生活污水中PPT課件

1、（二）生物法脫氮1、生物脫氮機(jī)理 生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過程。其中包括硝化和反硝化兩個反應(yīng)過程。 第1頁/共35頁（1）硝化反應(yīng) 硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH4轉(zhuǎn)化為NO2和NO3的過程。 由亞硝酸菌和硝酸菌兩種菌共同完成的。 這兩種菌屬于化能自養(yǎng)型微生物。定義 細(xì)菌第2頁/共35頁2NH4 3O22NO2 4H 2H2O硝化菌2NO2 O2 2NO3硝化菌總反應(yīng)式： NH4 2O2NO3 2H H2O 硝化菌 硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)菌，生長率低，對環(huán)境條件變化較為敏感。第3頁/共35頁 溫度 低于15時，反應(yīng)速度迅速下降，5時反應(yīng)幾乎完全停止。影響

2、因素 硝化反應(yīng)的適宜溫度為2030 硝化菌是自養(yǎng)菌，若水中BOD5值過高，將有助于異氧菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降。 BOD5/TKN 第4頁/共35頁下降下降第5頁/共35頁 硝化菌的泥齡 硝化菌的生長世代周期較長，為了保證硝化作用的進(jìn)行，泥齡應(yīng)取大于硝化菌最小世代時間兩倍以上。 溶解氧 硝化反應(yīng)對溶解氧有較高的要求，處理系統(tǒng)中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。第6頁/共35頁 硝化菌受PH值的影響很敏感，適宜的PH值78。 pH值 在廢水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)PH值的變化。第7頁/共35頁（2）反硝化反應(yīng) 反硝化反應(yīng)是指在無氧條件下，反硝 化菌將硝酸鹽氮（NO3）和亞硝酸鹽

3、氮（NO2）還原為氮氣的過程。 定義 第8頁/共35頁6NO32CH3OH6NO22CO24H2O硝酸還原菌6NO23CH3OH3N23H2O6OH3CO2 亞硝酸還原菌6NO35CH3OH 5CO23N2+7H2O+ 6OH反硝化菌總反應(yīng)式：第9頁/共35頁反硝化菌屬異型兼性厭氧菌。 在有氧存在時，它會以O(shè)2為電子受體進(jìn)行好氧呼吸； 在無氧而有NO3或NO2存在時，則以NO3或NO2為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體和營養(yǎng)源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。第10頁/共35頁 在反硝化菌代謝活動的同時，伴隨著反硝化菌的生長繁殖，即菌體合成過程，其反應(yīng)如下：3NO314CH3OHCO23H 3C5H7O2N19H2

4、O式中C5H7O2N為反硝化微生物的化學(xué)組成。第11頁/共35頁反硝化還原和微生物合成的總反應(yīng)式為：從以上的過程可知，約96%的NO3-N經(jīng)異化過程還原，4%經(jīng)同化過程合成微生物。NO31.08CH3OHH0.065C5H7O2N0.47N20.76CO22.44H2O第12頁/共35頁影響因素BOD5/TKN 當(dāng)污水中BOD5/TKN35時，可認(rèn)為碳源充足。不同的有機(jī)碳將導(dǎo)致反硝化速率的不同。第13頁/共35頁碳源按其來源可分為三類： 外加碳源，多采用甲醇，因為甲醇被分解后的產(chǎn)物為CO2，H2O，不產(chǎn)生其它難降解的中間產(chǎn)物，但其費用較高； 原水中含有的有機(jī)碳； 內(nèi)源呼吸碳源細(xì)菌體內(nèi)的原生物質(zhì)

5、及其貯存的有機(jī)物；第14頁/共35頁 pH值 PH值高于8或低于6時，反硝化速率將迅速下降。 反硝化反應(yīng)的適宜PH值為6.57.5。第15頁/共35頁溫度 但溫度低于15時，反硝化速率明顯下降。 反硝化反應(yīng)的溫度范圍較寬，在5-40范圍內(nèi)都可以進(jìn)行。第16頁/共35頁第17頁/共35頁小結(jié) 從硝化和反硝化的機(jī)理可看出，硝化過程僅改變了廢水中氮素的存在形式，反硝化過程才是真正的脫氮過程。 反硝化具備的條件（1）污水中含有充足的電子供體；（2）厭氧或虧氧條件。 因此，污水中氨氮的去除，需先在好氧條件下進(jìn)行硝化處理，在厭氧或缺氧條件下進(jìn)行反硝化處理。 第18頁/共35頁（3）同化作用在生物處理過程中

6、，污水中的一部分氮（氨氮或有機(jī)氮）被同化成微生物細(xì)胞的組成部分，并以剩余活性污泥的形式得以從污水中去除的過程，稱為同化作用。當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度較低時，同化作用可能成為脫氮的主要途徑。 第19頁/共35頁（三）生物脫氮工藝1、三段生物脫氮工藝第20頁/共35頁2、Bardenpho生物脫氮工藝第21頁/共35頁3、A/O生物脫氮工藝第22頁/共35頁4、SBR工藝5、氧化溝工藝第23頁/共35頁（四）物理化學(xué)脫氮技術(shù)1、空氣吹脫法脫氮工藝 2、折點氯氧化法脫氮工藝 第24頁/共35頁二、廢水中磷的去除（一）來源生活污水與農(nóng)田排水，部分來自工業(yè)廢水。磷化合物是地表水是否富營養(yǎng)化的主要限制性元素。水中磷

7、是以正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷三種形態(tài)存在。生活污水中聚磷酸鹽和有機(jī)磷占總磷的70%左右，約10左右以固體形式存在。第25頁/共35頁（二）生物脫磷機(jī)理 在好氧條件下，聚磷菌不斷攝取并氧化分解有機(jī)物，產(chǎn)生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成，一部分則使ADP與H3PO4結(jié)合，轉(zhuǎn)化為ATP而儲存起來。細(xì)菌以聚磷的形式在細(xì)胞中儲存磷，其量可以超過生長所需，這一過程為聚磷菌磷的攝取。處理過程中，通過從系統(tǒng)中排除高磷污泥以達(dá)到去除磷的目的。 在厭氧和無氮氧化物存在的條件下，聚磷菌體內(nèi)的ATP進(jìn)行水解，放出H3PO4和能量，形成ADP。這一過程稱為聚磷菌磷的釋放。第26頁/共35頁（三）生物脫磷處理工藝

8、1、厭氧-好氧除磷工藝（A/O工藝）第27頁/共35頁2、Phostrip除磷工藝第28頁/共35頁（四）同步脫氮除磷處理技術(shù)1、A2/O工藝第29頁/共35頁2、Bardenpho工藝第30頁/共35頁3、Phoredox工藝厭氧反應(yīng)器第31頁/共35頁（五）其他除磷的方法 物理法除磷成本太高、技術(shù)復(fù)雜而很少應(yīng)用。 化學(xué)法除磷是最早采用的一種除磷方法。它是以磷酸鹽能和某些化學(xué)物質(zhì)如鋁鹽、鐵鹽、石灰等反應(yīng)生成不溶的沉淀物為基礎(chǔ)進(jìn)行的。這些反應(yīng)常有伴生反應(yīng)，產(chǎn)物具絮凝作用，有助于磷酸鹽的分離。第32頁/共35頁1.5Ca2+3PO43-+OH- Ca5(PO4)3(OH)2. Ca2+CO32- Ca CO33. Al3+PO43- AlPCO44. Al3+3OH- Al(OH)35. Fe3