生物脫氮除磷whr

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1、隨著工業(yè)化及人口增長的繼續(xù)，水體富營養(yǎng)化所帶來的問題愈發(fā)嚴重，從而加速了水體的污染和老化。而這一切都是因為排入水體的污水中含有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。于是人們在去除BOD的基礎上開始探求高效、節(jié)能的生物脫氮除磷污水處理系統(tǒng)　　2.1生物脫氮的基本原理??　　污水中氮的去除通常分為三步：氨化、硝化和反硝化，并分別由不同的細菌來完成?！　、侔被饔谩　『袡C物經(jīng)微生物降解釋放出氨的過程，稱為氨化作用。這里的含氮有機物一般指動物、植物和微生物殘體及其排泄物、代謝物所含的有機氮化合物，主要包括蛋白質(zhì)、核酸、尿素、尿酸、幾丁質(zhì)、磷酸脂等含氮有機

2、物，它們都能被相應的微生物分解并釋放出氨氮。　　無論是在好氧還是在厭氧條件下，氨化作用在中性、酸性或堿性條件下均能進行，只是作用的微生物種類不同、作用的強弱不一。只有當環(huán)境中存在一定濃度的酚或木質(zhì)素—蛋白質(zhì)復合物時，才會阻滯氨化作用的進行。②硝化作用　　硝化作用是指將NH3氧化成NO2-，然后再氧化成NO3-的過程。硝化作用由兩類細菌參與，亞硝化菌將NH3氧化成NO2-，硝化桿菌將NO2-氧化成NO3-。由于它們均為自養(yǎng)菌，故能利用氧化過程釋放的能量，將CO2合成為細胞有機物質(zhì)。硝化作用的程度往往是生物脫氮的關(guān)鍵所在?！　∠趸?/p>

3、生長計量式（基于質(zhì)量）如下：　　NH4+＋3.3O2＋6.708HCO3-→0.129C5H7O2N＋3.373NO3-＋1.041H2O＋6.463H2CO3　　由上式可以看出，氨氧化為硝酸鹽的過程消耗了大量的堿度：6.708mgHCO3-/mgNH4+，相當于8.62mgHCO3-/mgNH4+-N。堿度的大量消耗與中和氧化過程中釋放的氫離子有關(guān)，只有一小部分堿度轉(zhuǎn)化為細胞物質(zhì)。如果細胞中的堿度不足，且未對pH值進行控制，那么pH值將會下降到正常的生理范圍值以下，抑制自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌的活性，從而影響系統(tǒng)的正常運行。此外硝化過程還

4、需要相當量的氧氣?？傊?，硝化細菌的生長對系統(tǒng)中微生物的總量并沒有什么影響，但對需氧量和堿度卻有很大的影響。③反硝化作用　　反硝化作用是指硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原成氣態(tài)氮和氧化亞氮的過程。參與這一過程的細菌稱為反硝化菌。大多數(shù)反硝化菌是異養(yǎng)的兼性厭氧細菌。反硝化過程的電子受體是硝酸鹽根和亞硝酸鹽根，電子供體為各種各樣的有機基質(zhì)?！　≡谙趸^程中耗去的氧能被回收并重復利用于反硝化過程中，使有機基質(zhì)氧化。另外，每還原1mg硝酸鹽氮生成3.57g堿度，這在一定程度上緩解了系統(tǒng)對堿度的需求?！　?.2生物除磷機理??　　目前普遍認同的生物除磷

5、理論是“聚合磷酸鹽累積聚合物”（Poly-phosphateAccumulatingOrganisms）的攝磷釋磷原理。在厭氧條件下，聚磷菌消耗糖元，將胞內(nèi)的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞外，并從中獲取能量，同時將環(huán)境中的有機碳源（揮發(fā)性脂肪酸VFA）以胞內(nèi)碳能源存貯物（主要為PHB，聚-β-羥基丁酸）的形式貯存?！　≡诤醚鯒l件下，聚磷菌以O2為電子受體，氧化胞內(nèi)貯存的PHB，利用產(chǎn)生的能量過量地從環(huán)境中攝取磷，以聚磷酸高能鍵的形式存貯。通過排放富磷的剩余污泥可實現(xiàn)磷的去除?！　∮缮鲜鰴C理可知，生物脫氮、除磷工藝應包括厭氧、缺氧、好氧

6、三種狀態(tài)。各工藝的出發(fā)點就是通過優(yōu)化三種狀態(tài)的組合方式和數(shù)量分布的時間變化以及回流方式和回流位置等創(chuàng)造出更適合特定微生物生長的環(huán)境，以達到高效脫氮、除磷的目的?！　?常規(guī)脫氮、除磷工藝的分析??　　3.1A2/O工藝（Anaerobic-Anoxic-Oxic-process）??　　厭氧/缺氧/好氧(AnaerobicAnoxicOxic)簡稱A2/O工藝，是一種典型的生物脫氮除磷工藝，得到了廣泛的應用。污水首先進入?yún)捬鯀^(qū)與回流污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下將部分易生物降解的大分子有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為VFA；聚磷菌釋磷并吸收VFA

7、以PHB的形式貯存于胞內(nèi)。在缺氧區(qū)，反硝化菌利用進水中的有機物質(zhì)和回流中的硝酸鹽進行反硝化，同時去碳、脫氮。在好氧區(qū)，有機物濃度相當?shù)?，有利于自養(yǎng)硝化菌的繁殖，同時聚磷菌超量吸磷。通過高磷污泥的排放達到除磷的目的。圖1??A2O工藝　　我國已建成多座采用A2/O工藝的城市污水處理廠，如天津紀莊子污水處理廠。從運行效果來看，其脫氮除磷效果不穩(wěn)定。這是因為生物脫氮、除磷工藝包括硝化、反硝化、釋磷和攝磷過程，每一過程都有固定的或?qū)Ｐ晕⑸镱惾簛硗瓿桑煌奈⑸飳Νh(huán)境的要求不同，因此，不可避免的產(chǎn)生了矛盾?！　?.2生物除磷和脫氮之間的

8、矛盾關(guān)系??　　①泥齡問題　　硝化菌的最大比增值速度μmax的值較小，因而繁殖速度慢，世代時間長，故硝化需要較長的泥齡，一般為10~15天。而除磷是通過高磷污泥的排放實現(xiàn)的，研究表明當泥齡大于5天時，除磷效果隨泥齡的增加而降低，除磷的最佳泥齡為5~