污水生物脱氮除磷新工艺ppt课件.ppt

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1、生物脱氮除磷新工艺基本原理及影响因素一、生物脱氮原理及影响因素自然界中氮一般有四种形态：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮硝酸盐氮生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮。有机氮占生活污水含氮量的40-60%，氨氮占50-60%，亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占0~5%。污水生物脱氮的可能途径1.传统生物脱氮原理及影响因素传统生物脱氮一般由硝化和反硝化两个过程完成。硝化过程可以分为两个过程，分别由亚硝酸菌和硝酸菌完成。硝化反应式如下：氨化反应：反硝化菌为异养型兼性厌氧菌，在有氧气存在时，它会以氧气为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有硝酸盐

2、氮或亚硝酸盐氮存在时，则以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮为电子受体，以有机碳为电子供体进行反硝化反应。项目亚硝酸菌硝酸菌细胞形状椭球或棒状椭球或棒状细胞尺寸/μm1~1.50.5~1革兰氏染色阴性阴性世代期/h8~3612~59需养性兼性厌氧严格好氧最大比增长速率/(μm/h)0.96~1.920.48~1.44产率系数Y/(mg细胞/mg基质)0.04~0.130.02~0.07饱和常数Ks/(mg/L)0.3~3.60.3~1.7反硝化过程反应式：硝化-反硝化过程的影响因素影响因素硝化过程反硝化过程温度硝化反应的适宜温

3、度为20~30℃低于15℃时，反应速率迅速下降，5℃时反应几乎完全停止。温度不但影响硝化菌的比增长速率，而且影响硝化菌的活性反硝化反应的温度范围较宽，在5~40℃范围内都可以进行。但温度低于15℃时，反硝化速率明显下降。最适宜的温度为20~40℃pH值硝化菌受pH值的影响很敏感，比较适宜的pH值范围为7.0~8.0。硝化过程消耗碱度，使得pH值下降，因此需补充碱度反硝化反应的适宜pH值为6.5~7.5。pH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速下降。反硝化过程会产生碱度溶解氧溶解氧是硝化过程中的电子受体，硝化反应必

4、须在好氧条件下进行。溶解氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及活性C/N由于硝化菌是自养菌，水中的C/N不宜过高，否则将有助于异养菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降。在反硝化反应中，最大的问题就是污水中可用于反硝化的有机碳的多少及其可生化程度。污泥龄θc硝酸菌的停留时间必须大于其最小世代时间2.新的硝化-反硝化脱氮原理同步硝化反硝化：在供氧受限或缺少有机碳源的厌氧条件下发生同步硝化反硝化，这时氨和亚硝酸盐分别充当电子供体和电子受体，致使曝气能耗和有机碳源需求量大大减少。与其他活性

5、污泥法工艺相比，同步硝化反硝化在氧化沟工艺中最为显著。究其原因是在氧化沟中独特的表面曝气，打散了活性污泥絮体，形成了新的活性污泥絮体，使活性污泥能够很好地进行新陈代谢。另外，氧化沟工艺较长的HRT缓解了同步硝化反硝化速率较低的问题。短程硝化反硝化的理论核心为使硝化反应停留在亚硝化阶段。生物脱氮的硝化过程由两类微生物组成，AOB（氨氧化菌）和NOB（亚硝氮氧化菌）。实现短程硝化主要办法就是使AOB在活性污泥中成为硝化菌的优势菌，尽可能抑制NOB，防止硝化过程第二步的进行，避免全程硝化反应，然后将中间产物NO2-还原

6、。二.生物除磷基本原理及影响因素1.基本原理生物除磷的机理目前还没有彻底研究清楚。一般认为，在厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD5转化为低分子挥发性有机酸（VFA）。聚磷菌吸收这些VFA或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳源存储物（PHB/PHV），所需能量来源于聚磷水解以及糖的酵解，维持其在厌氧环境生存，并导致磷酸盐的释放。在好氧条件下，聚磷菌进行有氧呼吸，从污水中大量地吸收磷，其数量大大超出其生理需求，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚合磷酸盐的形式存储在细胞内

7、，磷酸盐从污水中得到去除；同时合成新的聚磷菌细胞，产生富磷污泥，将产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷从系统中除去。聚磷菌的作用机理反应方程式：（1）聚磷菌摄取磷（2）聚磷菌释放磷2.生物除磷的影响因素（1）厌氧/好氧条件的交替（2）硝酸盐和易降解有机物（3）污泥龄（4）温度和pH值（5）BOD5/TP传统脱氮除磷工艺概述一.传统生物脱氮除磷工艺在大多数情况下，生物除磷和生物脱氮同时发生在一个处理流程中。应用最广泛的生物脱氮、除磷工艺有A/O、A2/O、Bardenpho、UCT、Phoredox工艺、

8、氧化沟工艺和VIP工艺等，近年来用SBR及其各种改进型的工艺，如CASS(CAST)、MSBR、UNITANK等。1.A2/O除磷脱氮工艺特点：厌氧、缺氧、好氧在不同环境条件和不同种类微生物菌群的有机结合，能同时去除有机物和除磷脱氮。A2/O工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，并且不需外加碳源，厌氧、缺氧段只进行缓速搅拌，基建和运行费用都较低。2.UCT工艺与A