《生物脫氮除磷》課件

生物脫氮除磷生物脫氮除磷是污水處理中重要的工藝，通過微生物的作用，去除水中的氮和磷，提高水質(zhì)。課程簡介課程內(nèi)容介紹生物脫氮除磷的概念、原理、工藝和應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握生物脫氮除磷的基本理論知識，并能夠應(yīng)用于實(shí)際工程項(xiàng)目。學(xué)習(xí)方式課堂講授、案例分析、實(shí)驗(yàn)操作和課題研究。生物脫氮除磷的概念污水處理的關(guān)鍵生物脫氮除磷是污水處理的關(guān)鍵技術(shù)，通過微生物作用去除水體中的氮磷污染物，提高水質(zhì)，改善水環(huán)境。生態(tài)環(huán)境保護(hù)氮磷是水體富營養(yǎng)化的主要原因，生物脫氮除磷可以有效控制水體富營養(yǎng)化，保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)。水質(zhì)指標(biāo)控制生物脫氮除磷工藝能夠有效降低污水中氮磷含量，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，確保水質(zhì)安全。生物脫氮除磷的原理硝化作用硝化細(xì)菌將氨氮氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，這個(gè)過程需要氧氣。反硝化作用反硝化細(xì)菌在缺氧條件下將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮?dú)?，完成氮的去除。磷的去除磷累積細(xì)菌通過細(xì)胞吸收和沉淀的方式去除磷，并形成污泥。生物脫氮除磷的過程1氨化有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，為后續(xù)脫氮過程提供氮源。2硝化氨氮在硝化細(xì)菌的作用下，氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。3反硝化硝酸鹽在反硝化細(xì)菌的作用下，還原為氮?dú)?，最終排放到大氣中。4除磷磷累積細(xì)菌在厭氧條件下，將磷吸收到細(xì)胞內(nèi)，達(dá)到去除磷的目的。好氧細(xì)菌在脫氮過程中的作用硝化作用好氧細(xì)菌將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮，再氧化成硝酸鹽氮，最終去除氨氮。反硝化作用在缺氧條件下，好氧細(xì)菌利用硝酸鹽氮作為電子受體，將有機(jī)物分解，最終將硝酸鹽氮還原成氮?dú)?。促進(jìn)沉降好氧細(xì)菌能分泌胞外聚合物，增強(qiáng)污泥顆粒的凝聚性，提高污泥的沉降性能，有利于污泥的處理和處置。厭氧細(xì)菌在脫氮過程中的作用11.硝酸鹽還原厭氧細(xì)菌利用硝酸鹽作為電子受體，將其還原成亞硝酸鹽或氮?dú)?，從而?shí)現(xiàn)脫氮。22.氨氧化部分厭氧細(xì)菌能夠?qū)毖趸癁閬喯跛猁}，為后續(xù)脫氮過程提供原料。33.硫酸鹽還原一些厭氧細(xì)菌可以通過還原硫酸鹽來獲取能量，并釋放出硫化氫，這會(huì)抑制硝化細(xì)菌的活性，影響脫氮效率。磷累積細(xì)菌在除磷過程中的作用聚磷菌聚磷菌是生物除磷的關(guān)鍵。它們能吸收水體中的磷，并將其儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)。在厭氧條件下，聚磷菌會(huì)釋放磷酸鹽以獲得能量，從而促進(jìn)磷的去除。除磷過程聚磷菌在好氧條件下大量吸收磷酸鹽。在厭氧條件下，聚磷菌釋放磷酸鹽，并將其轉(zhuǎn)化為聚磷酸鹽。聚磷酸鹽與污泥一起排放，從而實(shí)現(xiàn)磷的去除。影響生物脫氮除磷效率的因素11.溶解氧濃度溶解氧濃度影響著好氧細(xì)菌的活性，直接影響脫氮效率。22.pH值pH值影響著微生物的生長繁殖和酶活性，進(jìn)而影響脫氮除磷效果。33.溫度溫度影響著微生物的代謝速率，溫度過低或過高都會(huì)降低脫氮除磷效率。44.進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)水水質(zhì)中含有機(jī)物、氮磷含量、毒性物質(zhì)等都會(huì)影響脫氮除磷效率。溶解氧濃度溶解氧濃度是影響生物脫氮除磷效率的重要因素之一。不同微生物對溶解氧濃度的要求不同，例如，硝化細(xì)菌需要較高的溶解氧濃度才能正常生長和繁殖。2mg/L4mg/L6mg/LpH值pH值生物脫氮除磷6.5-8.5最佳范圍低于6.5硝化細(xì)菌活性降低高于8.5反硝化細(xì)菌活性降低pH值對生物脫氮除磷過程的影響很大，最佳范圍為6.5-8.5。低于6.5時(shí)，硝化細(xì)菌活性降低，反硝化速率減緩；高于8.5時(shí)，反硝化細(xì)菌活性降低，脫氮效率下降。溫度溫度對生物脫氮除磷過程的影響很大。一般情況下，溫度在15°C到35°C之間，微生物活性較高，脫氮除磷效率也較高。當(dāng)溫度低于10°C或高于40°C時(shí)，微生物活性會(huì)受到抑制，脫氮除磷效率會(huì)降低。進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)際值進(jìn)水水質(zhì)直接影響生物脫氮除磷的效率。不同水質(zhì)要求不同的處理工藝。固液分離效果良好的固液分離效果有利于微生物生長提高脫氮除磷效率不良的固液分離效果影響污泥沉降造成污泥流失固液分離效果是影響生物脫氮除磷效率的重要因素之一。良好的固液分離效果可以確保污泥有效沉降，防止污泥流失，有利于微生物生長和繁殖，從而提高脫氮除磷效率。生物脫氮除磷工藝流程生物脫氮除磷工藝流程是指通過生物處理方法去除污水中氮和磷的過程。1預(yù)處理去除大顆粒雜質(zhì)2生物處理通過微生物去除氮磷3后處理消毒殺菌，達(dá)標(biāo)排放A/O工藝工藝流程A/O工藝是厭氧-好氧-缺氧工藝的簡稱。首先，污水進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧生物處理，去除有機(jī)物，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽。隨后，污水進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧生物處理，去除有機(jī)物和亞硝酸鹽，同時(shí)硝化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。最后，污水進(jìn)入缺氧池進(jìn)行缺氧生物處理，反硝化細(xì)菌將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。?yōu)勢A/O工藝具有脫氮效率高，對進(jìn)水水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。該工藝能有效去除污水中大部分有機(jī)物和氮，適用于處理城市污水和部分工業(yè)廢水。A2/O工藝厭氧段硝化細(xì)菌在厭氧條件下將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，釋放電子。好氧段亞硝酸鹽進(jìn)一步被氧化為硝酸鹽，同時(shí)去除有機(jī)物。除磷段磷累積細(xì)菌在厭氧條件下釋放磷，在好氧條件下吸收磷。SBR工藝間歇式活性污泥法SBR工藝是一種間歇式活性污泥法，在同一反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行曝氣、沉淀、排水、反沖洗等操作。簡單易操作SBR工藝具有操作簡單、管理方便、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適用于處理各種污水。污泥產(chǎn)量低SBR工藝的污泥產(chǎn)量較低，有利于污泥的處理和處置，且能耗較低。CASS工藝循環(huán)式活性污泥CASS工藝將反應(yīng)器分為厭氧、缺氧和好氧三個(gè)區(qū)域，并通過循環(huán)泵將處理后的污水回流到反應(yīng)器中，提高處理效率。停留時(shí)間靈活CASS工藝的反應(yīng)器停留時(shí)間可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和處理要求進(jìn)行調(diào)整，提高工藝的適應(yīng)性。節(jié)省空間CASS工藝的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，適合在有限的空間內(nèi)進(jìn)行污水處理。能耗低CASS工藝的能耗較低，有利于節(jié)約運(yùn)行成本。MUCT工藝MUCT工藝MUCT工藝是一種新型的生物脫氮除磷工藝。它是在傳統(tǒng)A2/O工藝的基礎(chǔ)上，通過增加一個(gè)厭氧反應(yīng)器，提高了脫氮效率。MUCT工藝中的厭氧反應(yīng)器可以有效地去除污水中的有機(jī)物，同時(shí)促進(jìn)反硝化細(xì)菌的生長，從而提高脫氮效率。優(yōu)勢脫氮效率高除磷效率高污泥產(chǎn)量低運(yùn)行成本低生物脫氮除磷工藝的優(yōu)缺點(diǎn)高效去除污染物生物脫氮除磷工藝可以有效去除污水中的氮磷，改善水質(zhì)。處理成本低與其他方法相比，生物脫氮除磷工藝的成本較低，更具經(jīng)濟(jì)效益。易于操作維護(hù)該工藝操作簡單，維護(hù)方便，易于管理。技術(shù)成熟生物脫氮除磷工藝已發(fā)展成熟，廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中。A/O工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)A/O工藝簡單易操作，運(yùn)行穩(wěn)定，脫氮除磷效果好，適用于城市污水處理。缺點(diǎn)A/O工藝占地面積大，投資成本高，需要較長的停留時(shí)間，對進(jìn)水水質(zhì)要求較高。A2/O工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)去除有機(jī)物和氨氮效果好，脫氮效率高。優(yōu)點(diǎn)能耗低，運(yùn)行成本低，適合處理中小型污水。優(yōu)點(diǎn)污泥產(chǎn)量較少，對環(huán)境影響較小，易于管理。缺點(diǎn)對進(jìn)水水質(zhì)要求較高，需設(shè)置預(yù)處理系統(tǒng)，占地面積較大。SBR工藝優(yōu)缺點(diǎn)11.優(yōu)點(diǎn)SBR工藝占地面積小,易于管理操作,運(yùn)行穩(wěn)定,投資成本低.22.優(yōu)點(diǎn)SBR工藝對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng),可處理多種類型污水,且可實(shí)現(xiàn)污水深度處理.33.缺點(diǎn)SBR工藝的反應(yīng)時(shí)間長,且污泥產(chǎn)量較高,需要定期進(jìn)行污泥處理.44.缺點(diǎn)SBR工藝對操作人員的技術(shù)要求較高,需要嚴(yán)格控制反應(yīng)過程,否則容易影響處理效果.CASS工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)CASS工藝具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定、耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)CASS工藝對進(jìn)水水質(zhì)變化比較敏感，需要嚴(yán)格控制進(jìn)水水質(zhì)和運(yùn)行參數(shù)。MUCT工藝優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)MUCT工藝可有效去除有機(jī)物、氨氮和磷，脫氮除磷效果顯著。其工藝流程簡單，占地面積小，運(yùn)行穩(wěn)定，易于維護(hù)。缺點(diǎn)MUCT工藝對進(jìn)水水質(zhì)要求較高，對水質(zhì)變化敏感。其運(yùn)行成本相對較高，需要定期投加化學(xué)藥劑，并進(jìn)行污泥處理。生物脫氮除磷的應(yīng)用11.城市污水處理生物脫氮除磷工藝是城市污水處理廠的核心技術(shù)，可以有效去除污水中的氮和磷，改善水質(zhì)。22.工業(yè)廢水處理許多工業(yè)廢水含有高濃度的氮和磷，生物脫氮除磷技術(shù)可以有效降低廢水中的污染物濃度，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。33.養(yǎng)殖廢水處理養(yǎng)殖廢水中的氮和磷含量較高，生物脫氮除磷技術(shù)可以有效去除這些污染物，保護(hù)水環(huán)境。城市污水處理污水處理城市污水處理是現(xiàn)代城市必不可少的一部分，處理后的水可以安全排放到河流或用于灌溉等。生物脫氮除磷工藝在城市污水處理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。重要性有效地去除污水中的氮和磷，可以防止水體富營養(yǎng)化，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。減少水體污染，提高水質(zhì)，改善城市水環(huán)境質(zhì)量。工業(yè)廢水處理高濃度有機(jī)物工業(yè)廢水通常含有高濃度有機(jī)物，例如油脂、染料、重金屬等，需要進(jìn)行有效去除。污染物種類多樣工業(yè)廢水污染物種類多樣，例如廢酸、廢堿、氰化物、磷酸鹽等，對環(huán)境造成不同程度的危害。處理難度較高工業(yè)廢水處理難度較高，需要根據(jù)不同污染物特性選擇合適的處理方法。對環(huán)境保護(hù)重要工業(yè)廢水處理是保護(hù)水資源、改善環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行有效治理。養(yǎng)殖廢水處理畜禽糞便豬、牛、雞等養(yǎng)殖廢水含有大量有機(jī)物、氮磷等污染物。水產(chǎn)養(yǎng)殖魚塘、蝦池等養(yǎng)殖廢水含有大量有機(jī)物、氨氮、磷等污染物。生物脫氮除磷采用生物脫氮除磷技術(shù)，可以有效去除養(yǎng)殖廢水中的污染物。生物脫氮除磷的發(fā)展趨勢1工藝優(yōu)化提高脫氮除磷效率。2微生物菌種改造提高菌種活性。3輔料添加優(yōu)化提高生物活性。4新型工藝研究提升處理效率和穩(wěn)定性。生物脫氮除磷技術(shù)不斷發(fā)展，未來的趨勢是更加高效、環(huán)保、節(jié)能。工藝優(yōu)化反應(yīng)器優(yōu)化優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，提高生物膜的附著面積和活性，提高處理效率。水力停留時(shí)間調(diào)整水力停留時(shí)間，確保污水在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間足夠長，讓微生物有足夠的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)。污泥負(fù)荷控制污泥負(fù)荷，確保微生物處于最佳生長狀態(tài)，不會(huì)因過高負(fù)荷而死亡。進(jìn)水水質(zhì)控制進(jìn)水水質(zhì)，減少對微生物生長的抑制，提高脫氮除磷效率。微生物菌種改造11.篩選篩選具有更高脫氮除磷效率的菌種，例如，耐低