污水生物脱氮除磷原理及工艺

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1、生物脱氮除磷原理及工艺概述生物脱氮原理生物脱氮工艺与技术生物除磷原理生物除磷工艺与技术同步脱氮除磷工艺第一节概述一、营养元素的危害二、脱氮的物化法三、除磷的物化法一营养元素的危害氨氮会消耗水体中的溶解氧；含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：氨氮对鱼类有毒害作用；NO3和NO2可被转化为亚硝胺——“三致”物质；水中NO3高，可导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby”；氮磷浓度升高加速水体的“富营养化”过程；太湖的富营养化二、脱氮的物化法废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：1）

2、氨氮的吹脱法：二、脱氮的物化法调节pH值沉淀池吹脱塔出水排泥进水石灰或石灰乳吹脱法脱氨工艺流程这一平衡受pH的影响，pH为10.5~11.5时，因废水中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。二、脱氮的物化法2）加氯法去除氨氮：每mgNH4+--N被氧化为氮气，至少需要7.5mg的氯。加氯反应池活性炭吸附塔NaOCl进水出水二、脱氮的物化法3）选择性离子交换法去除氨氮：采用沸石作为除氨的离子交换体。澄清或过滤沸石离子交换床出水再生液脱氮NH3或N2进水三、除磷的物化法（混凝沉淀法）1）铝盐除磷:羟磷灰石一般用Al2(SO4)3，聚氯化铝（PAC）和

3、铝酸钠（NaAlO2）2）铁盐除磷：FePO4、Fe(OH)3一般用FeCl2、FeSO4或FeCl3、Fe2(SO4)33）石灰混凝除磷:第二节废水生物脱氮的基本原理一、生物脱氮的基本过程：①氨化(ammonification)——含氮有机物，在生物处理过程中被（好氧或厌氧）异养微生物氧化分解为氨氮；②硝化(nitrification)——由好氧自养硝化菌将氨氮转化为NO2和NO3；③反硝化(denitrification)——缺氧条件下，在异养反硝化菌的作用下将NO2和NO3还原转化为N2。二、硝化反应（Nitrification）分为两步

4、：由两组自养型硝化菌分步完成：①氨氧化细菌，或亚硝化细菌（Nitrosomonas）；②亚硝酸盐氧化细菌，或硝化细菌（Nitrobacter）1、硝化细菌的特性●都是革兰氏阴性、无芽孢的短杆菌和球菌；●强烈好氧，不能在酸性条件下生长；●无需有机物，以无机含氮化合物为能源，以无机C（CO2或HCO3-）为碳源；●化能自养型；●生长缓慢，世代时间长。2、硝化反应过程及反应方程式：①亚硝化反应：●亚硝酸盐细菌的产率是：0.146g/gNH4+-N●氧化1mgNH4+-N为NO2--N，需氧3.16mg●氧化1mgNH4+-N为NO2--N，需消耗7.08mg

5、碱度以(CaCO3计)加上合成，则：55NH4++76O2+109HCO3-C5H7O2N+54NO-2+57H2O+104H2CO32、硝化反应过程及反应方程式：②硝化反应：加上合成，则：硝酸盐细菌的产率是：0.02g/gNO2-N氧化1mgNO2-N为NO3-N，需氧1.11mg几乎不消耗碱度2、硝化反应过程及反应方程式：③总反应：加上合成，则：氧化1mgNH4+-N为NO3—N，需氧4.57mg，其中亚硝化反应3.43mg，硝化反应1.14mg，需消耗碱度7.14mg(以CaCO3计)3、硝化反应的环境条件：①好氧条件(DO不小于1mg/l

6、)，并能保持一定的碱度以维持稳定的pH值(适宜的pH为8.0~8.4)；②一般要求进水BOD5在15~20mg/l以下；③适宜温度：20~30C；<15C，速率下降；<5C，完全停止；④污泥龄，须大于其最小世代时间(一般为3~10天)；⑤抑制物质：高浓度的氨氮、（亚）硝酸盐、有机物、重金属离子等三、反硝化反应1、反硝化反应过程及反硝化菌定义：硝酸盐或亚硝酸盐在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮（N2）的过程；反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，并不是一类专门的细菌，分属近十个不同的属，存在于土壤和污水处理系统中，如变形杆菌、假单胞菌等，土壤微生物中有50%

7、是这一类具有还原硝酸盐能力的细菌；反硝化菌能在缺氧条件下，以NO2-N或NO3-N为电子受体，以有机物为电子供体，而将氮还原；①同化反硝化，最终产物是有机氮化合物，是菌体的组成部分；②异化反硝化，最终产物为分子态的氮气。反硝化反应的方程式以[H]为电子供体：反硝化反应方程式以甲醇为电子供体：碳源：①废水中有机物，若BOD5/TKN>3~5时，即可；②外加碳源，多为甲醇；③内源呼吸碳源—细菌体内的原生物质及其贮存的有机物。适宜pH：6.5~7.5；溶解氧应控制在0.5mg/l以下；适宜温度：20~40C2反硝化反应的影响因素生物脱氮的基本原理有机氮NH

8、4+-NNO2-NNO3-NNO2-NN2①氨化作用亚硝化作用硝化作用②硝化作用③反硝化