水污染控制工程 教学课件 作者 孙体昌 娄金生水污染控制工程17-21第20章 生物脱氮除磷.ppt

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1、第20章生物脱氮除磷第20章生物脱氮除磷普通活性污泥法主要是以去除污水中可降解有机物和悬浮物为目的，氮、磷的去除量仅仅是微生物细胞合成过程中从污水中所摄取的量，因此去除率低，氮为20%~40%，磷仅为5%~20%。要求的提高，对污水处理厂出水的氮、磷有越来越严格的控制要求。污水中氮、磷的处理方法有物化法和生物法两种。其中生物法脱氮除磷的效率高、成本低。根据生物脱氮除磷的微生物学原理，脱氮需要有缺氧条件下的反硝化反应，除磷需要有厌氧条件下聚磷菌对磷的释放。本章将介绍一些较为成熟的生物脱氮除磷工艺。第20章生物脱氮除磷20.

2、1生物脱氮20.1.1缺氧-好氧生物脱氮原理20.1.2缺氧-好氧生物脱氮工艺20.1.3A1/O生物脱氮过程影响因素20.2生物除磷20.2.1生物除磷原理20.2.2A2/O生物除磷工艺20.2.3A2/O生物除磷过程影响因素20.3A2/O生物脱氮除磷20.3.1A2/O生物脱氮除磷工艺20.3.2A2/O生物脱氮除磷原理20.3.3A2/O生物脱氮除磷过程影响因素第20章生物脱氮除磷20.4A-B法生物脱氮除磷20.4.1A-B生物脱氮除磷工艺20.4.2A-B生物脱氮除磷机理20.5SBR生物脱氮除磷20.5.1

3、SBR生物脱氮除磷典型运行工序20.5.2SBR生物脱氮除磷工艺影响因素20.6氧化沟生物脱氮除磷20.6.1三沟式氧化沟生物脱氮工艺20.6.2DE氧化沟生物脱氮除磷运行工序20.7工程案例20.1生物脱氮20.1.1缺氧-好氧生物脱氮原理氮在水中以有机氮和无机氮两种形态存在，有机氮如尿素、氨基酸、蛋白质，无机氮如氨态氮、亚硝态氮和硝态氮等。污水中有机氮的去除要经历氨化、硝化和反硝化过程，最终生成氮气从水中逸出进入大气而除去。1．氨化反应有机氮在好氧状态下被氨化细菌转化为氨态氮。例如，氨基酸的氨化反应为：2．硝化反应在好

4、氧状态下，严格好氧的硝化细菌将氨态氮氧化为硝酸盐氮。反应为：1gNH4+-N完全硝化需氧4.57g，此即硝化需氧量（NOD）。同时，硝化反应使pH值下降，1gNH4+-N完全硝化消耗7.1g碱度（以CaCO3计）。为保持硝化反应适宜的pH值，污水中应有足够的碱度。3．反硝化反应反硝化菌在DO浓度很低的环境中，以有机物作为碳源及电子供体，以硝酸根作为电子受体，将硝酸盐还原为氮气。如以甲醇为电子供体时，反应式如下：可见，还原1g硝态氮产生3.57g碱度。另外，反硝化要顺利进行，必须要有足够的电子供体。硝化、反硝化反应中氮的形态

5、转化见表20-1和20-2。表20-1硝化过程中氮的转化氮的氧化还原态–III氨离子NH4+–II–I羟胺NH2OH0+I硝酰基NOH+II+III亚硝酸根NO2-+IV+V硝酸根NO3-氮的氧化还原态–III氨离子NH4+–II–I羟胺NH2OH0N2+I硝酰基NOH+II+III亚硝酸根NO2-+IV+V硝酸根NO3-表20-2反硝化反应中氮的转化20.1.2缺氧-好氧生物脱氮工艺传统的脱氮工艺就是严格按照先氨化和硝化，再进行反硝化脱氮的顺序来进行，工艺流程长，管理复杂，运行费用高。为克服传统的生物脱氮工艺的缺点，根据

6、生物脱氮原理，在20世纪80年代初开创了缺氧-好氧生物脱氮工艺，俗称A1/O工艺（Anoxic-Oxic的缩写，加上下标1，以便于和后面的Anaerobic-Oxic工艺区别开来），工艺流程如图20-1所示。图20-1缺氧-好氧活性污泥脱氮工艺A1/O工艺将反硝化池放在好氧池之前，故又称前置反硝化脱氮。在好氧池中，主要进行有机物的氧化、有机氮的氨化和氨氮的硝化，硝化液大部分回流至反硝化池，称为硝化液内回流。在缺氧池中，反硝化细菌利用污水中的有机物为碳源，回流混合液中的NOX--N作为电子受体，将硝态氮还原为氮气，从而达到脱

7、氮的目的。反硝化池残留的有机物可在好氧硝化池中进一步去除，同时阻止反硝化的进一步进行，防止在二沉池中继续反硝化导致污泥上浮。如果缺氧池和好氧池合建在一个池体中，则二者通过隔板隔开，反硝化后的污水通过底部穿孔流入好氧池，即为合建式A1/O工艺，该工艺便于对现有的不具有脱氮功能的推流式曝气池进行改造。缺氧池和好氧池也可以分开为两个单独的池体，即为分建式A1/O工艺。前置反硝化脱氮的优点：①能同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，基建费用省；②反硝化池不需外加碳源；③好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除；④污

8、水中的有机物在缺氧池被反硝化菌所利用，减轻了好氧池的有机物负荷，同时，缺氧池反硝化产生的碱度可补偿好氧池硝化所需碱度的一半，对含氮浓度不高的废水，不必另行投碱调节pH值。缺点：①脱氮效率不高，一般只能达到70%～80%，如需进一步提高脱氮效率则要加大回流比，从而增加运行费用；②好氧池出水含有一定浓度的硝