水污染控制工程第十六章 生物脱氮除磷.ppt

第十六章 生物脱氮除磷;第一节 生物脱氮原理及影响因素;1.氮在水中的存在形态与分类;（1）富营养化——N、P引起，藻类问题（滇池，太湖）； （2） 通过硝化作用引起水体缺氧； （3）NH3对水生生物的毒害； （4）硝酸盐对人类健康的影响；;太湖的富营养化;;3.化学法除氮;;通过适当的控制，可完全去除水中的氨氮。;;(3) 离子交换法;二 生物脱氮原理与影响因素;生物脱氮基本过程;（1）氨化反应;在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。;影响因素; 反硝化反应是指在无氧的条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。; 在反硝化菌代谢活动的同时，伴随菌体合成过程， 用C5H7O2N赛表反硝化微生物的化学组成反应如下：;反硝化过程的影响因素;反应类型;生化反应类型;2 生物脱氮工艺;“一级”曝气池：去除 COD、BOD，BOD15-20mg/l 有机氮转化为 NH3 、NH4+ ； “二级”硝化曝气池：NH3 、NH4+生成NO3－-N，碱度下降； “三级”反硝化池：厌氧、好氧交替运行。 甲醇投加量： CM=2.47N0（初始NO3-N浓度）+1.53N(初始NO2-N浓度)+0.87D（初始DO浓度）;（2）改进的二级生物脱氮系统;（3）Bardenpho生物脱氮工艺; 设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。;（4）缺氧—好氧生物脱氮工艺(A/O工艺);内循环（硝化液循环）;; ηN——除氮的%； r——硝化混合液回流比（为混合液流量与处理污水量的比值） R——沉淀池污泥回流比 Q——进水流量 对A/O而言，要保证：回流比85%，总回流比600%;3 生物脱氮理论新理念;以亚硝酸盐作为氧化剂将氨氧化为氮气，或以氨作为电子供体将亚硝酸盐还原程氮气的生物反应，称为厌氧氨氧化。 能够进行厌氧氨氧化的微生物称为厌氧氨氧化菌。;NH4+ + 1.5O2 →→ NO2- + H2O + 2H+ （?G? = -275 kJ/mol） NH4+ + 2O2 →→ NO3- + H2O + 2H+ （?G? = -349 kJ/mol ） NH4+ + NO2- → N2 + 2H2O （?G? = -357 kJ/mol ）; ANAMMOX微生物成功地在实验室流化床与SBR反应器中培养、富集到一定浓度，合成培养基为氨氮与亚硝酸氮的混合物。;（2）短程硝化反硝化（中温亚硝化） (Single reactor for High Ammonium Removal Over Nitrite，SHARON) ;节约 CH3OH 40%;亚硝化细菌和硝化细菌的最小污泥龄与温度关系; 亚硝酸细菌在有氧条件下把氨氧化为亚硝酸； 厌氧氨氧化菌能够在无氧条件下把氨和亚硝酸盐转化为氮气； 利用亚硝酸菌和厌氧氨氧化菌的协同作用可以把氨转化为氮气； 整个过程无需外源有机物质。;NH4+ + 1.5O2 →→ NO2- + H2O + 2H + NH4 ++ 1.32NO2- + 0.066HCO3- + 0.13H+ →→0.066CH2O0.5N0.15 + 1.02N2 + 0.26NO3- + 2.03H2O;如果生物膜系统内ANAMMOX微生物和硝化微生物能同时生长，那么生物膜内一体化完全自养脱氮工艺便可以实现。这种生物膜内自养脱氮工艺被称为CANON (Completely Autotrophic N-removal Over Nitrite)。;CANON工艺生物膜反应模型 ;第二节 生物除磷原理及影响因素;1.P0.5mg/l，促进富营养化； 2.P0.5mg/l，能控制藻类的过度生长； 3.P低于0.05mg/l时，藻类几乎停止生长。;含磷化合物;一般城市污水水质与排放要求;一 化学除磷法;;常规活性污泥法的微生物同化和吸附;二 生物强化除磷工艺原理; 进入好氧后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出能量供聚磷菌增殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。;生物除磷机理;ADP ; （1）假单胞菌属、气单胞菌属：主要作用，15%--20%； （ 2）不动杆菌属：储存聚磷的能力最强； （3）某些反硝化菌：也能超量吸收磷； （4）发酵产酸菌：将大分子物质降解