發(fā)酵工藝學(xué)：第十章 微生物脫氮除磷

1、第十章第十章 微生物脫氮除磷微生物脫氮除磷n第一節(jié)第一節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮n一級標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)n廢水廢水磷磷含量在含量在005mg/L5mg/Ln氨氮氨氮 15mg15mgL L微生物脫氮基本原理微生物脫氮基本原理 生物脫氮主要通過硝化作用和反硝化作生物脫氮主要通過硝化作用和反硝化作用來完成。用來完成。 分別為好氧段和缺氧段分別為好氧段和缺氧段微生物脫氮硝化作用段 硝化作用是硝化作用是指指NH3被氧化被氧化成成NO2，再，再被氧化被氧化成成NO3的過程。的過程。 反應(yīng)：反應(yīng)： NH3 NO2 NO3 微生物：亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，兩微生物：亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌，兩者為化能自養(yǎng)菌，專性好氧，要

2、求中者為化能自養(yǎng)菌，專性好氧，要求中性、弱堿性環(huán)境，最適溫度性、弱堿性環(huán)境，最適溫度25 30 ，pH值范圍值范圍7.58.0。 脫碳氧化去除COD 脫碳菌好氧有機(jī)物呼吸的細(xì)菌，以有機(jī)物為碳源 硝化菌好氧氨鹽呼吸的細(xì)菌，以碳酸鹽為碳源（NH4+NO2-NO3-) 硝化菌的碳源是脫碳菌的代謝產(chǎn)物； 有機(jī)碳源豐富時，脫碳菌世代周期短生長迅速 ，硝化菌氧利用不足，生長緩慢；硝化作用階段包含脫碳、硝化兩個反應(yīng)硝化作用階段包含脫碳、硝化兩個反應(yīng) 硝化脫氮時有時需要補(bǔ)堿（Na2CO3或NaOH)? 硝化作用消耗堿（NH4+、CO3-），水pH下降；補(bǔ)充碳源、升高pH 硝化菌世代周期長，容易從活性污泥系統(tǒng)中

3、被洗掉，如何解決？ 掛生物膜或投加懸浮填料 定期投菌微生物脫氮反硝化作用段 反硝化作用是指兼性厭氧的硝酸鹽還原菌將反硝化作用是指兼性厭氧的硝酸鹽還原菌將硝酸鹽還原為硝酸鹽還原為N2的過程。的過程。 反應(yīng)反應(yīng)：H NO3 H NO2 N2O N2 微生物：假單胞菌屬的微生物在厭氧條件下微生物：假單胞菌屬的微生物在厭氧條件下利用利用NO3 氧化有機(jī)質(zhì)，獲得能量，碳源來氧化有機(jī)質(zhì)，獲得能量，碳源來自有機(jī)物，最終電子受體為自有機(jī)物，最終電子受體為NO3、 NO2，要求中性、弱堿性環(huán)境，最適溫度要求中性、弱堿性環(huán)境，最適溫度10 35 ，pH值范圍值范圍7.08.0，微生物脫氮反硝化作用段 細(xì)菌：反硝化

4、細(xì)菌（兼性厭氧菌）細(xì)菌：反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌） 碳源：原水中碳源：原水中BOD 硝酸鹽來源：回流出水中的硝化產(chǎn)物硝酸鹽來源：回流出水中的硝化產(chǎn)物影響微生物脫氮的因素 pH值值:硝化反應(yīng)要耗堿，如果污水中沒有足夠硝化反應(yīng)要耗堿，如果污水中沒有足夠的堿度，隨著硝化的進(jìn)行，的堿度，隨著硝化的進(jìn)行，pH值會急劇下降，值會急劇下降，而硝化細(xì)菌對而硝化細(xì)菌對pH十分敏感，硝化細(xì)菌和亞硝十分敏感，硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌分別在化細(xì)菌分別在7.07.8和和7.78.1時活性最強(qiáng)。時活性最強(qiáng)。 溫度溫度:兩類硝化細(xì)菌的最適溫度在兩類硝化細(xì)菌的最適溫度在30左右。左右。 溶解氧溶解氧 硝化過程的硝化過程的DO一般應(yīng)

5、維持在一般應(yīng)維持在1.02.0 mg/L。 碳源碳源 外加碳源：當(dāng)廢水中所含碳（外加碳源：當(dāng)廢水中所含碳（BOD5）與總氮的比值小于與總氮的比值小于3：1時，需外加碳時，需外加碳源，多采用甲醇。源，多采用甲醇。好氧好氧脫碳脫碳硝化硝化濾池濾池進(jìn)水進(jìn)水厭氧厭氧反硝反硝化化 濾池濾池 補(bǔ)充反硝化菌的碳源！補(bǔ)充反硝化菌的碳源！利用進(jìn)水中的BOD生物脫氮工藝流程A/O法工藝：法工藝： A/O法工藝是指用一個缺氧反應(yīng)器和另一個好法工藝是指用一個缺氧反應(yīng)器和另一個好氧反應(yīng)器組成的聯(lián)合系統(tǒng)，缺氧段位于前面，氧反應(yīng)器組成的聯(lián)合系統(tǒng)，缺氧段位于前面，進(jìn)行反硝化，好氧段位于后面，進(jìn)行硝化和脫進(jìn)行反硝化，好氧段位于

6、后面，進(jìn)行硝化和脫碳反應(yīng)，從好氧段出來的部分混合液回流至缺碳反應(yīng)，從好氧段出來的部分混合液回流至缺氧反應(yīng)器的進(jìn)水端，一部分進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥氧反應(yīng)器的進(jìn)水端，一部分進(jìn)入二沉池進(jìn)行泥水分離。水分離。廢廢水水好好氧氧脫脫碳碳缺缺氧氧反反硝硝化化沉淀池沉淀池好好氧氧硝硝化化沉淀池沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水出水回流回流 活性污泥法典型工藝活性污泥法典型工藝A/O工藝（缺氧、好氧工藝）工藝（缺氧、好氧工藝）第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫磷微生物脫磷生物除磷生物除磷:就是利用聚磷菌一類微生物，就是利用聚磷菌一類微生物，能夠過量的從外部攝取磷，并將磷以聚能夠過量的從外部攝取磷，并將磷以聚合形式貯藏在

7、菌體內(nèi)，形成高磷污泥，合形式貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從廢水中除磷的效果。排出系統(tǒng)外，達(dá)到從廢水中除磷的效果。磷磷-不同于氮，不能形成氧化體和還原體，但不同于氮，不能形成氧化體和還原體，但有固態(tài)和溶解態(tài)轉(zhuǎn)化的特點。有固態(tài)和溶解態(tài)轉(zhuǎn)化的特點。生物除磷中的微生物 積磷菌積磷菌 是一類生長緩慢的細(xì)菌，在厭氧條件下，是一類生長緩慢的細(xì)菌，在厭氧條件下，分解體內(nèi)的聚磷來獲得能量生長繁殖，分解體內(nèi)的聚磷來獲得能量生長繁殖，在好氧條件和外界營養(yǎng)基質(zhì)少的情況下，在好氧條件和外界營養(yǎng)基質(zhì)少的情況下，分解體內(nèi)的分解體內(nèi)的PHB獲得能量而生長繁殖，獲得能量而生長繁殖，故它與不積磷菌相比更能適應(yīng)厭氧

8、、好故它與不積磷菌相比更能適應(yīng)厭氧、好氧交替的環(huán)境而成為優(yōu)勢菌群。氧交替的環(huán)境而成為優(yōu)勢菌群。 聚磷菌聚磷菌-甲單胞菌屬、氣單胞菌屬：起甲單胞菌屬、氣單胞菌屬：起主要作用；主要作用； 不動桿菌屬：儲存聚磷的能力最強(qiáng)；不動桿菌屬：儲存聚磷的能力最強(qiáng)； 某些反硝化菌：也能超量吸收磷；某些反硝化菌：也能超量吸收磷； 好氧時好氧時：大量繁殖（大量繁殖（消耗消耗好氧好氧狀態(tài)能源狀態(tài)能源聚聚-羥丁酸（羥丁酸（PHB）， 逆濃度梯度過量吸磷（逆濃度梯度過量吸磷（貯備貯備厭氧厭氧狀態(tài)能狀態(tài)能源源多聚磷酸鹽顆粒多聚磷酸鹽顆粒(即異染顆粒即異染顆粒) ）；）； 厭氧時厭氧時：正相反正相反不繁殖，不繁殖，釋放磷酸鹽

9、釋放磷酸鹽于體外（產(chǎn)生能量供其于體外（產(chǎn)生能量供其儲備儲備消耗消耗好氧好氧狀態(tài)狀態(tài)能源能源PHB）。有有機(jī)機(jī)基基質(zhì)質(zhì) 厭厭氧氧區(qū)區(qū) 好好氧氧區(qū)區(qū) 乙乙酸酸 P 聚磷菌 聚磷菌 O2 聚磷菌 聚磷菌產(chǎn)產(chǎn)酸酸菌菌聚聚PPHBPHB聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做種做種大部分大部分（P）去除去除2工藝簡介 脫磷工藝進(jìn)進(jìn)水水厭氧放磷好氧聚磷出出水水部分污泥回流接種剩余污剩余污泥處理泥處理沉淀脫磷 皓月集團(tuán)是亞洲地區(qū)最大肉牛加工企業(yè)，皓月集團(tuán)是亞洲地區(qū)最大肉牛加工企業(yè)， 主營牛羊屠宰、皮革加工、熟食生產(chǎn)等，主營牛羊屠宰、皮革加工、熟食生產(chǎn)等， 請你幫助設(shè)計一個污水處理系統(tǒng)，要求請你幫助設(shè)計一個污水處理系統(tǒng)，要求出水水質(zhì)較好，占地面積小。出