污水生物脫氮除磷原理及工藝

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1、生物脫氮除磷原理及工藝概述生物脫氮原理生物脫氮工藝與技術(shù)生物除磷原理生物除磷工藝與技術(shù)同步脫氮除磷工藝第一節(jié)概述一、營(yíng)養(yǎng)元素的危害二、脫氮的物化法三、除磷的物化法一營(yíng)養(yǎng)元素的危害氨氮會(huì)消耗水體中的溶解氧；含氮化合物對(duì)人和其它生物有毒害作用：氨氮對(duì)魚(yú)類(lèi)有毒害作用；NO3?和NO2?可被轉(zhuǎn)化為亞硝胺——“三致”物質(zhì)；水中NO3?高，可導(dǎo)致嬰兒患變性血色蛋白癥——“Bluebaby”；氮磷濃度升高加速水體的“富營(yíng)養(yǎng)化”過(guò)程；太湖的富營(yíng)養(yǎng)化二、脫氮的物化法廢水中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮四種形式存在。廢水中，NH3與NH4+以如下的平衡狀態(tài)共存：1）

2、氨氮的吹脫法：二、脫氮的物化法調(diào)節(jié)pH值沉淀池吹脫塔出水排泥進(jìn)水石灰或石灰乳吹脫法脫氨工藝流程這一平衡受pH的影響，pH為10.5~11.5時(shí)，因廢水中的氮呈飽和狀態(tài)而逸出，所以吹脫法常需加石灰。二、脫氮的物化法2）加氯法去除氨氮：每mgNH4+--N被氧化為氮?dú)?，至少需?.5mg的氯。加氯反應(yīng)池活性炭吸附塔NaOCl進(jìn)水出水二、脫氮的物化法3）選擇性離子交換法去除氨氮：采用沸石作為除氨的離子交換體。澄清或過(guò)濾沸石離子交換床出水再生液脫氮NH3或N2進(jìn)水三、除磷的物化法（混凝沉淀法）1）鋁鹽除磷:羥磷灰石一般用Al2(SO4)3，聚氯化鋁（PAC）和

3、鋁酸鈉（NaAlO2）2）鐵鹽除磷：FePO4、Fe(OH)3一般用FeCl2、FeSO4或FeCl3、Fe2(SO4)33）石灰混凝除磷:第二節(jié)廢水生物脫氮的基本原理一、生物脫氮的基本過(guò)程：①氨化(ammonification)——含氮有機(jī)物，在生物處理過(guò)程中被（好氧或厭氧）異養(yǎng)微生物氧化分解為氨氮；②硝化(nitrification)——由好氧自養(yǎng)硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為NO2?和NO3?；③反硝化(denitrification)——缺氧條件下，在異養(yǎng)反硝化菌的作用下將NO2?和NO3?還原轉(zhuǎn)化為N2。二、硝化反應(yīng)（Nitrification）分為兩步

4、：由兩組自養(yǎng)型硝化菌分步完成：①氨氧化細(xì)菌，或亞硝化細(xì)菌（Nitrosomonas）；②亞硝酸鹽氧化細(xì)菌，或硝化細(xì)菌（Nitrobacter）1、硝化細(xì)菌的特性●都是革蘭氏陰性、無(wú)芽孢的短桿菌和球菌；●強(qiáng)烈好氧，不能在酸性條件下生長(zhǎng)；●無(wú)需有機(jī)物，以無(wú)機(jī)含氮化合物為能源，以無(wú)機(jī)C（CO2或HCO3-）為碳源；●化能自養(yǎng)型；●生長(zhǎng)緩慢，世代時(shí)間長(zhǎng)。2、硝化反應(yīng)過(guò)程及反應(yīng)方程式：①亞硝化反應(yīng)：●亞硝酸鹽細(xì)菌的產(chǎn)率是：0.146g/gNH4+-N●氧化1mgNH4+-N為NO2--N，需氧3.16mg●氧化1mgNH4+-N為NO2--N，需消耗7.08mg

5、堿度以(CaCO3計(jì))加上合成，則：55NH4++76O2+109HCO3-C5H7O2N+54NO-2+57H2O+104H2CO32、硝化反應(yīng)過(guò)程及反應(yīng)方程式：②硝化反應(yīng)：加上合成，則：硝酸鹽細(xì)菌的產(chǎn)率是：0.02g/gNO2?-N氧化1mgNO2?-N為NO3?-N，需氧1.11mg幾乎不消耗堿度2、硝化反應(yīng)過(guò)程及反應(yīng)方程式：③總反應(yīng)：加上合成，則：氧化1mgNH4+-N為NO3—N，需氧4.57mg，其中亞硝化反應(yīng)3.43mg，硝化反應(yīng)1.14mg，需消耗堿度7.14mg(以CaCO3計(jì))3、硝化反應(yīng)的環(huán)境條件：①好氧條件(DO不小于1mg/l

6、)，并能保持一定的堿度以維持穩(wěn)定的pH值(適宜的pH為8.0~8.4)；②一般要求進(jìn)水BOD5在15~20mg/l以下；③適宜溫度：20~30?C；<15?C，速率下降；<5?C，完全停止；④污泥齡，須大于其最小世代時(shí)間(一般為3~10天)；⑤抑制物質(zhì)：高濃度的氨氮、（亞）硝酸鹽、有機(jī)物、重金屬離子等三、反硝化反應(yīng)1、反硝化反應(yīng)過(guò)程及反硝化菌定義：硝酸鹽或亞硝酸鹽在反硝化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮（N2）的過(guò)程；反硝化菌屬異養(yǎng)型兼性厭氧菌，并不是一類(lèi)專(zhuān)門(mén)的細(xì)菌，分屬近十個(gè)不同的屬，存在于土壤和污水處理系統(tǒng)中，如變形桿菌、假單胞菌等，土壤微生物中有50%

7、是這一類(lèi)具有還原硝酸鹽能力的細(xì)菌；反硝化菌能在缺氧條件下，以NO2-N或NO3-N為電子受體，以有機(jī)物為電子供體，而將氮還原；①同化反硝化，最終產(chǎn)物是有機(jī)氮化合物，是菌體的組成部分；②異化反硝化，最終產(chǎn)物為分子態(tài)的氮?dú)?。反硝化反?yīng)的方程式以[H]為電子供體：反硝化反應(yīng)方程式以甲醇為電子供體：碳源：①?gòu)U水中有機(jī)物，若BOD5/TKN>3~5時(shí)，即可；②外加碳源，多為甲醇；③內(nèi)源呼吸碳源—細(xì)菌體內(nèi)的原生物質(zhì)及其貯存的有機(jī)物。適宜pH：6.5~7.5；溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/l以下；適宜溫度：20~40?C2反硝化反應(yīng)的影響因素生物脫氮的基本原理有機(jī)氮NH

8、4+-NNO2?-NNO3?-NNO2?-NN2①氨化作用亞硝化作用硝化作用②硝化作用③反硝化