脱氮除磷污水处理工艺.ppt

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1、脱氮除磷污水处理工艺生物法脱氮的理论基础: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↓←反硝化菌氮气生物法除磷的理论基础:生物除磷是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量地，在数量上超过其生理需要，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态储藏在体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从污水中除磷的效果。有机磷ADPATP无机磷无机磷ATPADP有机磷释放聚磷聚磷菌→聚磷菌合成降解溶解

2、质ATPADPPHBPHBADPATP无机物厌氧段好氧段聚磷菌的作用机理短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷理论的工艺：SHARON工艺、ANAMMOX工艺、CANON工艺、SHARON与ANAMMOX联合工艺、PHOREDOX工艺、BCFS工艺中温亚硝化(SHARON)SHARON工艺又叫短程硝化-反硝化。SHARON工艺是荷兰Delft技术大学开发的一种新型的脱氮工艺。其基本原理可用方程式(1)表示,即碱度充足的条件下,污水中50%的氨氮被亚硝化菌氧化为ＮＯ2---Ｎ。因仅一半氨氮被氧化且硝化作用仅进行到亚硝化阶段,SHARON常又称为半硝化。0.5ＮＨ4++

3、0.75Ｏ2→0.5ＮＯ2-+Ｈ++0.5Ｈ2Ｏ(1)该工艺的本质是通过控制环境温度造成两类细菌不同的增长速率,利用该动力学参数的不同造成“分选压力”。使用无需污泥停留(以恒化器方式运行,其SRT=HRT)的单个CSTR反应器来实现,在较短的HRT(即SRT)和30~40℃的条件下,可有效地通过种群筛选产生大量的亚硝酸盐氧化菌,并使硝化过程稳定地控制在亚硝化阶段,以ＮＯ2-为硝化终产物。SHARON工艺适用于含高浓度氨(>500ｍｇ/Ｌ)废水的处理工艺,尤其适用于具有脱氮要求的预处理或旁路处理,如污泥消化池上清夜的处理。目前荷兰已有两家污水处理厂采用了此工艺。ＳＨＡ

4、ＲＯＮ工艺主要有2个反应条件,一是碱度,另一是温度。从式(1)中可看出1ｍｏｌＮＨ+4需要1ｍｏｌＨＣＯ-3,若碱度供应不足,ｐＨ会迅速下降,若降至64以下,反应将停止,这与传统的硝化反应相似。另一方面温度要求25℃以上。温度是用以使亚硝化菌占优势从而控制硝化过程。图1显示了温度对亚硝化菌和硝化菌的最小泥龄的影响。当温度高于15℃时,亚硝化菌的最小泥龄低于硝化菌的最小泥龄,因此在高温度条件下(图中为35℃)通过控制泥龄,可将长泥龄的硝化菌清洗出系统,保证硝化过程停留在半硝化(ＮＯ-2)阶段。除磷脱氮DOKHAVEN污水处理厂在它1987年投入运行后已升级多次。除经济

5、利益的驱动外，主要是因为环境标准的不断提高。出水对磷的限制早在1995年便已非常严格，要求出水磷的浓度最高标准为1mgP/L。这意味着原始设计不能满足排放要求，处理工艺必须升级。因受场地限制，一种精心设计的化学方法被选择在A段曝气池进行除磷，这是因为若在B段曝气池实施化学除磷会影响硝化过程。一种铁盐、一种混凝剂、一种絮凝剂被结合在一起用于化学除磷，这种方法称为“三药剂”方法。这种特殊的方法比传统化学方法能节省40%的运行费用。因此，可做到环境与经济效益上的双赢。[KG)]从2006年起对出水氮的限制将由现在的TKN改为总氮控制。显然，原始设计不能满足新的要求，不得不

6、寻求适合该处理厂特点的新方法。SHARON和ANAMMOX这两项最新的现代技术因此成了单独处理污泥消化液的首选。根据SHARON技术原理，带余温的污泥硝化液刚好满足中温亚硝化对温度的需要。SHARON技术除节省1/4供氧量的特点外，还具有低的投资费用、低的运行费用、不产生化学副产品、运行维护简单、启动容易、对高进水SS浓度不敏感、无异味等运行优势。图3为一SHARON工艺的现场图片。图3SHARON工艺实际构筑物SHARON反应器使一半的氨氮氧化至亚硝酸氮（无需控制pH），剩余一半氨氮与转化而来的亚硝酸氮（进水总氨氮的一半）刚好形成1∶1ANAMMOX所需的摩尔关系

7、，使氨氮和亚硝酸氮自养直接转化为氮气。与传统的硝化/反硝化过程相比，SHARON/ANAMMOX过程可使运行费用减少90%，CO2排放量减少88%，不产生N2O有害气体，无需有机物，不产生剩余污泥，节省占地50%，具有显著的可持续性与经济效益特点。图4显示了气体循环ANAMMOX反应塔现场实物图片（利用一废弃浓缩池改建而成）。经SHARON/ANAMMOX对污泥消化液单独进行脱氮处理可使整个处理厂出水氮浓度下降至少5mgN/L，与原始设计相比出水刚好能满足未来出水标准。SHARON反应器使一半的氨氮氧化至亚硝酸氮（无需控制pH），剩余一半氨氮与转化而来的亚硝酸氮