生物脱氮除磷原理及工艺.ppt

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1、生物脱氮除磷原理及工艺生物脱氮基本原理概述废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等四种形态存在。其中有机氮占生活污水含氮量的40%~60%，氨氮占50%~60%，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%~5%。因此在传统的生物处理中将氨化菌硝化菌↓↓有机氮→氨氮→亚硝态氮、硝态氮↓←反硝化菌氮气硝化过程反硝化过程硝化反硝化生物脱氮过程是一个矛盾统一体。硝化反应需要好氧条件和较长污泥龄的硝化菌，而反硝化反应则需要缺氧条件和较短污泥龄的反硝化菌在大量有机物存在时硝化菌对氧气和营养物质的竞争不如好氧异养菌不利于硝化反应而反硝化菌需要有机物作为电子供体来完成脱氮的过程解决这些矛

2、盾将会提高生物脱氮工艺的高效性和稳定性硝化反应动力学反硝化反应动力学有机碳源对反硝化的影响生物除磷的原理生物除磷动力学厌氧条件下，PAO对有机物降解和磷的释放：好氧条件下，PAO对有机物的降解和对磷的过量摄取：脱氮除磷工艺概述传统的脱氮工艺An/O工艺该工艺是Barnard于1973年Ludzack-Ettinger工艺的改进，能够较好的适应现有的活性污泥系统，较易实现常规出水标准（TN<10mg/L）Bardenpho工艺SND工艺SND优点流程简单，操作运行管理方便硝化反硝化在同一个反应器中进行，无需混合液回流可将进水点设置在反硝化区，省去对外加碳源的投加。厌氧氨氧

3、化（ANAMMOX）原理厌氧氨氧化anaerobicammoniumoxidationANAMMOX工艺于1900年由荷兰Delft技术大学研究开发该工艺是厌氧条件下微生物以氨氮为电子供体亚硝酸氮或硝酸氮为电子受体发生生化反应生成氮气该工艺无需外加碳源供氧以及额外投加酸碱中和试剂而且能耗低运行费用较少同时还避免了因投加中和试剂可能造成的二次污染典型的厌氧氨氧化处理工艺有SHARON-ANAMMOX工艺和CANON工艺A/O除磷工艺该工艺是Spector于1975年发现的，该工艺不仅具有除磷效果，还可以有效的抑制丝状菌膨胀。并于1977年获得专利。A/O除磷工艺特性曲线A

4、/O工艺运行特点适合在高负荷短泥龄的情况下运行。TP/BOD5较低时较适宜对进水的小分子底物较少时，将影响其对磷的释放，进而影响到好氧段对磷的吸收。剩余污泥的磷含量较高。在污泥浓缩和消化过程中，部分磷会回到上清液中。所以对上清液一般要返回工艺进行处理。当进水水质波动较大时，会对磷的释放产生一定影响，进而影响到除磷的效果。同步生物脱氮除磷工艺除磷脱氮工艺在涉及泥龄上存在矛盾：首先，除磷需要泥龄短。生物除磷主要靠排出剩余污泥而带走磷，因此，如要除磷效率高，就必须加大污泥排泥量。其次，脱氮需要泥龄长。脱氮的关键步骤是硝化，消化过程不充分，则无法提高脱氮效率。但是，硝化菌（包括

5、亚消化菌）是一类增值速度较慢的微生物，所需要的世代时间比较长，通常需要3~5d，因此在泥龄短的系统中，硝化菌量极少。A2/O工艺连续流脱氮除磷工艺的发展主要是围绕着在同一污水处理系统中实现脱氮与除磷同时存在的矛盾中展开的。最初，脱氮和除磷是在不同的生物处理工艺中实现的。1972年，Barnard在研究缺氧、好氧交替进行的Bardenpho脱氮工艺时发现废水中的磷也得以高效率的去除。于是，他在流程之初增加了一个厌氧区，提出同时实现脱氮除磷的Phoredox工艺，它的简化流程就是A2/O。A2/O工艺流程图A2/O工艺运行特性曲线A2/O工艺优缺点在厌氧、缺氧和好氧交替运行

6、的条件下可抑制丝状菌繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理污水与污泥的分离，运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌，运行费用低。厌氧、缺氧和好氧三个区段严格分开，有利于不同微生物菌群的繁殖生长，减少了各功能区微生物的相互影响。厌氧环境下反硝化与释磷对碳源的竞争反硝化效果受到碳源量的限制，大量的未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区，干扰厌氧释磷的正常进行。UCT工艺为了改善城市污水脱氮除磷系统在进水碳源不足时的处理效果，研究者们进行了大量的工艺改进。改进污泥回流路线或增加反硝化环节，以控制厌氧区回流污泥中的硝酸盐含量南非CateTown大学的UCT工艺将A2

7、/O中的污泥回流由厌氧区改到缺氧区，使污泥经反硝化后再回流至厌氧区，减少了回流污泥中硝酸盐含量UTC工艺流程图改良型UCT工艺----MUCT与A2/O工艺相比，在适当的COD/TKN比例下，缺氧区的反硝化可使厌氧区回流污泥中硝酸盐含量接近于0。当进水COD/TKN较高时，缺氧区无法实现完全的脱氮，仍有部分硝酸盐进入厌氧区，因此又产生改进UCT工艺（MUCT）MUCT工艺有两个缺氧池，前一个接受二沉池回流污泥，后一个接受好氧区硝化混合液，使污泥的脱氮与混合液的脱氮分开，进一步减少硝酸盐进入厌氧区的可能。MUCT工艺流程图JHB工艺JHB工