废水的生物脱氮除磷新工艺的设想
污水脱氮除磷的原理及其工艺
污水脱氮除磷的原理及其工艺一、污水脱氮原理：污水中的氮主要以无机氮和有机氮两种形式存在，其中无机氮包括氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，有机氮主要包括蛋白质等有机物。
污水脱氮的主要原理是利用硝化反应和反硝化反应。
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮，该过程需利用到氨氧化细菌进行氧化作用，产生的硝酸盐氮可以被水中的反硝化细菌进一步还原为氮气释放到大气中。
这样就实现了对污水中氨氮的脱氮处理。
反硝化反应是将硝酸盐氮还原为氮气。
反硝化作用需要在无氧环境下进行，可通过添加外源电子供体（如甲烷、乙醇等）来提供反硝化细菌进行反硝化作用。
反硝化细菌利用硝酸盐氮作为电子受体进行还原，产生大量的氮气释放到大气中，实现了对污水中硝酸盐氮的脱氮处理。
二、污水除磷原理：污水中的磷主要以无机磷和有机磷两种形式存在，其中无机磷主要包括磷酸盐磷和亚磷酸盐磷，有机磷主要包括有机物中的磷酸酯等。
污水除磷的主要原理是利用化学沉淀法和生物吸附法。
化学沉淀法是通过给污水中添加适量的化学沉淀剂（如氯化铝、聚合氯化铝等）来与磷酸盐磷和亚磷酸盐磷反应生成难溶的沉淀物（如磷酸铝等），从而使磷被固定在沉淀物中，从而实现了对污水中无机磷的除磷处理。
生物吸附法是利用在废水生物处理系统中存在的一些微生物对磷进行吸附作用，这些微生物能将磷从废水中吸附到其细胞表面或胞囊中，从而实现了废水中磷的除磷处理。
三、污水脱氮除磷工艺：污水脱氮除磷工艺主要有一体化生物法、AO法和AB法等多种。
其中，一体化生物法比较常用，其工艺流程为：进水→除砂→调节池→好氧生物反应器（硝化反应）→缺氧生物反应器（反硝化反应）→二沉池（沉淀处理）→出水。
一体化生物法通过将硝化反应和反硝化反应合为一体，利用生物脱氮除磷技术处理污水。
系统中含有好氧区和缺氧区，其中好氧区负责氨氮的硝化反应，缺氧区则利用添加碳源（如甲醇、乙醇等）提供的外源电子供体来进行反硝化反应。
通过控制好氧区和缺氧区的进水比例，可实现对污水中的氮和磷的高效去除。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》范文
《污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速，污水处理问题日益突出。
其中，氮、磷的去除是污水处理的重要环节。
污水生物脱氮除磷技术因其成本低、效率高、操作简便等优点，成为当前污水处理的主流技术之一。
然而，面对日益严格的环境排放标准和水质要求，传统的生物脱氮除磷工艺逐渐显露出其局限性。
因此，对污水生物脱氮除磷工艺进行优化，提高其处理效率和稳定性，成为当前研究的重点。
本文将对污水生物脱氮除磷工艺的优化技术进行综述。
二、污水生物脱氮技术概述污水生物脱氮主要通过硝化和反硝化两个过程实现。
硝化过程由亚硝化菌和硝化菌完成，将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；反硝化过程则是在缺氧条件下，由反硝化菌将硝酸盐氮还原为气态氮，从而达到脱氮的目的。
三、污水生物除磷技术概述污水生物除磷主要依靠聚磷菌在好氧条件下过度吸收磷酸盐，并在缺氧或厌氧条件下将其释放。
通过交替运行好氧和厌氧阶段，实现污水中磷的去除。
四、污水生物脱氮除磷工艺优化技术（一）工艺参数优化1. pH值控制：适宜的pH值有利于提高硝化、反硝化以及聚磷菌的活性，从而提高脱氮除磷效率。
2. 溶解氧（DO）控制：DO是影响硝化、反硝化过程的关键因素。
通过合理控制DO，可以平衡硝化和反硝化的反应速率，提高脱氮效率。
3. 污泥龄（SRT）与水力停留时间（HRT）优化：通过调整SRT和HRT，可以控制生物反应器的污泥产量和反应效率。
（二）新型生物反应器应用新型生物反应器如移动床生物膜反应器、组合式生物反应器等，具有高效、节能、操作简便等优点，能有效提高脱氮除磷效率。
（三）生物强化技术通过向反应器中投加具有特殊功能的微生物或酶，强化硝化、反硝化和聚磷菌的活性，提高脱氮除磷效率。
（四）组合工艺应用将物理、化学方法与生物法相结合，如采用化学沉淀与生物反应器联合处理，能有效提高污水处理效果。
五、结论与展望通过对污水生物脱氮除磷工艺的优化，如工艺参数优化、新型生物反应器应用、生物强化技术以及组合工艺应用等，可以显著提高污水处理效率和稳定性。
污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展
为 氨 态 氮 的 基 础 上 ，利 用 硝 化 菌 和 反 硝化 菌 的 作 用 ，在 好 氧 条 件 下将 氨 氮通 过反 硝化 作 用 转 化 为
亚硝态氮 、硝态氮。在 缺氧条件下通过反 硝化作 用将 硝氮 转化 为氮 气 ，达 到从 废水 中脱氮 的 目
的 。废 水 中氮 的去 除 还 包 括 靠 微 生 物 的 同化 作 用 将氮转化 为细胞原 生质成分 。主要过 程如下 ： 氨 化 作 用 是 有 机 氮 在 氨 化 菌 的作 用 下 转 化 为 氨 氮 。
硝 化 作 用 是 在 硝 化 菌 的作 用 下 进 一 步 转 化 为 硝
酸盐 氮 。其 中亚 硝 酸菌 和 硝 酸菌 为 好 氧 自养 菌 ， 以 无 机 碳 化合 物 为碳 源 ，从 Ｎ ４ Ｎ ｚ Ｈ＋ Ｏ－ 或 的氧 化 反 应 中获取 能 量 ［ 。其 中硝 化 的最佳 温度 在纯培 养 中为 ２ ～５℃， 土壤 中为 ３～ Ｏ℃， ５３ 在 ０４ 最佳 ｐ Ｈ值 偏 碱性 。 反硝化 作 用是反 硝化 菌 （ 多数是 异养 型兼 性厌 氧 大 菌 ，Ｏ＜ ．ｍ ／ ） Ｄ Ｏ５ ｇＬ 在缺 氧 的条 件下 ， 以硝酸 盐氮 为 电
关键词 ： 生物脱 氮除磷 ； 富营养化 ； 工艺； 发展趋 势
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｍｅ ｈ ｎｓ ｏ ｓｅ ｔｒ ｂ ｏｏ ｉ ａ ｉ ｏ ｅ ｎ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｒｍｏ ａ ａ ｉ ｕ ｓ ｄ ｏ ｆ ｔ ｅ ｔ ｄ ｔ ｎ ｌ ｎｔｏ ｅ ｎ ｓｒ ｃ ： ｃ ａ ｉｍ ｆｗａ ｔｗａｅ ｉｌ ｇｃ ｌｎ ｔ ｇ ｎ ａ ｄ ｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｅ ｖ ｌｗ ｓ ｄ ｓ ｓ ｅ ．Ｓ ｍｅ ｏ ｈ ｒ ｉ ｏ ａ ｉ ｇ ｎ ａ ｄ ｒ ｃ ａ ｉ ｒ ｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｍｏ ａ ｒ ｃ ｓ ｅ ｅ ｅｉ ｔ ｄ ｃ ｄａ ｃ ｒ ｉ ｇｔ ｅｏ ｄ ｒ ｆ ｐ ｃ ｎ ｍｅ Ｍｅ ｎ ｉ ｅ ｕ ｕ ｅｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｄ ｉ ｆ ｌ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｅ ｖ ｌ ｏ ｅ ｓ ｓ ｒ ｒ ｕ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｒ ｅ ａ ｅａ ｄｔ ． ａ ｗｈｌ ｔ ｔ ｒ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｒ ｎ ｓ ｎｔ ｓ ｅｄ ｒ ｐ ｗ ｎｏ ｏｈ ｏｓ ｉ ｅｈ ｆ ｔ ｉ ｈ ｉ ｗ ｒ ｒ ｓ ｅ ｔｄ Ｂ ｓ ｄｏ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉｎｏ ｐ ｏ ｅ ｓｉ ｗ ｓ ｕ ｒ ａ ｄｔａ ｃ ａ ｉ ｏ ｂ ｏｏ ｉ ａ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｅ ｖ ｌ ｈ ｕ ｄｂ ｅ ｐ ｎ ｄ ｅ ｅ ｏ ｐ ｃ ｅ ． ａ ｅ ｎｔ ｔ ｕ ｔ ｆ ｒ ｃ ｓ ，ｔ ａ ｔ ｏ ｗ ｒ ｔ ｐ ｈ ｉ ｏ ｏ ｐ ｆ ｈ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｆ ｉｌｇ ｃ ｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｍｏ ａ ｏ ｌ ｅｄ ｅ ｅ ｅ ， ｍ ｌ ｒ ｓ ａ ｄｍｏ ｅ ｏ ｕ ｕ ｄ ｅ ｎｔ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌ ｏ ｔ ｌｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｒ ｃ ｓ ｆ ｗｏ ｌ ｒ ｂ ａ ｎ ｒ ｃ ｎ ｌｇ ． ｂ ｏ ｈ ｍｉ ｃ ｏｔ Ｋｅ ｒ ｓ ｂｏ ｏ ｉａ ｉ ｏ ｅ ｎ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｅ ｖ ｌ ｅ ｔ ｐ ｉ ａｉｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ；ｒ ｎ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｌ ｇｃ ｌ ｔ ｇ ｎａ ｄｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｍｏ ａ； ｕｒ ｈｃ ｔ ；ｅ ｈ ｏｏ ｔ ｄ ｎｒ ｒ ｏ ｏ ｙ ｅ
生物脱氮除磷的原理与工艺设计
生物脱氮除磷的原理与工艺设计生物脱氮除磷是一种通过生物转化过程，将废水中的氮和磷去除掉的方法。
生物脱氮除磷工艺的基本原理是利用特定微生物（硝化细菌、反硝化细菌和磷积累菌）的活性，分别将废水中的氨氮和亚硝酸氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，然后利用反硝化微生物将硝酸盐还原为氮气；同时，磷酸盐通过生物转化过程被吸附于生物体内，从而实现废水中氮、磷的去除。
1.污水处理系统的设计：包括进水口、沉淀池（或消化池）、氧化池、沉砂池（或沉淀池）、出水口等。
不同的生物脱氮除磷工艺，需要设计不同的系统结构，以确保废水能够顺利流动，并进行相应的生物转化过程。
2.微生物的引进和培养：选择适当的微生物菌种，引进到废水处理系统中。
常见的微生物菌种包括：硝化细菌（如亚硝化细菌、硝化细菌等）、反硝化细菌和磷积累菌。
培养好的微生物菌种，能够提高废水处理系统的处理效果。
3.溶解氧供应：废水中的生物脱氮除磷过程需要一定的溶解氧供应，以维持微生物的正常活性。
通过增加氧气供应、搅拌设备等方式，提高溶解氧浓度，促进微生物的生长和代谢。
4.碳源的添加：废水处理过程需要适量的有机碳源（如甲烷、乙酸等）供给微生物菌种进行生长和代谢。
通过添加碳源，可以提高微生物的活性，增强废水中氮、磷的去除效果。
5.控制系统的建立：根据不同的废水处理系统要求，建立相应的监测和控制系统。
通过监测废水中氨氮、亚硝酸氮、硝酸盐和磷酸盐等指标的含量，调整废水处理过程中的操作参数，实现最佳的脱氮除磷效果。
6.污泥的处理和回用：生物脱氮除磷过程中会产生大量的污泥。
合理处理和回用污泥，可以降低处理成本，并减少对环境的污染。
通过科学的生物脱氮除磷工艺设计，可以高效地去除废水中的氮、磷污染物，实现废水的净化和资源化利用。
然而，不同的废水特性和处理需求可能需要不同的工艺设计，因此，需要根据实际情况进行具体的工艺优化和改进。
厌氧—缺氧—好氧生物脱氮除磷工艺设计计算
厌氧—缺氧—好氧生物脱氮除磷工艺设计计算生物脱氮除磷是一种通过厌氧菌和好氧菌共同作用来去除废水中的氮和磷的处理工艺。
该工艺主要包括厌氧反硝化除磷和好氧硝化除磷两个步骤，可以有效地减少废水中的氮和磷含量，达到环境排放标准。
下面将介绍该工艺的设计计算流程。
1.厌氧反硝化除磷设计计算1.1确定厌氧区域反硝化除磷装置的容积根据出水目标和进水水质参数，确定硝化除磷装置的容积。
厌氧区域反硝化除磷装置通常采用厌氧池或厌氧反应器，其容积可以根据以下公式计算：V_an = Q × HRT_an其中，V_an为厌氧区域反硝化除磷装置的容积（m3），Q为进水流量（m3/d），HRT_an为厌氧区域的停留时间（d）。
1.2确定厌氧菌的氮和磷去除效率根据厌氧反硝化除磷装置的设计目标和进水水质参数，确定厌氧区域的氮和磷去除效率。
根据实际情况，可以选择合适的厌氧菌类型和操作条件来实现预期的去除效果。
2.好氧硝化除磷设计计算2.1确定好氧区域硝化除磷装置的容积根据出水目标和进水水质参数，确定硝化除磷装置的容积。
好氧区域硝化除磷装置通常采用好氧池或好氧反应器，其容积可以根据以下公式计算：V_ao = Q × HRT_ao其中，V_ao为好氧区域硝化除磷装置的容积（m3），HRT_ao为好氧区域的停留时间（d）。
2.2确定好氧菌的氮和磷去除效率根据好氧硝化除磷装置的设计目标和进水水质参数，确定好氧区域的氮和磷去除效率。
根据实际情况，可以选择合适的好氧菌类型和操作条件来实现预期的去除效果。
3.总体设计计算根据上述步骤确定的厌氧区域和好氧区域的容积和停留时间，可以进行总体设计计算。
3.1确定总体反硝化除磷装置的容积厌氧区域和好氧区域的容积和停留时间可以按照一定比例确定，通常根据实践经验选择合适的比例。
总体反硝化除磷装置的容积可以根据以下公式计算：V_total = V_an + V_ao其中，V_total为总体反硝化除磷装置的容积（m3）。
污水生物脱氮除磷新工艺的研究
［ 摘
要 ］ 传 统 的生物 脱 氮除磷 技 术 效 率 低 下 ，导 致 氮 、 去 除 率 不达 标 ，是 造 成 水体 的 富 营养 化 的 主要 原 磷
因。 概 述 了 传 统 生 物 脱 氮 除 磷 原 理 ， 析 了传 统 生 物 脱 氮 除磷 工 艺 的 不 足 ， 介 绍 了反 硝 化 除 磷 、 时硝 化 反 硝 化 、 分 并 同 短 程硝 化反 硝化 、 氧 氨 氧化 等几 种 生物 脱 氮 除磷 新 技 术 的 原 理 与典 型 工 艺 。最后 对 生物 脱 氮 除磷 技 术 的发 展 趋 厌 势 进 行 了展 望 ， 出经 济 、 效 、 能 耗 的 可 持 续 脱 氮 除 磷 工 艺 是 污 水 处 理 的 发 展 方 向 。 指 高 低 ［ 键 词 ］ 生 物 处 理 ； 氮 除磷 ； 工 艺 ； 理 关 脱 新 机 ［ 图分 类号 】 Ｘ ２ 中 ５ ［ 献标 识码 ］ Ａ 文 ［ 章 编号 ］ １０ 文 ０ ４—１ ８ （ ０ １ ０ １ ４ ２ １ ） ２—０ ５ ０ ９—０ ４
ｚ ｓ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｆｔａ ｉ ｏ ａ ｔ ｇ ｎ ａ ｄ Ｐ ｏ ｐ ｏ ｕ ｅ ｖ ｌ ｐ ｏ ｅ ｓ ｆ ｓｌ ， ａ ａ ｙ ｅ ｔ ｅ ｃ ｅ ｃ ｅ ｆ ａ ｄ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｅ ｈ ｃ ａ ｉ ｍ ｏ ｒ ｄ ｔ ｎ ｌＮｉ ｏ ｅ ｎ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓ ｒ ｍｏ ａ ｒ ｃ ｓ ｒ ｔ ｉ ｒ ｉ ｙ ｎ ｌｚ ｓｉ ｄ ｆ ｉｎ ｉｓｏ ｎ ｎｒｄ ｃ ｓ ｓ ｉ
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生物脱氮除磷新工艺及展望
生物脱氮除磷新工艺及展望摘要水体富营养化对水环境构成严重的威胁,是当今世界性的水污染治理难题。
加强城市污水的处理,提高城市污水处理厂出水的氮、磷指标,控制氮、磷等营养物质进入水体,是解决水体富营养化的重要途径。
介绍城市污水处理脱氮除磷新工艺——分点进水高效脱氮工艺、厌氧氨氧化工艺,对其特点和实际中的应用进行总结,并对前景提出展望。
关键词水体富营养化;生物脱氮除磷;分点进水高效脱氮工艺随着水体富营养化问题的日益尖锐化和社会发展对环境要求的提高,污水脱氮除磷技术已经成为污水处理领域的热点和难点。
传统工艺存在基建投资大、运行费用高(硝化充氧能耗高、市政污水厂需投加碳源和碱等)、能量浪费等一系列问题。
此外,传统工艺的脱氮效率受进水水质的影响,低碳源污水在不投加外碳源的情况下,其脱氮效率低。
因此,研究和开发高效、经济的脱氮工艺成为当前城市污水处理的热点。
随着污水处理技术的不断发展,出现了一批低能耗、低投资,管理简单的处理工艺。
1生物脱氮除磷新工艺1.1ECOSUNIDE工艺本工艺是以张雁秋等人提出的统一动力学理论、动力学负荷理论、回流污泥浓度优化理论为依据,创造出在特殊工艺条件下,提高了活性污泥中的硝化菌的比例,突破了传统活性污泥法硝化速度慢,实现了短时高效脱氮,最终研发出城市污水高效脱氮处理新工艺。
该工艺与传统生物处理工艺比较,主要是根据统一动力学理论发现了生物因子非线性反应增长现象,即生物浓度较高时,反应速度与生物浓度之间呈非线性关系,增加活性污泥浓度,相对提高硝化菌在生物相中所占的比例。
根据以上提出的几种理论,可以归纳出:高污泥浓度对硝化有利;控制动力学负荷可以控制硝化微生物与脱碳微生物之间的营养竞争关系,造成低底物浓度环境,进一步促进硝化;依据回流比影响回流污泥浓度及系统内底物浓度理论,通过计算机寻优找出最佳回流比;通过控制溶解氧浓度实现同步硝化反硝化。
该工艺的最大特点是通过分点-多点特殊配水造成的高污泥浓度,生物系统长期处在高污泥浓度及低营养状态下工作,使硝化菌、亚硝化菌、反硝化菌的繁殖处于生长优势,提高了脱氮效率,同时使得生物反应池总停留时间减短,减少生化池的总容积,进而缩短占地面积,与传统工艺相比可减少投资20%。
污水处理生物脱氮除磷工艺新技术及发展趋势
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Ｅ Ｏ Ｕ Ｉ Ｅ工艺应用于某 市 政污 水处理 厂 改造 工程 ， Ｃ Ｓ ＮＤ 比使 用传统工艺改造节约 了２７０万元 ， ０ 以较低 的投资和运行 费用由原先 的仅 达到 Ｇ ８ １－０ ２城 Ｂ １９８２０ Ｎ 氧化成 Ｎ ， Ｏ一 Ｏ 并从 中获取 能量 。反硝化 是指 异养 型 镇污水处理厂排放标准二级标准到改造后 的达到一级 标准 ， 一些 的反硝化细菌在缺氧条件下（ 一般 Ｄ ＜ ． ｇＬ ， Ｎ － 。 ０ ５ｍ ／ ） 以 Ｏ Ｎ为 主要指标达到 了一级 （ 标 准。 。 Ａ） 。 Ｊ
１ 生物脱 氮除磷 机理 …
１ １ 生 物 脱 氮 机 理 ．
生物脱氮通过硝化和反硝化完成 。硝化和反硝化方程式如下 ：
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该工艺 的最大特 点是通 过分 点一多点 特殊 配水造 成 的高污
泥浓度 ， 使生物 系统长期 处在 高污泥 浓度及 低 营养 状态 下工作 ，
使硝化菌 、 亚硝化菌 、 反硝化菌的繁殖处 于生长优势 ， 提高 了脱氮
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效率 ， 同时使得 生物反应 池总 停 留时间缩 短 ， 少生化 池 的总容 减
积 ， 而缩小 占地 面积 ， 进 与传 统工 艺相 比可减 少投资 ２ ％。该工 ０
Ｎ ＋ｏ ０ Ｏ ÷： ； 一Ｎ
Ｎ ； ＋ Ｈ— — Ｎ ＋Ｈ Ｏ Ｏ ２ ＋０ ２
第３ ７卷 第 １ Ｏ期
・
１１ ・ ８
２ ０ １ 年 ４ 月 １
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收稿日期:2002—10—03作者简介:付春平(1975—),女,黑龙江肇州人,重庆大学2001级在读硕士,研究方向为水污染控制理论与技术。
废水的生物脱氮除磷新工艺的设想付春平1,钟成华2,邓春光2(1.重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400045;2.重庆市环境科学研究院,重庆400020) 摘 要:结合废水生物脱氮除磷机理和影响因素,在对几种典型脱氮除磷工艺氮、磷去除率进行比较的基础上,解析了一些典型工艺除氮除磷不足之处。
根据重庆城市污水水质实际情况和地形的特点,设想一种新的生物脱氮除磷工艺,从而弥补传统工艺的不足。
可望提高系统的脱氮和除磷效率,达到更好的脱氮除磷的目的,减少对水体的污染。
关键词:生物脱氮除磷;新工艺;设想中图分类号:X 522 文献标识码:A 文章编号:1001-2141(2003)-0039-04 随着工业的发展,人民生活水平的提高,城市污水产生量逐日增加,由于城市排水系统的不完善,成分较为复杂的城市综合污水,造成环境污染。
重庆地处长江三峡库区,氮磷等营养元素大量入库,将对库区的生态环境造成威胁。
因此,探讨和研究适合三峡库区的脱氮除磷实用技术,防止水库富营养化,是十分必要的。
1 水体富营养化状况评价指标通常水体富营养化指标主要是氮、磷、叶绿素、透明度、高锰酸钾等指数。
一般认为水体中氮、磷为主要控制因素,当总磷浓度高于0.02m g L ,总氮浓度高于0.2～0.5m g L ,即被视为水体富营养化。
2 生物脱氮除磷的基本原理及其影响因素2.1 生物脱氮的基本原理2.1.1 氨化反应有机氮化合物在氨化细菌的作用下分解,转化为氨态氮,这一过程称为“氨化反应”。
以氨基酸为例,其反应式为:RCHN H 2COOH +O 2氨化菌RCOOH +CO 2+N H 32.1.2 硝化反应在硝化细菌的作用下,氨态氮进一步分解、氧化,就此分两个阶段进行。
首先,在亚硝化细菌的作用下,使氨(N H +4)转化为亚硝酸氮,反应式为:N H +4+32O 2亚硝化菌NO -2+2H 2O +2H +-∃F (∃F =278.42KJ )亚硝酸氮在硝酸菌的作用下,进一步转化为硝酸氮,其反应式为:NO -2+12O 2硝化菌NO -3-∃F(∃F =72.27KJ )硝化反应总反应式为:N H +4+2O2NO -3+H 2O +2H +-∃F(∃F =351KJ )2.1.3 反应正常进行应保持的环境条件①耗氧条件,满足“硝化需氧量”的要求并保持一定的碱度。
②混合液中有机底物含量不应过高,BOD 5值应在15～20m g l 以下。
2.1.4 进行硝化反应应当保持的各项指标①溶解氧:在进行硝化反应的曝气池内,溶解氧含量不能低于1m g L 。
②温度:硝化反应的适宜温度是20～30℃以下,15℃时硝化速度下降,5℃完全停止。
③pH 值:最佳pH 值为8.0～8.4。
④生物固体平衡停留时间:一般对(Ηc )N 的取值,至少为硝化菌世代时间的2倍以上,温度低,(Ηc )N 取值应明显提高。
⑤重金属及有害物质:重金属,高浓度的N H +4-N ,NO -x N 有机物及络合阳离子等对硝化反应产生抑制作用。
2.1.5 反硝化反硝化反应是指硝酸氮(NO -3-N )和亚硝酸氮(NO -2-N )在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮(N 2)的过程。
第25卷 第2期 重 庆 环 境 科 学2003年2月2.1.6 影响反硝化反应的环境因素①碳源:一般认为当废水中BOD 5 T -N 值>3～5时,反硝化反应速率较高。
②pH 值:反硝化反应pH 值控制在6.5～7.5,在这个pH 的条件下,反硝化速率最高。
③溶解氧:反硝化反应易在厌氧、好氧交替的环境条件下进行,溶解氧应控制在0.5m g l 以下。
④温度:反硝化反应的适宜温度是20～40℃。
2.2 生物除磷基本原理及影响因素所谓生物除磷,是利用聚磷菌一类的微生物,能够过量地、在数量上超过其生理需要的、从外部环境摄取磷,并将磷以聚合物的形态贮藏在菌体内,形成富磷污泥。
排出系统外,达到废水中除磷的效果。
2.2.1 聚磷菌磷的过剩摄取在好氧条件下,聚磷菌营有氧呼吸,不断的氧化体内储存的有机底物。
同时也不断从外部环境向其体内摄取体内有机底物,由于氧化分解,又不断的放出能量。
能量为AD P 所获得,并结合H 3PO 4而合成A T P (三磷酸腺苷)。
即:AD P +H 3PO 4+能量A T P +H 2OH 3PO 4除一小部分是聚磷菌分解其体内聚磷酸盐而取得的外,大部分是聚磷菌将外部环境中的H 3PO 4摄入体内的。
摄入的H 3PO 4一部分用于合成A T P ,另一部分则用于合成聚磷酸盐。
2.2.2 聚磷菌磷的释放在厌氧的条件下,聚磷菌体内的A T P 进行水解,放出H 3PO 4和能量,形成AD P ,即:A T P +H 2O AD P +H 3PO 4+能量这样,聚磷菌具有在好氧条件下,过剩摄取H 3PO 4,在厌氧条件下释放出H 3PO 4的功能。
2.2.3 影响因素①溶解氧:厌氧段的DO 的浓度及硝酸盐的浓度对磷的厌氧释放影响很大,当DO <0.15m g L 时,就会出现磷释放现象;当DO <0.3m g L 时,释放效果较好;当硝酸盐浓度低于2.0m g L 以上时,对磷的释放影响不大;当DO 达到0.8～1.0m g l 以上时,才会出现较好的吸收效果。
②pH 值:对于生产实际来说,厌氧的pH 值可以保持在6.5以上。
③释放效果对吸收的影响:一般认为,释放效果越好,吸收效果越好,但这种释放必须是在有效释放为前提。
④其它影响因素:温度,有毒物质等因素对除磷也有影响。
3 传统生物脱氮除磷工艺3.1 几种典型的脱氮除磷工艺生物除磷:A O ,A 2O 、B ardenpho 、U CT 、Pho redox 、A P 等除磷工艺。
生物脱氮:A O 、A 2 O 、B ardnpho 、U CT 、Pho redox 、改进的AB 、T ETRA 深床脱氮、SBR 、2000型氧化沟等脱氮工艺。
3.2 几种典型脱氮除磷工艺氨、磷去除率的比较见表1。
表1 典型脱氮除磷工艺氮、磷去除率比较脱氮除磷工艺T P 去除率TN 去除率备 注A O 76%75%出水含磷难于达标A 2 O 80%～95%61%产生污泥释磷现象Bardenpho 97%90%～95%工艺复杂,成本高,运行繁琐U CT 由A 2 O改进运行成本高于A 2 OPho redox 70%～80%82%～97%污泥含磷高,产生二次污染A P由A O改进运行成本高于A O改进AB70%80%需加药剂T ETRA 深床脱氮未检出90%运行烦琐,水温要求严格SBR65%55%要求自动化程度高2000型氧化沟60%～80%80%脱氮除磷有待进一步研究3.3 脱氮除磷率低的原因简析3.3.1 回流污泥中携带的硝酸盐抑制了厌氧条件下磷的释放。
由于聚磷菌,硝化菌,反硝化菌及其他多种微生物共同生长在一个系统内,并在整个系统内循环。
使得从好氧段回流的污污中含有大量的硝酸盐,造成厌氧段中反硝化菌与聚磷菌对底物形成竞争。
使聚磷菌无法得到足够的短链脂肪酸(SCFA S )进行充分释磷,从而除磷效率会降低。
3.3.2 脱氮与除磷之间存在矛盾产生这一矛盾的原因是实现不同功能的微生物均不能在各自最佳的生长条件下生长。
由于不同的微生物均参与到系统的循环中,因此在系统内要达到所有微生物的最佳生长条件是不可能的事。
好氧段中要实现硝化作用,必然维持较高的硝化菌数量,要求在较长泥龄下运行。
而除磷是通过排泥实现,这就要求采用短泥龄来增加剩余污泥排放量。
因此短泥龄下运行时可以获得较高的除磷效率。
在运行泥龄上,各种工艺在脱氮与除磷之间存在矛盾。
3.3.3 硝化与反硝化,有机物降解之间存在矛盾4 重 庆 环 境 科 学 25卷由于微生物混合培养,为满足硝化而采用较长泥龄。
但降低了有机物降解和反硝化速率。
这样又增加了系统中有机物对硝化作用的抑制,使硝化反应滞后,可能抵消掉硝化速率提高所带来好处。
总之,导致各种工艺脱氮除磷效率不稳定的原因归结为功不同微生物在系统内混合生长所致。
世代时间长的硝化菌与其它细菌混合生长使系统难以兼顾脱氮与除磷需求,运行效果不稳定。
4 新工艺的设想4.1 新工艺简介新工艺设想的总体思路:同时达到脱氮和除磷的目的(既达到高效去除氮磷又达到污水排放标准,不产生二次污染)。
使各种微生物在各自的最佳环境条件下生长,充分发挥各种微生物的优势,达到更好的脱氮和除磷。
考虑到废水生物脱氮除磷的机理及其影响因素,结合重庆城市污水水质实际情况(总氮含量为60～100m g L ,变化幅度大约为1～2倍,总磷含量小于100m g l )及地形高差较大的特点,提出一个脱氮除磷的新工艺,弥补上述各种工艺的不足,以期满足动态条件下不同类型的微生物种群各自最佳生长条件,使其在处理系统中实现的功能相互协调,氮、磷去除同时达到理想的效率,运行相对稳定。
各组成单元的功能①厌氧池:主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化。
②缺氧池:主要功能是脱氮。
③初级好氧池:主要功能是去除大部分BOD 5,吸收磷。
④中沉池:进行泥水分离,污泥的另一部分回流厌氧反应池,上清液流入二级好氧生物反应池。
⑤二级好氧池:主要进行消化作用,去除少量BOD 5。
⑥二沉池:进行泥水分离,一部分污泥回流至缺氧反应池,上清液作为处理水排放。
4.2 新工艺可能具有的特点4.2.1 初级好氧池采用深井曝气,可以减少曝气系统的运行费用和占地面积。
4.2.2 二级好氧池采用生物膜法有利于各种功能的微生物更好地生长。
4.2.3 该工艺设置不同的好氧段使消化菌与其他细菌能在比较有利的条件下生长,可望提高系统的脱氮除磷和对有机物的降解速率。
4.2.4 悬浮生长系统可以在较短的泥龄下运行,提高了有机物的降解和反消化速率,回流污泥中吸附的大理有机物补充了进水碳源的不足,克服了由于进水碳源缺乏而造成脱氮除磷效率的降低。
4.2.5 有机物降解一级好氧池基本完成,使进入二级好氧池的有机物含量较低,克服了有机物存在对硝化菌所占的比例,使消化落在生物膜内能较好的生长,可获得很高的硝化效率。
4.2.6 全部回流污泥均参与了全系统的除磷过程,可以在一定程度上提高系统的除磷能力。
4.2.7 悬浮生长系统中硝化细菌的数量很少,可以从根本上解决回流污泥携带硝酸盐对厌氧释磷的不利影响。
但亚硝化细菌的世代时间较硝化菌短。
缩短泥龄后一级好氧池中可能含有亚硝酸盐,也会影响厌氧释放磷。
由于亚硝酸盐反硝化所需要的碳源仅为硝酸盐反硝化的60%,在一定程度上可以降低反硝化菌与聚磷菌对有机底物的竞争。