廢水生物脫氮除磷

廢水生物脫氮除磷第1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一興趣是最好的老師1、城市污水脫氮主要采用什么方法？2、什么是氨化反應(yīng)？和厭氧氨氧化有什么區(qū)別？3、什么是硝化反應(yīng)？反硝化反應(yīng)？4、生物除磷技術(shù)是利用了聚磷菌的什么特性？5、A/O工藝各單元的功能是什么？6、A/A/O工藝各反應(yīng)器的名稱及其單元功能是什么？7、為什么說A/A/O工藝不容易產(chǎn)生污泥膨脹？8、為什么說硝化反應(yīng)中混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過高？第2頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5廢水生物脫氮除磷5.1廢水生物脫氮技術(shù)5.2廢水生物除磷與同步脫氮除磷技術(shù)第3頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1廢水生物脫氮技術(shù)5.1.1生物脫氮原理5.1.2生物脫氮工藝第4頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.1生物脫氮原理污水中氮的存在形式主要以有機(jī)氮和氨氮的形式存在，通常只含有少量或沒有亞硝酸鹽和硝酸鹽形態(tài)的氮傳統(tǒng)的廢水生物處理去除廢水中呈溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物對(duì)氨、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，只能去除細(xì)菌細(xì)胞生理需要攝取的部分！活性污泥理想的營養(yǎng)平衡式為BOD:N:P=100:5:1氮的去除率為20%~40%，磷的去除率僅為5%~20%第5頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.1生物脫氮原理在一些污水中，氮是過剩的，如城市污水，煉油污水氨化反應(yīng)硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)生物脫氮自然界中存在氮循環(huán)的自然現(xiàn)象有機(jī)氮氨態(tài)氮硝酸氮氮?dú)庖韵轮攸c(diǎn)介紹第6頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一（1）氨化反應(yīng)生物脫氮原理在未經(jīng)處理的新鮮廢水中有機(jī)氮氨態(tài)氮蛋白質(zhì)、尿素、胺類化合物、硝基化合物以及氨基酸等NH3及NH4等氨化菌(水解、氧化)氨化反應(yīng)無論在好氧還是厭氧條件下，中性、堿性還是酸性環(huán)境中都能進(jìn)行，只是作用的微生物不同、作用的強(qiáng)弱不同?；钚晕勰嗪蜕锬は到y(tǒng)內(nèi)能夠比較完全地完成氨化反應(yīng)第7頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一（1）氨化反應(yīng)生物脫氮原理以氨基酸為例：氧化脫氨基水解脫氨基還原脫氨基第8頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一（2）硝化反應(yīng)生物脫氮原理反應(yīng)過程氨態(tài)氮NH3及NH4+等硝酸鹽氮NO3-N1g氨氮氧化需氧4.57gNO2-N亞硝酸鹽氮亞硝化菌硝化菌需氧3.43g需氧1.14g在硝化反應(yīng)中，還有H+釋放第9頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一氮的氧化還原態(tài)-Ⅲ銨離子NH4+-Ⅱ-Ⅰ羥胺NH2OH0+Ⅰ硝?；鵑OH+Ⅱ+Ⅲ亞硝酸鹽NO2-+Ⅳ+Ⅴ硝酸鹽NO3-Nutrisimonas亞硝化菌Nitrobacter硝化菌硝化反應(yīng)過程中氮的轉(zhuǎn)化及價(jià)態(tài)的變化第10頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一項(xiàng)目亞硝化菌硝化菌細(xì)胞形狀橢球或棒狀橢球或棒狀細(xì)胞尺寸（μm）1×1.50.5×1.0革蘭氏染色陰性陰性世代期（h）8~3612~59自養(yǎng)性專性兼性需氧性嚴(yán)格好氧嚴(yán)格好氧最大比增長速率μm·h-10.04~0.080.02~0.06產(chǎn)率系數(shù)Y(mg細(xì)胞/基質(zhì)mg)0.04~0.130.02~0.07飽和常數(shù)K（mg/L）0.6~3.60.3~1.7亞硝化菌和硝化菌的基本特征第11頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一生物脫氮原理環(huán)境條件硝化菌為化能自養(yǎng)菌，廣泛存活在土壤中硝化菌生存需要的環(huán)境條件①好氧條件，并保持一定的堿度氧是硝化反應(yīng)的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧含量的高低，必將影響硝化反應(yīng)的進(jìn)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于1mg／L。PH值的影響在硝化反應(yīng)過程中，釋放H+離子，使pH值下降，硝化菌對(duì)pH值的變化十分敏感，為了保持適宜的pH值，應(yīng)當(dāng)在廢水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pH值的變化，1g氨態(tài)氮(以N計(jì))完全硝化，需堿度(以CaCO3計(jì))7.1g。對(duì)硝化菌的適宜的pH值為8.0-8.4。從CO2獲取C源，從無機(jī)物的氧化中獲取能量溶解氧pH值營養(yǎng)物質(zhì)水溫活性污泥有毒物質(zhì)（2）硝化反應(yīng)環(huán)境條件第12頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一生物脫氮原理環(huán)境條件硝化菌為化能自養(yǎng)菌，廣泛存活在土壤中硝化菌生存需要的環(huán)境條件①好氧條件，并保持一定的堿度從CO2獲取C源，從無機(jī)物的氧化中獲取能量②混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過高，BOD5應(yīng)在15—20mg／L以下硝化菌是自養(yǎng)型菌，有機(jī)基質(zhì)濃度并不是它的增殖限制因素，若BOD值過高，將使增殖速度較高的異養(yǎng)型細(xì)菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)占種屬。環(huán)境條件溶解氧pH值營養(yǎng)物質(zhì)水溫活性污泥有毒物質(zhì)（2）硝化反應(yīng)第13頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一生物脫氮原理環(huán)境條件硝化菌為化能自養(yǎng)菌，廣泛存活在土壤中硝化菌生存需要的環(huán)境條件①好氧條件，并保持一定的堿度從CO2獲取C源，從無機(jī)物的氧化中獲取能量②混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過高，BOD5應(yīng)在15—20mg／L以下③硝化反應(yīng)的適宜溫度是20—30℃，15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降，5℃時(shí)完全停止。環(huán)境條件溶解氧pH值營養(yǎng)物質(zhì)水溫活性污泥有毒物質(zhì)（2）硝化反應(yīng)第14頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一生物脫氮原理環(huán)境條件硝化菌為化能自養(yǎng)菌，廣泛存活在土壤中硝化菌生存需要的環(huán)境條件①好氧條件，并保持一定的堿度從CO2獲取C源，從無機(jī)物的氧化中獲取能量②混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過高，BOD5應(yīng)在15—20mg／L以下③硝化反應(yīng)的適宜溫度是20—30℃，15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降，5℃時(shí)完全停止。④硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，即生物固體平均停留時(shí)間(污泥齡)(θc)N，必須大于其最小的世代時(shí)間(θc)min

N，否則將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡。一般對(duì)(θc)N的取值應(yīng)為硝化菌最小世代時(shí)間的2倍以上，即安全系數(shù)應(yīng)大于2。硝化菌的最小世代時(shí)間在適宜溫度條件下為3d，因此(θc)N值為6d，最高可以到10d。(θc)N值與溫度密切相關(guān)，溫度低，(θc)N取值應(yīng)相應(yīng)明顯提高。環(huán)境條件溶解氧pH值營養(yǎng)物質(zhì)水溫活性污泥有毒物質(zhì)（2）硝化反應(yīng)第15頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一生物脫氮原理環(huán)境條件硝化菌為化能自養(yǎng)菌，廣泛存活在土壤中硝化菌生存需要的環(huán)境條件①好氧條件，并保持一定的堿度從CO2獲取C源，從無機(jī)物的氧化中獲取能量②混合液中有機(jī)物含量不應(yīng)過高，BOD5應(yīng)在15—20mg／L以下③硝化反應(yīng)的適宜溫度是20—30℃，15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度下降，5℃時(shí)完全停止。④硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，即生物固體平均停留時(shí)間(污泥齡)(θc)N，必須大于其最小的世代時(shí)間(θc)min

N，否則將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡。⑤除重金屬外，對(duì)硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有：高濃度的NH4-N、高濃度的NO-X-N、高濃度的有機(jī)基質(zhì)以及絡(luò)合陽離子等。環(huán)境條件溶解氧pH值營養(yǎng)物質(zhì)水溫活性污泥有毒物質(zhì)（2）硝化反應(yīng)第16頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(3)反硝化反應(yīng)生物脫氮原理反應(yīng)過程和反硝化菌硝酸氮NO3-NNO2-N亞硝酸氮氮?dú)?主要過程)有機(jī)氮化合物反硝化菌異化反硝化(細(xì)菌組成部分)同化反硝化異養(yǎng)型兼性菌第17頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(3)反硝化反應(yīng)生物脫氮原理影響因素①碳源在厭氧條件下，以NO3--N為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體生物學(xué)特性：反硝化菌為異養(yǎng)型兼性菌反硝化菌生存需要的環(huán)境條件能為反硝化菌所利用的碳源較多，從廢水生物脫氮考慮，有下列二類：一是原廢水中所含碳源·當(dāng)原廢水（·）時(shí)即可認(rèn)為碳源充足。二是外加碳源，多采用甲醇(CH3OH)，因?yàn)榧状急环纸夂蟮漠a(chǎn)物為C02、H2O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物。第18頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(3)反硝化反應(yīng)生物脫氮原理影響因素①碳源在厭氧條件下，以NO3--N為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體反硝化菌為異養(yǎng)型兼性厭氧菌②對(duì)反硝化反應(yīng)最適宜的pH值是6.5-7.5pH值高于8低于6，反硝化速率將大為下降。反硝化菌生存需要的環(huán)境條件第19頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(3)反硝化反應(yīng)生物脫氮原理影響因素①碳源在厭氧條件下，以NO3--N為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體反硝化菌為異養(yǎng)型兼性厭氧菌②對(duì)反硝化反應(yīng)最適宜的pH值是6.5-7.5③溶解氧應(yīng)控制在0.5mg／L以下反硝化菌屬異養(yǎng)兼性菌，在無分子氧同時(shí)存在硝酸和亞硝酸離子的條件下，它們能夠利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原。另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠合成。這樣，反硝化反應(yīng)宜于在厭氧、好氧條件交替的條件下進(jìn)行，反硝化菌生存需要的環(huán)境條件第20頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(3)反硝化反應(yīng)生物脫氮原理影響因素①碳源在厭氧條件下，以NO3--N為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體反硝化菌為異養(yǎng)型兼性厭氧菌②對(duì)反硝化反應(yīng)最適宜的pH值是6.5-7.5③溶解氧應(yīng)控制在0.5mg／L以下④反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是20-40℃，低于15℃反硝化反應(yīng)速率降低。在冬季低溫季節(jié)，可采用如下措施：提高生物固體平均停留時(shí)間；降低負(fù)荷；提高廢水的水力停留時(shí)間。反硝化菌生存需要的環(huán)境條件第21頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(4)脫氮新理論生物脫氮原理①短程硝化-反硝化—把兩個(gè)反應(yīng)過程分開關(guān)鍵點(diǎn)：對(duì)于反硝化菌，NO3—N，NO2—N都可做電子受體，控制硝化反應(yīng)停止在亞硝化階段研究結(jié)果：控制較高的溫度（25~35℃），較低的溶解氧和較高的pH值和極短的污泥齡條件第22頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一氧化過程縮短，可節(jié)省氧的供應(yīng)量，降低能耗；反硝化過程的縮短，可減少投加有機(jī)碳源，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)提高TN去除率；亞硝酸反硝化，其硝化速率要快于硝酸的反硝化，使反應(yīng)時(shí)間縮短，反應(yīng)器容積可減小；硝化與反硝化在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，可減少投堿量；可減小污泥生成量

短程硝化反硝化技術(shù)流程（廣州貝龍環(huán)保）

第23頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(4)脫氮新理論生物脫氮原理②厭氧氨氧化ANAMMOX工藝基本原理：在厭氧條件下，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮氧化成氮?dú)?，或者說利用氨作為電子供體，將亞硝酸鹽或硝酸鹽還原成氮?dú)猞<0反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，理論上可以提供能量供微生物增長第24頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(4)脫氮新理論生物脫氮原理③亞硝酸型完全自養(yǎng)脫氮CANNON工藝基本原理：先將氨氮部分氧化成亞硝酸鹽氮，控制NH4+與NO2-比例為1:1，然后通過厭氧氨氧化作為反硝化實(shí)現(xiàn)脫氮的目的自養(yǎng)的好氧亞硝化反應(yīng)結(jié)合自養(yǎng)的厭氧氨氧化反應(yīng)，無需有機(jī)碳源，對(duì)氧的消耗比傳統(tǒng)的硝化/反硝化減少62.5%，同時(shí)減少堿消耗量和污泥生成量第25頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一巴茨(Barth)開創(chuàng)5.1.2生物脫氮工藝（1）活性污泥法脫氮傳統(tǒng)工藝三級(jí)活性污泥法流程氨化、硝化、反硝化三項(xiàng)反應(yīng)過程氨化，使有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH3、NH4，去除BOD、COD。BOD5值可降至15—20mg/l左右硝化曝氣池，NH3-N及NH4-N在這里氧化為NO-3-N，投堿以防止pH值下降。反硝化反應(yīng)器，采取厭氧—缺氧交替運(yùn)行方式。作為碳源，可投加CH3OH(甲醇)，也可以引入原廢水第26頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點(diǎn)：氨化、硝化、反硝化反應(yīng)分別在各自的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，各自回流污泥，反應(yīng)進(jìn)行速度快且徹底缺點(diǎn)：處理設(shè)備多，造價(jià)高，管理麻煩5.1.2生物脫氮工藝活性污泥法脫氮傳統(tǒng)工藝特點(diǎn)：第27頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.2生物脫氮工藝兩級(jí)生物脫氮工藝：BOD去除和硝化兩個(gè)反應(yīng)過程放在一起第28頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一反硝化反應(yīng)器BOD去除，硝化反應(yīng)反應(yīng)器（好氧）原廢水（缺氧）（回流污泥）沉淀池（剩余污泥）內(nèi)循環(huán)（硝化液回流）堿5.1.2生物脫氮工藝（2）缺氧—好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)80年代初期開創(chuàng),目前采用廣泛“前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)”A/O法脫氮(A1-O法)特征反硝化反應(yīng)器在前，BOD去除、硝化二項(xiàng)反應(yīng)的綜合反應(yīng)器在后反硝化反應(yīng)以原廢水中的有機(jī)物為碳源硝化反應(yīng)器內(nèi)的含有大量硝酸鹽的硝化液回流反硝化反應(yīng)器，進(jìn)行反硝化脫氮反應(yīng)在反硝化反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化反應(yīng)消耗的堿度的一半左右硝化曝氣池在后，使反硝化殘留的有機(jī)污染物得以進(jìn)一步去除，勿需增建后曝氣池。本系統(tǒng)流程簡單，勿需外加碳源，建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用均較低第29頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一反硝化反應(yīng)器BOD去除，硝化反應(yīng)反應(yīng)器（好氧）原廢水（缺氧）（回流污泥）沉淀池（剩余污泥）內(nèi)循環(huán)（硝化液回流）堿5.1.2生物脫氮工藝（2）缺氧—好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)“前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)”A/O法脫氮(A1-O法)缺點(diǎn)處理水來自硝化反應(yīng)器，含有一定濃度的硝酸氮，如沉淀池運(yùn)行不當(dāng)，不及時(shí)排泥，在池內(nèi)能夠產(chǎn)生反硝化反應(yīng)使污泥上浮欲提高脫氮率，必須加大內(nèi)循環(huán)比(RN)，導(dǎo)致：一是運(yùn)行費(fèi)用增高；二是內(nèi)循環(huán)液帶入大量的溶解氧，影響反硝化進(jìn)程本系統(tǒng)的脫氮率一般在85％以下第30頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.2生物脫氮工藝影響因素與主要參數(shù)①水力停留時(shí)間(HRT)HRT是影響處理效果和反應(yīng)器規(guī)模、尺寸的重要參數(shù)。經(jīng)驗(yàn):脫氮效果與反應(yīng)時(shí)間呈線性關(guān)系，在硝化與反硝化二項(xiàng)反應(yīng)中，硝化反應(yīng)需時(shí)長。對(duì)城市廢水脫氮系統(tǒng)，硝化與反硝化之比大體為2：1，具體時(shí)間則為4.8h：2.4h?？傊涸诒鞠到y(tǒng)中，硝化與反硝化時(shí)間之比介于2：1—5：1之間。第31頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.2生物脫氮工藝影響因素與主要參數(shù)①水力停留時(shí)間(t)內(nèi)循環(huán)回流比的取值與要求達(dá)到的脫氮效果以及反應(yīng)器的類型有關(guān)。對(duì)活性污泥法，取值不低于200%。最佳回流比應(yīng)當(dāng)通過試驗(yàn)確定或?qū)\(yùn)行數(shù)據(jù)加以歸納分析確定②回流比(R)第32頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.2生物脫氮工藝影響因素與主要參數(shù)①水力停留時(shí)間(t)②回流比(R)③生物固體平均停留時(shí)間(活泥齡)(θc)θc應(yīng)取值較大，以保證在反應(yīng)器內(nèi)保持一定濃度的硝化菌。經(jīng)證實(shí)，此值應(yīng)在30d以上。第33頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.2生物脫氮工藝影響因素與主要參數(shù)①水力停留時(shí)間(t)②回流比(R)③生物固體平均停留時(shí)間(活泥齡)(θc)④混合液懸浮固體濃度(MLSS)MlSS一般應(yīng)高于3000mg／L，當(dāng)MLSS值低于3000mg／L時(shí)，反應(yīng)速度將迅速下降。試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)MLSS值高于3000mg／L時(shí)，溫度對(duì)反應(yīng)速度的影響很大，MLSS值低時(shí)，其影響較小。第34頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1.2生物脫氮工藝影響因素與主要參數(shù)①水力停留時(shí)間(t)②回流比(R)③生物固體平均停留時(shí)間(活泥齡)(θc)④混合液懸浮固體濃度(MLSS)⑤負(fù)荷率氮負(fù)荷率也是影響本工藝脫氮效果的重要參數(shù)。負(fù)荷高會(huì)使其轉(zhuǎn)化率不完全，影響脫氮效果。生物脫氮—有濃度界限NH3-N負(fù)荷率<350g／(m3.d)，去除率可在90％以上，達(dá)到350g／(m3·d)時(shí)，去除率開始下降;達(dá)到430g／(m3·d)以上時(shí)，去除率(即硝化率)將急劇下降。．硝化反應(yīng)第35頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2廢水生物除磷與同步脫氮除磷技術(shù)5.2.1生物除磷原理及工藝5.2.2生物同步脫氮除磷工藝第36頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷原理生物除磷過程磷的存在形式：磷酸鹽聚磷酸鹽有機(jī)磷對(duì)于磷來說，細(xì)菌是從外部環(huán)境攝取一定量的磷滿足生理需要ADP聚磷菌ATP有氧無氧缺氧（DO≈0，NO-X≈0）“磷的過量攝取”現(xiàn)象第37頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一聚磷菌除磷的生物化學(xué)機(jī)制目前發(fā)現(xiàn)60多種細(xì)菌和真菌都有聚磷作用（1）厭氧釋放磷的過程

厭氧條件下，分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生ATP，利用ATP以主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收產(chǎn)酸菌提供的基質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞合成聚β-羥基丁酸鹽（PHB），同時(shí)釋放出PO43-

產(chǎn)酸菌在厭氧或缺氧條件下分解蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等大分子有機(jī)物為可快速降解的基質(zhì)，這些基質(zhì)能與聚磷菌混合后誘導(dǎo)磷釋放：①甲酸、乙酸、丙酸低級(jí)脂肪酸②葡萄糖、乙醇、檸檬酸等③丁酸、乳酸、琥珀酸等第38頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一①類基質(zhì)存在使放磷速度較快，污泥初始的線性放磷由①類基質(zhì)誘導(dǎo)所致，放磷速度與①類基質(zhì)的濃度無關(guān)，僅與活性污泥的濃度和微生物的組成有關(guān)。②類基質(zhì)必須在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為①類基質(zhì)后才能被聚磷菌利用，從而誘導(dǎo)磷的釋放。因此誘導(dǎo)放磷的速度主要取決于②類基質(zhì)轉(zhuǎn)化成①類基質(zhì)的速度③類基質(zhì)能否引起磷的釋放則與污泥中微生物組成有關(guān)。在用該類基質(zhì)馴化后，其誘導(dǎo)的厭氧放磷速度與①類基質(zhì)相近聚磷菌除磷的生物化學(xué)機(jī)制目前發(fā)現(xiàn)60多種細(xì)菌和真菌都有聚磷作用第39頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一（2）好氧吸磷過程聚磷菌在好氧或缺氧條件下，分解機(jī)體內(nèi)的聚β-羥基丁酸鹽和外源基質(zhì)，產(chǎn)生質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力，將體外的PO43-輸送到體內(nèi)合成ATP和核酸，將過剩PO43-的聚合成細(xì)胞貯存物—多聚磷酸鹽。聚磷菌除磷的生物化學(xué)機(jī)制目前發(fā)現(xiàn)60多種細(xì)菌和真菌都有聚磷作用聚磷菌能以37倍的水平攝取積累或釋放出磷厭氧釋放，好氧吸收，最終系統(tǒng)內(nèi)磷的出路？？第40頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷原理生物除磷過程好氧條件下聚磷菌，過剩攝取磷酸鹽；厭氧條件下，釋放磷酸鹽生物除磷技術(shù)就是利用聚磷菌這一功能而開創(chuàng)的第41頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷原理影響因素生物除磷過程的影響因素(1)溶解氧在聚磷菌放磷的厭氧反應(yīng)器內(nèi)，應(yīng)保持絕對(duì)厭氧的條件，NO-3一類的化合態(tài)氧也不允許存在，但在聚磷菌吸氧的好氧反應(yīng)器內(nèi)卻應(yīng)保持充足的氧第42頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷原理影響因素生物除磷過程的影響因素(1)溶解氧(2)污泥齡生物除磷主要是通過排除剩余污泥而去除磷的，因此剩余活泥多少將對(duì)脫磷效果產(chǎn)生影響，一般污泥齡短的系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥量較多，可以取得較高的除磷效果。有報(bào)導(dǎo)稱，當(dāng)污泥齡為30d時(shí)，除磷率為40％，污泥齡為17d時(shí)，除磷率為50％，而當(dāng)污泥齡降至5d時(shí)，除磷率高達(dá)87％。第43頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷原理影響因素生物除磷過程的影響因素(1)溶解氧(2)污泥齡(3)溫度與PH值在5—30℃的范圍內(nèi)，都可以取得較好的除磷效果。除磷過程適宜的pH值為6—8第44頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷原理影響因素生物除磷過程的影響因素(1)溶解氧(2)污泥齡(3)溫度與PH值(4)BOD5負(fù)荷一般認(rèn)為，較高的BOD5負(fù)荷可取得較好的除磷效果，進(jìn)行生物除磷的低限是BOD/TP=20(判定條件)。有機(jī)基質(zhì)不同對(duì)除磷也有影響，一般低分子易降解的有機(jī)物誘導(dǎo)磷釋放的能力較強(qiáng)，高分子難降解的有機(jī)物誘導(dǎo)磷釋放的能力較弱。磷的釋放充分，磷的攝取量亦大。第45頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷原理影響因素生物除磷過程的影響因素(1)溶解氧(2)污泥齡(3)溫度與PH值(4)BOD5負(fù)荷(5)硝酸氮和亞硝酸氮硝酸氮和亞硝酸氮的存在會(huì)抑制細(xì)菌對(duì)磷的釋放，從而影響在好氧條件下對(duì)磷的吸收。據(jù)報(bào)導(dǎo)，NO3-N濃度應(yīng)小于2mg／L。但當(dāng)COD/TN>10時(shí)，NO3-N對(duì)生物除磷的影響就減弱了。第46頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷工藝（1）弗斯特利普除磷工藝（Phostrip）：72年開創(chuàng)，生物除磷和化學(xué)除磷相結(jié)合，除磷效果好第47頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷工藝（1）曝氣池：含磷污水進(jìn)入，同時(shí)還有由除磷池回流的已經(jīng)釋放磷但含有聚磷菌的污泥。使聚磷菌過量攝取磷，去除有機(jī)物（BOD和COD），可能還有一定的硝化作用（2）沉淀池（Ⅰ）：泥水分離，含磷污泥沉淀，已除磷的上清液作為處理水排放。（3）除磷池：保持厭氧狀態(tài)，DO≈0,NOX-≈0,含磷污泥在這里釋放磷，并投加沖洗水，使磷充分釋放，已釋放磷的污泥沉淀于池底，并回流曝氣池，再次用于吸收污水中的磷。上清液從上部流出進(jìn)入混合池。（4）混合池：含磷上清液進(jìn)入，同步投加石灰乳，經(jīng)混合后進(jìn)入攪拌反應(yīng)池，磷與石灰反應(yīng)，形成固體磷酸鈣?；瘜W(xué)法除磷。（5）沉淀池（Ⅱ）：混凝沉淀，磷酸鈣沉淀分離，除磷上清液回流曝氣池，含有大量磷酸鈣的污泥排出，適宜作肥料。各單元功能：第48頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.1生物除磷工藝該工藝特征：（1）生物除磷和化學(xué)除磷結(jié)合，效果良好，出水含磷低于1mg/L;（2）污泥回流經(jīng)過除磷池，污泥中含磷約2.1%~7.1%，較高。（3）石灰用量21~31.8mgCa(OH)2/m3污水，比較低。（4）SVI<100，污泥易沉淀，濃縮，脫水，肥分高，污泥不膨脹。（5）可以根據(jù)BOD/P的比值來靈活調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥量的比例；（6）流程復(fù)雜，運(yùn)行管理麻煩，投加石灰乳運(yùn)行費(fèi)用有所提高。建設(shè)費(fèi)用也高。（7）沉淀池（Ⅰ）底部可能形成缺氧狀態(tài)，產(chǎn)生釋放磷的現(xiàn)象。應(yīng)及時(shí)排泥或回流。第49頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一釋放磷曝氣池BOD去除，吸收磷原廢水（厭氧）回流污泥（含磷污泥）沉淀池（剩余污泥）（好氧）處理水含磷污泥用作肥料5.2.1生物除磷工藝（2）厭氧-好氧除磷工藝：A2-O法第50頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一（1）反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間短，一般3h~6h;（2）曝氣池內(nèi)污泥濃度一般在2700~3000mg/L之間；（3）BOD去除率與一般的活性污泥法相同，磷的去除率較好，處理出水一般含磷低于1.0mg/L，去除率大致76%左右。（4）沉淀污泥含磷4%左右，污泥肥效好。（5）混合液SVI≤100，易沉淀，不膨脹。不足：除磷效率難以進(jìn)一步提高厭氧-好氧除磷工藝特征：5.2.1生物除磷工藝第51頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一進(jìn)水5.2.2生物同步脫氮除磷工藝（1）巴登福(Bardenpho)同步脫氮除磷工藝厭氧反應(yīng)器反硝化脫氮；其次是污泥釋放磷，硝態(tài)氮通過內(nèi)循環(huán)來自第一好氧反應(yīng)器，污泥則是沉淀池回流的去除BOD；硝化，由于BOD濃度還較高，因此，硝化程度較低；吸收磷，由于NOX未能有效的去除，因此，磷吸收效果不高。第二厭氧反應(yīng)器的功能同第一厭氧反應(yīng)器，仍以脫氮為主第二好氧反應(yīng)器的首要功能是吸收磷；第二功能是進(jìn)一步硝化；第三項(xiàng)功能則是去除BOD泥水分離。上清液作為處理水排放，含磷污泥的一部分作為回流污泥回流到第一厭氧反應(yīng)器，另一部分則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。第52頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一優(yōu)點(diǎn)：各項(xiàng)反應(yīng)都反復(fù)進(jìn)行二次以上，各反應(yīng)單元都有其首要功能，并兼行二、三項(xiàng)功能。本工藝脫氮、除磷效果良好。缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，反應(yīng)器單元多，運(yùn)行繁瑣，成本高巴登福(Bardenpho)同步脫氮除磷工藝5.2.2生物同步脫氮除磷工藝第53頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一好氧反應(yīng)器原廢水釋放磷氨化回流污