就是说它是将氮从污水中最终去除出去的转变过程。
反硝化过程受反硝化菌的影响较大,反硝化菌属于好氧细菌,反硝化条件包括高氧化性、低温度、较高的pH值等。
3、硫酸还原过程
硫酸还原过程是通过硫酸还原菌将污水中的亚硝酸氮还原成氨氮的过程,它是把水中的氮含量降低的重要手段。
硫酸还原过程还可以与氨氧化过程相结合,从而提高去除氮的效率。
生物除磷实验报告
一、实验名称生物除磷实验二、实验目的1. 了解生物除磷的原理和过程。
2. 掌握生物除磷实验的操作方法。
3. 分析生物除磷的效果,探讨影响因素。
三、实验原理生物除磷是一种利用微生物将磷转化为可沉淀的磷酸盐的工艺。
在好氧条件下,聚磷菌将环境中的溶解性无机磷(如正磷酸盐)吸收到细胞内,并转化为聚磷酸盐储存起来。
当聚磷菌死亡后,其细胞壁会释放出聚磷酸盐,形成磷酸钙沉淀,从而达到除磷的目的。
四、实验器材与试剂1. 实验器材:- 恒温培养箱- 磷标准溶液- 硫酸钾- 硫酸铵- 硫酸钠- 氯化钠- 氯化钙- 氢氧化钠- 氯化铁- 碘化钾- 淀粉- 酚酞指示剂- 碱性氯化铁- 酒精- 烧杯- 移液管- 玻璃棒- 滤纸- pH计- 水浴锅- 电子天平2. 实验试剂:- 磷标准溶液:准确称取0.7494g磷酸二氢钾(K2HPO4),溶解于水中,定容至1000mL,浓度为1000mg/L。
- 硫酸钾:分析纯。
- 硫酸铵:分析纯。
- 硫酸钠:分析纯。
- 氯化钠:分析纯。
- 氯化钙:分析纯。
- 氢氧化钠:分析纯。
- 氯化铁:分析纯。
- 碘化钾:分析纯。
- 淀粉:分析纯。
- 酚酞指示剂:分析纯。
- 碱性氯化铁:分析纯。
- 酒精:分析纯。
五、实验步骤1. 准备实验材料:称取适量的硫酸钾、硫酸铵、氯化钠、氯化钙、氢氧化钠、氯化铁、碘化钾、淀粉等试剂,溶解于水中,配制成一定浓度的溶液。
2. 将配制好的溶液倒入烧杯中,加入适量的磷标准溶液,搅拌均匀。
3. 将溶液pH值调至7.0左右,加入酚酞指示剂,观察溶液颜色变化。
4. 将溶液加热至60℃,维持30分钟,观察溶液颜色变化。
5. 将溶液冷却至室温,用移液管取适量溶液,加入碱性氯化铁溶液,搅拌均匀。
6. 将溶液加入碘化钾溶液,观察溶液颜色变化。
7. 将溶液加入淀粉溶液,观察溶液颜色变化。
8. 记录实验数据,计算磷的去除率。
六、实验结果与分析1. 实验结果:- 磷的去除率:根据实验数据计算得出。
生物除磷原理
生物除磷原理
生物除磷原理,又称为生物除磷技术,是一种利用生物学特性去除水体中磷的方法。
其原理是通过使用某些特定的微生物或生物体,在适宜的环境条件下,将水中溶解性磷转化为无机磷盐沉淀或吸附于生物体表面,从而将磷去除。
在生物除磷过程中,通常会利用到两种微生物:磷酸盐积累菌和聚磷酸盐积累菌。
磷酸盐积累菌具有较好的吸附能力,可以将水中的无机磷盐吸附在细胞表面;而聚磷酸盐积累菌则能够在有机质富集的环境中形成颗粒状或链状的聚磷酸盐沉淀,从而将磷从水中去除。
常见的生物除磷技术包括生物吸附法、生物沉淀法和生物转化法。
生物吸附法是通过将含有磷酸盐积累菌的吸附剂投入水体中,使其吸附溶解性磷,并通过物理或化学方法将吸附剂与磷一起去除。
生物沉淀法则是利用聚磷酸盐积累菌形成的沉淀物,通过沉淀、过滤等处理步骤将磷去除。
而生物转化法则是利用一些微生物对水中的溶解性磷进行转化,使其形成一些可沉淀或吸附的无机磷盐,并通过沉淀或吸附去除磷。
需要注意的是,生物除磷技术的应用需要一定的环境条件,包括适宜的温度、pH值、溶解氧和有机质等因素。
此外,不同
的水体类型和水质特征也会影响生物除磷的效果。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的生物除磷技术,并进行相应的调控和优化。
生物除磷原理范文
生物除磷原理范文生物除磷是指利用微生物对水体中的磷进行去除的一种技术。
磷是一种重要的营养元素,但过量的磷污染会导致水体富营养化,引发水华等环境问题。
因此,研究和应用生物除磷技术对于水体环境保护和改善具有重要意义。
1.吸附沉淀法:磷酸盐是微生物体内合成核酸、磷脂等生物大分子的重要组成部分。
当底泥或其他固体表面存在着硅酸盐、氢氧化铁、富里酸盐等高效吸附剂时,可以吸附水中的磷酸盐,使其转化为固体磷酸盐沉淀,并沉积于底泥或其他固体表面。
这样就达到了除磷的效果。
2.微生物转化法:微生物通过一系列的代谢途径将水中的溶解态磷酸盐转化为固定态的无机磷,进而使水体中的磷酸盐浓度降低。
微生物除磷的关键环节是通过磷酸盐的体内吸收和储存,降低水体中磷酸盐的浓度。
具体的微生物除磷过程主要包括磷的吸附和磷的内耗。
在微生物除磷中,磷酸盐通过细菌的吸附作用,先附着到菌体表面,然后进入细胞内,最终转化成无机磷盐。
一般情况下,细菌或链霉菌是主要参与磷酸盐的吸附和内耗的微生物。
细菌除磷是指细菌通过吸附和内耗磷酸盐,将其持久固定到自身的细胞内,减少水体中的磷酸盐浓度。
细菌在除磷过程中不需要氧气,因此能够进行厌氧除磷,这对于一些底泥等氧气浓度较低的环境非常有利。
链霉菌除磷是指链霉菌通过自身的吸附作用,将磷酸盐固定在自身表面,再通过微生物代谢和内耗的过程将磷酸盐转化为无机磷盐。
链霉菌的除磷速度较快,能够在短时间内将水体中的磷酸盐浓度降低到很低的水平。
总之,生物除磷是一种利用微生物去除水体中的磷的技术,其原理主要有磷酸盐的吸附沉淀和微生物转化两个方面。
通过生物除磷技术,可以有效降低水体中的磷污染,改善水质,维护生态平衡。
但需要注意的是,生物除磷过程中对于微生物的筛选和培育,以及条件的控制等问题都是十分关键的。
只有在合适的环境中,才能保证微生物除磷的效果和稳定性。
因此,生物除磷技术的研究和应用还需要进一步深入探索和研究。
简述生物除磷的原理
简述生物除磷的原理
生物除磷是一种常用的水处理技术,主要用于减少水体中磷酸盐含量,防止河流和湖泊中磷水体污染。
磷是水中重要的营养素,长期沉积后,可发展成导致水质恶化和生物进化变化的根源缺乏。
生物除磷的基本原理是利用微生物的吸磷能力,通过生物反应器对水体中的磷进行净化处理。
具体来说,通过添加特定的微生物例如硅藻,水体中的磷会被微生物强烈吸收,形成一种生物复合物。
这一生物复合物会通过加温、电弧和UV等方式破坏,从而实现去除水体中的磷。
生物除磷是一种既安全又有效的水处理技术,与化学沉淀法完全不同,不会产生大量污染物,也不会导致水体营养成分的显著减少。
此外,生物除磷技术具有自动调节、低成本和自然化的特点,是一种简单实用的磷素减量技术。
生物除磷不仅能够降低水体中的磷浓度,改善水质,也能有效抑制藻类的生长,尤其是蓝藻,从而防止水体腐殖化。
该技术还可以对水体中的氨氮、硫酸盐和汞等有害物质进行净化处理,达到节水、污染防治以及水资源节约方面的目的。
综上,生物除磷是一种安全可行的水处理方法,在实际应用中已广泛用于净化河流湖泊等水体,以有效抑制水体污染,净化水体环境,保护水资源及降低对水资源的开销。
生物除磷原理
生物除磷原理生物除磷原理是指利用生物介质或生物过程去除水体中的磷污染物。
在水环境中,磷是一种重要的营养元素,但过量的磷会导致水体富营养化,并引发藻类过度生长,破坏水生态系统平衡。
因此,减少水体中的磷浓度对于维护水质非常重要。
生物除磷主要通过微生物在自然界中的作用来实现。
微生物在水体中的生物循环过程中,通过吸附、吸收、沉积、释放等方式参与了磷的转化和去除过程。
首先,微生物通过表面吸附将磷污染物吸附在自身细胞表面。
这些微生物可以是自由生活的微生物,也可以是附着在固体介质(如底泥)上的微生物。
磷污染物与微生物细胞表面的化学物质发生吸附作用,从而被微生物捕获。
其次,吸附在微生物表面的磷污染物可以被微生物细胞内部吸收。
微生物通过胞内氧化还原反应将磷酸根转化成无机磷酸固态物质,如磷酸盐矿物或有机磷酸。
这些固态物质可以以微生物的细胞形式存在,也可以以溶解状态存在于水体中。
此外,微生物还可以通过沉积的方式去除水体中的磷污染物。
磷酸根结合在微生物颗粒表面形成沉积物或胞内储存颗粒。
这些沉积物可以通过水体的自然沉降过程或技术手段(如沉淀、过滤)进行去除。
最后,部分微生物在生命周期结束时会释放吸附或吸收的磷,使磷污染物重新进入水体。
这种释放机制可能是周期性的,也可能是由外界环境因素引起的。
这部分的磷可以再次被其他微生物吸附或吸收,或经过生物、化学和物理过程的相互作用而最终去除。
总的来说,生物除磷的原理是利用微生物在水体中初始捕获并转化磷污染物的过程,通过微生物的代谢、沉降和生命周期循环来去除水体中的磷。
这种生物除磷技术是一种环保、高效的水处理方法,对于改善水体质量和保护生态环境具有重要意义。
生物除磷的基本原理
生物除磷的基本原理
生物除磷是一种废水处理技术,其基本原理是利用微生物的生命代谢活动将水体中的磷转化为不溶性磷酸盐,从而达到除磷的目的。
在生物除磷的过程中,主要涉及以下几个环节:
1. 聚磷菌的摄磷过程:聚磷菌是一种能够在厌氧条件下生长的微生物,它们在代谢过程中会将环境中可溶性的有机基质转化为能量,并将多余的磷酸盐聚合成聚磷酸盐颗粒。
这些聚磷酸盐颗粒可以在好氧条件下被释放到环境中,从而将水体中的磷转化为不溶性磷酸盐。
2. 微生物的生长和繁殖:在生物除磷的过程中,需要保证微生物有足够的生长和繁殖空间。
通常是通过控制好氧条件下的营养物负荷来促进微生物的生长和繁殖,从而使其能够更多地摄取水体中的磷。
3. 沉淀和分离:在微生物摄磷过程中,产生的聚磷酸盐会沉淀到反应器的底部。
通过定期排放反应器中的底泥或使用其他分离技术,可以将这些不溶性的聚磷酸盐与水体分离。
生物除磷的原理利用了微生物的生命代谢活动,将水体中的可溶性磷转化为不溶性磷酸盐,从而达到除磷的目的。
同时,通过控制微生物的生长和繁殖,可以进一步提高除磷的效果。
这种技术广泛应用于废水处理、水体富营养化治理等领域。
生物脱氮除磷原理及标准工艺
生物脱氮除磷原理及工艺1 引言氮和磷是生物旳重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增长,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旳危害。
然而, 国内既有旳都市污水解决厂重要集中于有机物旳清除,污(废)水一级解决只是除去水中旳沙砾及悬浮固体;在好氧生物解决中,生活污水经生物降解,大部分旳可溶性含碳有机物被清除。
同步产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和-24SO ,其中25%旳氮和19%左右旳磷被微生物吸取合成细胞,通过排泥得到清除;二级生物解决则是清除水中旳可溶性有机物,能有效地减少污水中旳5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能清除10%~ 20% , 其成果远不能达到二级排放原则。
因此研究开发经济、高效旳, 适于既有污水解决厂改造旳脱氮除磷工艺显得尤为重要。
2 生物脱氮除磷机理2.1 生物脱氮机理污水生物脱氮旳基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮旳基本上,先运用好氧段经硝化作用,由硝化细菌和亚硝化细菌旳协同作用,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,参与自然界氮旳循环。
水中含氮物质大量减少,减少出水旳潜在危险性,达到从废水中脱氮旳目旳[1]。
○1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 3225.0HNO HNO O −−→−+硝酸菌 ○2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+→+][35.122233H O H N HNO NH ++→+反硝化——厌氧氨反硫化脱氮:O H S N SO H NH 2242342++→+废水中氮旳清除还涉及靠微生物旳同化作用将氮转化为细胞原生质成分。
废水生物脱氮除磷原理
废水生物脱氮除磷原理
废水生物脱氮除磷是一种利用微生物代谢作用的方法,通过生物碳、氮、磷循环,去除废水中的氨氮和磷的过程。
其原理可以分为以下几
个方面:
1. 生物脱氮原理
废水中的氨氮通过硝化、反硝化等微生物代谢过程,最终转化为氮气
释放到大气中。
具体过程如下:
硝化菌利用氨氮和氧气生成亚硝酸盐,反应式为:NH4++2O2→NO2^-
+2H++H2O。
亚硝酸盐在氧气存在下被反硝化菌还原为氮气,反应式为:2NO2^-
+O2→2NO3^-。
2. 生物除磷原理
废水中的磷通过生物吸附、释放等方式去除。
具体过程如下:
生物体内的磷酸盐被菌体代谢,通过吸附释放等过程沉积到废水处理
系统,从而实现磷的去除。
同时,选择合适的填料并维持水体曝气,可以提高微生物的附着能力
和生长条件,使生物脱氮除磷效果更好。
3. 优化废水处理过程
为了使废水生物脱氮除磷过程更加高效、稳定,需要注意以下几个方面:
(1)控制废水中的C/N/P比例,一般适宜比例为100:5:1。
(2)生物反应器运行过程中,维持一定的曝气量,保证氧气充足。
(3)监测废水中的温度、pH、DO等关键参数,及时调整水质和操作
方式。
(4)在废水生物脱氮除磷过程中,加入一定的外源碳源和磷去除剂,
有助于提高去除效果。
废水生物脱氮除磷技术是一种效果良好、操作简单的处理废水的方法,具有很大的应用前景。
污水处理技术之生物除磷的原理及6大影响因素
污水处理技术之生物除磷的原理及6大影响因素废水中磷的存在形态取决于废水的类型,最常见的是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。
生活废水的含磷量一般在10~15mg/L左右,其中70%是可溶性的。
常规二级生物处理的出水中90%左右的磷以磷酸盐的形式存在。
在传统的活性污泥法中,磷作为微生物正常生长所必需的元素用于微生物菌体的合成,并以生物污泥的形式排出,从而引起磷的去除,能够获得10%~30%的除磷效果。
在某些情况下,微生物吸收的磷量超过了微生物正常生长所需要的磷量,这就是活性污泥的生物超量除磷现象,废水生物除磷技术正是利用生物超量除磷的原理而发展起来的。
(一)生物除磷的原理根据霍尔米(Holmers)提出的化学式,活性污泥的组成是C118H170O51N17P,由此可知,C:N:P=46:8:1。
如果废水中N、P的含量低于此值,则需另行从外部投加;如等于此值,则在理论上应当是能够全部摄取而加以去除的。
生物除磷的基本原理是利用一种被称为聚磷菌(也称为除磷菌、磷细菌等)的细菌在厌氧条件下能充分释放其细胞体内的聚合磷酸盐(该过程称为厌氧释磷);而在好氧条件下又能超过其生理需要从水中吸收磷(该过程称为好氧吸磷),并将其转化为细胞体内的聚合磷酸盐,从而形成富含磷的生物污泥,通过沉淀从系统中排出这种富磷污泥,达到从废水中除磷的效果。
1.在厌氧区内的释磷过程。
在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下,兼性细菌通过发酵作用将溶解性BOD转化为挥发性有机酸(VFA),聚磷菌吸收VFA并进入细胞内,同化合成为胞内碳源的储存物—聚-β-羟基丁酸盐(PHB),所需的能量来源于聚磷菌将其细胞内的有机态磷转化为无机态磷的反应,并导致磷酸盐的释放。
2.在好氧区内的吸磷过程。
聚磷菌的活力得到恢复并以聚磷的形态储存超出生长需要的磷量,通过对PHB的氧化代谢产生能量用于磷的吸收和聚磷的合成,能量以聚磷酸高能键的形式储存起来,磷酸盐从液相去除。
产生的高磷污泥通过剩余污泥的形式得到排放,从而将磷从系统中去除。
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]。
生化池除磷的原理
生化池除磷的原理生化池除磷是指通过生物或化学方式去除水体中的磷,以达到减少或消除水体富营养化的目的。
这是一种重要的污染物处理方式,对于改善水质具有重要的意义。
下面将以生物和化学两个方面来解答生化池除磷的原理。
生物除磷的原理:生物除磷是利用特定的微生物菌株去去除水体中的磷。
有机负荷较高的废水中的磷,主要分为溶解态磷和颗粒态磷。
微生物的基本代谢反应不直接去除磷,但某些具有强磷酸氧化还原能力的细菌或真菌可以将水体中的磷逐渐转变为可沉积的颗粒态磷,并将其沉积于水体底泥中。
生物去除磷的过程主要包括磷的吸附、磷的内源吸收以及磷的沉积。
在废水生物处理系统中,一般采用A2/O(Anaerobic baffled reactor+ Oxic tank)工艺,即发展厌氧/好氧/缺氧的菌群,以实现最佳的除磷效果。
厌氧条件下,废水中的磷以无机磷酸盐的形式进入废水处理系统。
在Anoxic区域与有机物质发生反应,被生物吸收,同时产生磷酸根离子的沉淀。
这种吸附和反应机制被称为生物吸附除磷。
好氧条件下,溶解态的磷被细菌通过吸附、内源吸收和附着胞体沉积的方式去除。
废水进入好氧区后,磷初始去除率较低,但随着好氧条件的作用,水体中的溶解态磷不断转变为颗粒态磷,这种转变过程是通过微生物的吸附和内源吸收过程完成的。
缺氧条件下,水体中的磷被包裹在胞外聚磷体(EBPR)中,随着EBPR的形成和生长,废水中的磷便会逐渐沉积下来。
磷的沉积过程是通过EBPR颗粒聚磷细菌的繁殖和释放胞外聚磷体实现的。
生物除磷的优点是处理效果稳定且成本相对较低,尤其适用于连续运行的废水处理系统,如污水处理厂。
化学除磷的原理:化学除磷是通过加入化学药剂改变水体中磷的形态,并使其沉淀下来。
常见的化学药剂有氢氧化铝、硫酸铝、聚合氯化铝等。
化学除磷的原理是通过化学反应将溶解态磷转变为颗粒态磷,随后沉积到水体底泥中。
在水体中添加化学药剂后,药剂和水中的磷发生反应,生成不溶性的磷酸铝、磷酸铁等盐类,这些盐类难溶于水,磷即沉淀下来。
生物除磷原理
生物除磷原理生物除磷技术是一种利用微生物对废水中的磷进行去除的方法,其原理主要是通过微生物的代谢作用将废水中的磷元素转化为无机磷或有机磷,从而达到净化水质的目的。
生物除磷技术在水处理领域具有重要意义,可以有效降低废水中的磷含量,减少对水环境的污染。
生物除磷的原理主要包括以下几个方面:1. 微生物吸附作用,在生物除磷过程中,废水中的磷元素会被微生物吸附到细胞表面。
微生物的细胞膜上具有负电荷,而磷酸盐是带正电荷的离子,因此它们之间存在静电吸引力,使得磷酸盐能够被微生物细胞吸附。
这种吸附作用有利于将废水中的磷元素从水中去除。
2. 生物吸附作用,除了微生物细胞表面的吸附作用外,废水中的磷元素还可以通过微生物体内的生物吸附作用进行去除。
微生物细胞内的有机物质和磷酸盐之间会发生化学反应,从而使得废水中的磷元素被微生物吸附并转化为无机磷或有机磷。
3. 微生物代谢作用,微生物在生物除磷过程中会利用废水中的有机物质作为能源,通过代谢作用将废水中的磷元素转化为无机磷或有机磷。
这种代谢作用可以有效降低废水中的磷含量,达到净化水质的目的。
4. 生物竞争作用,在废水中存在多种微生物群落,它们之间存在着生存空间、营养物质等方面的竞争。
在生物除磷过程中,一些特定的微生物会利用废水中的磷元素进行生长和繁殖,从而占据优势地位,促进废水中磷的去除。
总的来说,生物除磷技术是一种利用微生物代谢作用和竞争作用对废水中的磷进行去除的方法。
通过微生物的吸附、生物吸附和代谢作用,可以有效降低废水中的磷含量,达到净化水质的目的。
生物除磷技术在水处理领域具有广阔的应用前景,可以有效改善水环境质量,保护生态环境。
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生物除磷基本原理
目前被研究人员普遍认同的生物除磷理论为:在厌氧/好氧条件下培养出的聚磷微生物,在经过厌氧段的释磷后,能够在好氧段超其生理需要的吸收磷,并将其以聚合磷的形式储存在体内,形成聚磷污泥,并最终通过污泥的排放达到从污水中除磷的目的,其除磷过程的具体表述为如下几个部分:
厌氧释磷:在厌氧段,有机物通过微生物的发酵作用产生挥发性脂肪酸(VFAs),聚磷菌(PAO)通过分解体内的聚磷和糖原产生能量,将VFAs 摄入细胞,转化为内贮物,如PHB( 聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物,不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用)。
其所需的能量来自聚磷酸盐的水解,并将磷以正磷酸盐的形式释放到污水中。
好氧吸磷:在好氧段,以PHB形式贮存的的碳源物质氧化,同时释放的能量被聚磷微生物利用从污水中吸收过量的正磷酸盐,以合成新的细胞,形成富磷污泥。
生物除磷的影响因素包括:温度、溶解氧、pH 值、厌氧区硝态氮、基质类型。
(1)温度
生物除磷微生物包括嗜冷、嗜热和中温异养微生物,所以温度对于生物除磷的影响不大,在一般水温条件下,生物除磷都可以正常运行。
Kang等人的研究表明,在A/O工艺中,当温度在10℃以上时,生物的除磷效果不受温度影响。
(2)溶解氧
厌氧区要保持较低的溶解氧值以更利于厌氧菌的发酵产酸,进而
使聚磷菌更好的释磷,另外,较少的溶解氧更有利予减少易降解有机质的消耗,进而使聚磷菌合成更多的PHB。
而在好氧区需要较多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。
(3)p H值
在pH在6.5一8.0时,聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定,当pH值低于6.5时,吸磷率急剧下降。
当pH值突然降低,无论在好氧区还是厌氧区磷的浓度都急剧上升,pH降低的幅度越大释放量越大,这说明pH降低引起的磷释放不是聚磷菌本身对pH变化的生理生化反应,而是一种纯化学的“酸溶”效应,而且pH下降引起的厌氧释放量越大,则好氧吸磷能力越低,这说明pH下降引起的释放是破坏性的,无效的。
pH升高时则出现磷的轻微吸收。
(4)厌氧区硝态氮
厌氧区硝态氮存在消耗有机基质而抑制PAO对磷的释放,从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。
另一方面,硝态氮的存在会被气单胞菌属利用作为电子受体进行反硝化,从而影响其以发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸,从而抑制PAO的释磷和摄磷能力及PHB
的合成能力。
(5)基质类型
Gerber等研究表明,当以乙酸、丙酸和甲酸等小分子有机酸作为释磷基质时,磷的释放速率较大,其释放速率与基质的浓度无关,仅与活性污泥的浓度和微生物的组成有关,该类基质导致的磷的释放可
用零级反应方程式表示。
而其他类有机物要被聚磷菌利用,必须转化成此类小分子有机酸。