污水處理廠-08污水脫氮除磷及深度處理工藝的運(yùn)行管理

1、第八章 污水脫氮除磷及深度處理工藝的運(yùn)行管理第一節(jié) 生物脫氮除磷工藝的運(yùn)行管理一、生物脫氮除磷技術(shù) 1生物脫氮 污水中的總氮通過以下3個(gè)途徑被脫出。 (1)氨化反應(yīng) 有機(jī)氮化合物在氨化菌的作用下，分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。例如氨基酸的分解。 (2)硝化作用 在硝化菌的作用下，氨態(tài)氮進(jìn)一步分解氧化。首先，在亞硝酸菌的作用下，氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮。在這之后，亞硝酸氮在硝化菌的作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸氮。 (3)反硝化作用 反硝化反應(yīng)是指硝酸氮()和亞硝酸鹽氮()在反硝化菌的作用下，被還原成氣態(tài)氮()的過程。反硝化菌是屬于異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在缺氧條件下，以硝酸氮為電子受體，以有機(jī)底物(碳源)為電子供體。因此其反

2、應(yīng)可分為同化反硝化和異化反硝化。 2生物除磷 生物除磷是指利用聚磷菌一類生物，能夠過量的在數(shù)量上超過其生理需要的從外部環(huán)境(污水中)攝取磷，并將磷從聚合的形態(tài)儲藏在菌體內(nèi)，形成富含磷的污泥再排出污水處理系統(tǒng)之外，達(dá)到從廢水中除磷的作用 1 ）厭氧區(qū) (1)發(fā)酵作用：在沒有溶解氧和硝態(tài)氮存在的厭氧狀態(tài)下，兼性菌將溶解性有機(jī)物(BOD)轉(zhuǎn)化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物(VFA)。 (2)聚磷菌釋放磷：聚磷菌吸收厭氧區(qū)產(chǎn)生的VFA或來自污水的VFA，并將其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)，同化為細(xì)胞內(nèi)碳能源存儲物 (PHBPHV)，所需的能量來源于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解。并導(dǎo)致磷酸鹽的釋放。 2）好氧區(qū) (1)磷的吸收：細(xì)菌

3、以聚磷的形式存儲超出生長需要的磷量，通過PHBPHV的氧化分解產(chǎn)生能量，用于磷的吸收和聚磷合成。 (2)合成新的聚磷菌細(xì)胞，產(chǎn)生富磷污泥。 3）除磷系統(tǒng) 剩余污泥的排放：通過排放剩余污泥，將磷排出系統(tǒng)之外去除磷。二、工藝控制 1無硝化反硝化的生物除磷系統(tǒng)此時(shí)，不要求去除氨氮也不要求去除總氮，工藝基本上是采用中高負(fù)荷。泥齡在37天，水在用于釋放磷的池子中停留時(shí)間一般為812h，以保證在好氧處理段不發(fā)生硝化反應(yīng)，最終使回流污泥中不含硝酸鹽，從而提高整個(gè)處理系統(tǒng)的除磷效果。2 有硝化反硝化工藝的生物除磷系統(tǒng) 此時(shí)，工藝一般都包含厭氧、缺氧和好氧三種基本狀態(tài)的交替，這些工藝間的主要差異是這三種狀態(tài)的組

4、合方式和數(shù)量分布的時(shí)間和空間變化。 如果僅要求硝化或部分反硝化(出水TN為612 mgL)，可采用污泥齡為515d。 如果脫氮要求很高時(shí)(出水TN為3mgL)宜采用長泥齡。泥齡為1525d。 在釋磷池，盡量建成推流式構(gòu)造，也可以是一系列完全混合池相串聯(lián)的反應(yīng)池，這樣，也可以保證釋磷池中沒有硝酸鹽，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的除磷效率 3影響脫氮效果的主要因素 1)對硝化細(xì)菌的影響因素 溶解氧(DO)：溶解氧是硝化反應(yīng)過程中的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧高低，必將影響硝化反應(yīng)的進(jìn)程，在進(jìn)行硝化反應(yīng)的曝氣池中，據(jù)試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，溶解氧的含量不能低于lmgL。當(dāng)FM低時(shí)，DO較低，硝化良好；FM中等時(shí)，DO必須保持

5、在較高條件下，方能保證硝化良好。 溫度(T)：硝化反應(yīng)適宜的溫度是2030，15以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降，低于4時(shí)完全停止。 pH值：硝化菌對pH值的變化非常敏感，最佳pH值是7.08.0。在這一最佳值的條件下，硝化菌硝化速率基本不受影響。 生物固體平均停留時(shí)間(污泥齡)：為了使硝化菌群能夠在連續(xù)流反應(yīng)器中存活，微生物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間必須大于自養(yǎng)型硝化菌的最小世代時(shí)間，否則硝化菌的流失率將大于凈增殖率，使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡。一般對于泥齡的取值，至少應(yīng)為硝化菌最小世代時(shí)間的2倍以上。 重金屬及有害物質(zhì)：除重金屬外，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有高濃度的、高濃度的等。 2) 對反硝化作用

6、的影響因素 （1）碳源：能為反硝化菌所利用的碳源是多種多樣的，但從污水生物脫氮工藝來考慮，可分為以下幾類。 污水中所含的碳源。這是比較理想和經(jīng)濟(jì)的碳源。一般認(rèn)為，當(dāng)廢水中BOD5TKN46時(shí)，即可認(rèn)為碳源充足，無需外加碳源。 外加碳源。當(dāng)源水中C、N比值過低，如BOD5TKN36時(shí)，即須另外投加有機(jī)碳源。多采用投加甲醇(CH3OH)，因?yàn)樗环纸夂蟮漠a(chǎn)物為CO2和H2O，不留任何難于降解的中間產(chǎn)物，而且反硝化速率高。 （2）pH值：是反硝化反應(yīng)的重要影響因素，對反硝化菌最適宜的pH值是7.07.5，在這個(gè)pH值條件下，反硝化速率最高，當(dāng)pH值高于8或低于6時(shí)，反硝化速率將大為下降。 （3）溶解

7、氧：反硝化菌只有在無分子氧而同時(shí)存在硝酸和亞硝酸離子的條件下，它們才能夠利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。如反應(yīng)器內(nèi)溶解氧較高，將使反硝化菌利用氧進(jìn)行呼吸，抑制反硝化菌體內(nèi)硝酸鹽還原酶的合成，阻礙硝酸鹽氮的還原。但是，另一方面在反硝化菌體內(nèi)某些酶系統(tǒng)組分只是在有氧條件才能合成，這樣，反硝化菌以在厭氧、好氧交替的環(huán)境中生活為宜。溶解氧應(yīng)控制在0.5mgL以下。 （4）溫度(T)：反硝化反應(yīng)的適宜溫度是2040，低于15時(shí)，反硝化菌的增殖速度降低，代謝速度也降低，從而降低了反硝化速率。第二節(jié) 污水深度處理常見工藝技術(shù)一、污水深度處理技術(shù)1混凝 混凝又稱化學(xué)混凝。指向水中投加化學(xué)藥劑后，發(fā)生

8、混合、凝聚、絮凝這幾種作用先后綜合進(jìn)行的整個(gè)過程的總稱。2過濾 過濾是濾除溶液中懸浮狀不溶性物質(zhì)的方法。在污水處理中是分離固體懸浮顆粒的物理法之一。 過濾在水處理中起到下列作用。 去除化學(xué)澄清和生物過程未能去除的微細(xì)顆粒和膠體物質(zhì)。 提高懸浮固體、濁度、磷、BOD、COD、重金屬、細(xì)菌、病毒等的去除率。 由于提高了懸浮物和其他干擾物質(zhì)的去除率，因而可降低消毒劑的用量。 使后續(xù)離子交換、吸附、膜過程等處理裝置免于經(jīng)常堵塞。 3活性炭吸附 活性炭具有多孔結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大吸附力，而且表面積很大。其比表面積為5001700m2g。在水處理方面主要用于吸附、脫色、除臭。主要利用了活性炭的物理吸附、化學(xué)吸附、氧

9、化、催化和還原等性能。4臭氧氧化 臭氧氧化是利用臭氧氣體作為強(qiáng)氧化劑，通入水層(或與水接觸)中進(jìn)行氧化反應(yīng)去除水中污染物質(zhì)的水處理過程。臭氧氧化法水處理設(shè)備中主要包括：空氣預(yù)處理、臭氧發(fā)生器、水臭氧化氣接觸反應(yīng)及臭氧尾氣處理部分。5氯氧化 氯氣與水接觸后，發(fā)生歧化反應(yīng)()，生成次氯酸和鹽酸，而次氯酸為弱酸，能在水中發(fā)生離解。6紫外線照射 紫外線照射是利用紫外線照射水體，對水體進(jìn)行消毒處理的方法。波長為200295nm的紫外線有明顯殺菌作用，波長260265nm的紫外線殺菌力最強(qiáng)。在水的消毒處理中要求水的色度低，懸浮物少，膠體物質(zhì)少，同時(shí)，要求水不可過深，一般不超過l2cm，否則光線的穿透能力將受到影響，影響消毒效果。此方法管理簡單，殺菌速度快，缺點(diǎn)是經(jīng)過消毒的水無持續(xù)殺菌能力，成本高。7膜分離法 在污水深度處理方面主要用到微濾、超濾、納濾、反滲透，其基本特性見表2。從把物質(zhì)從溶液中分離出來的過程來看，反滲透和超濾、微濾基本上是一樣的，因孔徑大小不同，反滲透既能去除離子物質(zhì)，又能去除許多有機(jī)物，而超濾、微濾只能去除較大粒徑的分子和顆粒。8離子交換 離子交換是溶液中的離子與某種離子交換劑進(jìn)行離子交換的作用或現(xiàn)象。一般的離子交換劑為不溶于水的固體顆粒狀物質(zhì)，它能從