脱氮除磷与城市污水深度处理
水污染控制工程-- 脱氮除磷
第一节、概述 第二节、生物脱氮 第三节、磷的去除 第四节、同步生物脱氮除磷 第五节、城市污水深度处理
第一节、概述
N、P的来源
1. 农田化肥 2. 牲畜粪便 3. 污水灌溉 4. 城镇地表径流 5. 矿区地表径流 6. 大气沉降 7. 水体人工养殖
富营养化
氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的 水质污染现象。
基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） GB 18918－2002，城镇污水处理厂污染物排放标准
序号
基本控制项目
Байду номын сангаас
一级标准 二级 三级 A 标准 B 标准 标准 标准
1
化学需氧量（COD ）
50
60
100 120①
2
生化需氧量（BOD5）
3
悬浮物（SS）
78
生物脱氮原理及影响因素
氨化反应 硝化反应 反硝化反应
1. 氨化反应
有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下： • 有机碳被降解为CO2 • 有机氮被分解转化为氨氮
RCHNH2COOH 好氧菌/氨化菌RCOOH CO2 NH2
好氧
2. 硝化反应
好氧
硝化菌将氨态氮进一步分解氧化，使NH4+ 转化为硝酸盐氮。
根据(3)式，每氧化1g NH3-N：
•消耗7.07g碱度(以CaCO3计) •合成0.17g新细胞。
硝化过程的影响因素
溶解氧：1.2~2.0mg/L
pH: 8.0~8.4 有机物含量：不应过高
BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增 殖，限制硝化菌增殖
适宜温度：20~30℃ 硝化菌在反应器内的停留时间：>最小世代时间
污水处理中的脱氮除磷工艺
污水处理中的脱氮除磷工艺摘要：在陈述城市污水生物脱氮除磷机理的基础下，简单分析生物脱氮除磷的处理工艺。
关键词：脱氮除磷；机理；工艺1 前言城市污水中的氮、磷主要来自生活污水和部分工业废水。
氮、磷的主要危害:一是使受纳水体富营养化;二是影响水源水质, 增加给水处理成本;三是对人和生物产生毒害。
上述危害严重制约了城市水环境正常功能的发挥, 并使城市缺水状况加剧，而且随着人民生活水体的提高和环境的恶化，对水质的要求也越来越高。
为了达到较好的脱氮除磷效果，环境工作者对一些传统工艺进行了改进或设计出新工艺，本文简单介绍一些脱氮除磷工艺。
2 生物脱氮原理【1】一般来说, 生物脱氮过程可分为三步: 第一步是氨化作用, 即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。
在普通活性污泥法中, 氨化作用进行得很快, 无需采取特殊的措施。
第二步是硝化作用, 即在供氧充足的条件下, 水中的氨氮首先在亚硝酸菌的作用下被氧化成亚硝酸盐, 然后再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。
为防止生长缓慢的亚硝酸细菌和硝酸细菌从活性污泥系统中流失, 要求很长的污泥龄。
第三步是反硝化作用, 即硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。
这一步速率也比较快, 但由于反硝化细菌是兼性厌氧菌, 只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化, 因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境( 好氧池的混合液回流到缺氧池) 。
反应方程式如下:( 1) 硝化反应:硝化反应总反应式为:( 2) 反硝化反应:另外, 由荷兰Delft 大学Kluyver 生物技术实验室试验确认了一种新途径, 称为厌氧氨( 氮) 氧化。
即在厌氧条件下,以亚硝酸盐作为电子受体,由自养菌直接将氨转化为氮, 因而不必额外投加有机底物。
反应式为:NH4+NO2→N2+2H2O3 生物除磷原理【1】所谓生物除磷, 是利用聚磷菌一类的微生物, 在厌氧条件下释放磷。
而在好氧条件下, 能够过量地从外部环境摄取磷, 在数量上超过其生理需要, 并将磷以聚合的形态储藏在菌体内, 形成高磷污泥排出系统, 达到从污水中除磷的效果。
SBR法处理城市污水脱氮除磷试验
S BR法处理城市污水脱氮除磷试验Ξ张朝升,张可方(广州大学土木工程学院市政与环境工程系,广州 510405) 摘要:采用S BR工艺对广州地区城市污水进行了生物脱氮除磷实验研究。
结果表明:在碳、氮、磷比例不合理的情况下,达到了既去除有机物又能脱氮除磷的效果。
总停留时间控制在4.5～5.5h,污泥负荷为0.14～0.26kg2 BOD5/(kgM LSS・d)时,出水BOD5浓度在5.12～13.62mg/L,去除率达85%～93%;出水C OD浓度在10.7～32.2mg/ L,去除率达82%～88%;出水NH4—N浓度在2.83～9.83mg/L,去除率达53%～87%;出水TP浓度在0.1～0.45mg/L,去除率达85%～‘99%。
关键词:S BR;城市污水;脱氮除磷;污水处理中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1002-1264(2003)06-0078-03E fficiency of SBR Process in R emoval of Nitrogen and Phosphorus from Municipal W astew aterZH ANG Chao2sheng,ZH ANG K e2fang(Department of Environment Engineering,G uangzhou university,G uangzhou 510405,China) Abstract:Nitrogen and phosphorus rem oval from G uangzhou’s municipal wastewater with S BR process was studied. The results showed that the effect of organics rem oval as well as nitrogen and phosphorus rem oval can be obtained while C:N:P was out of proportion.When total HRT was4.5to5.5hours,sludge load was0.14～0.26kgBOD5/ (kgM LSS・d),the effluent concentrations of BOD5,C OD,NH3-N and TP was from5.12to13.62mg/L,10.7～32.2mg/L,2.83～9.83mg/L and0.1～0.45mg/L respectively,the rem oval rates of BOD5,C OD,NH3-N and TP was85%～93%,82%～86%,53%～87%,85%～99%respectively.K ey w ords:municipal wastewater; S BR; rem oval of nitrogen and phosphorus 在S BR法处理城市污水脱氮除磷过程中,污泥在不断的进行厌氧、好氧交替运行,以实现生物脱氮除磷。
第三节生物脱氮除磷A2O(AAO)(Anaerobic-Anoxic-Oxic)
2019/2/17 河北科技大学环境科学与工程学院 10
第二节
除
氮
2019/2/17
河北科技大学环境科学与工程学院
11
第二节
除
氮
该过程受温度的影响较大，随温度的降低，为达到 同样处理效果所需的空气量迅速增加，见图18-2
2019/2/17
除
氮
2O
2
NO
3
H
O 2H 2
315 k J
氨态氮 NH3及NH4+等 1g氨氮氧化需氧4.57g
硝酸盐氮 NO3-N
需氧3.43g
亚硝化菌
亚硝酸盐氮
硝化菌
需氧1.14g
NH
4
1 . 5 O 2 NO
2
2H
H 2 O 276 kJ
NO2-N
NO
氮
硝化菌
椭球或棒状 0.5×1.0 阴性 12~59 兼性 严格好氧 0.02~0.06 0.02~0.07 0.3~1.7
22
亚硝化菌和硝化菌的基本特征
目
河北科技大学环境科学与工程学院
第二节
影响硝化的因素:
除
氮
硝化菌——亚硝酸菌和硝酸菌的统称;硝化菌属于化能 自养菌，革兰氏染色阴性，可生芽孢的短杆状细菌 ①溶解氧—— 氧是电子受体，DO不能低于1.0mg/l 硝化需氧量（NOD）——4.57g(氧)/g（N）
2
1 2
O 2 NO
3
72 . 27 kJ
硝化反应是产酸过程
硝化反应过程中氮的转化及价态的变化
-Ⅲ -Ⅱ -Ⅰ 0 +Ⅰ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ 铵离子NH4+ 羟胺NH2OH
城市污水处理厂脱氮除磷工艺的应用
图 １ 原 工 艺 流 程
图２
改 造 工 艺 流 程
１ ＿ ３主要工 程 改造 内容
１ ． 水 解池 改造 ＿１ ３
１１ 项 目概况 ． 某 城 市 污水 处 理 厂 的设 计 规模 为 ｌ Ｏ万 ｔ ， ／ 原 ｄ 处 理工 艺为 水解 一 生物 滤 池 的二 级生 化 处理 工 艺 ，
污水处 理 厂 出水 的氮 、 磷指 标 ， 制 氮 、 等 营养 物 控 磷 质 进入 水体 ， 解决 水体 富 营养 化 的重 要途 径 。 是
（） ２ 投资 少 ， 工 容易 ； 施
（） ３ 占地 面积 较小 ， 分 利用 现有 设施 ； 充
生物 脱 氮 除 磷技 术 由 于具 有 同 时脱 除 Ｃ、 Ｐ Ｎ、 且 处 理 成本 低 等 优 点 ， 而得 到广 泛 应 用 ， 脱 氮 除 但
水体 富 营养 化 对 城 市 水 环境 正 常 功 能 的发 挥
构 成 了严 重威 胁 ， 强城 市 污水 的处 理 ， 高城 市 加 提
考虑 该地 区经济 发 展水 平 及 当地 现有 条件 ， 确 定改 造方 案 时， 同时考 虑 以下 几个 方 面 ： 应 （） １ 脱碳 、 氮 和除磷 效 率高 ； 脱
现 有工 艺难 以满 足 标准 提 高 的要 求 ， 因此 需 对原 有 污水 处 理工 艺进 行 改造 和运 行优 化 。
１ ． 工艺 流程 改造 ２
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ４ ２ １— ５ １
孔 曝气 器 ． 配备 了污 泥 回流 泵和 鼓风 机 。 并 １ ＿ 接 触氧 化池 改造 ．３ ３
（ 州 市 市 政 公 用 设 施 管 理 局 ， 苏 徐 州 ２ １０ ） 徐 江 ２ ０ ０ 摘 要 ： 市 污水 处理 厂使 用低 耗 高 效 的 污 水 处理 新 工 艺 ， 够有 效地 降低 废 水 中的 氮磷 含 量 。 以 某城 市 城 能 污水 厂 为 例 分析 脱 氮除 磷 工 艺 的应 用 ， 过 改 变进 水 方 式 ， 通 实现 了 高效 脱 氮 除磷 ， 高 了 出水水 质 ， 于 提 对
污水的深度处理与回用技术说明
污水的深度处理与回用技术说明一、深度处理概述1.城市污水的资源化与再生利用（1）深度处理∶是进一步去除常规二级处理所不能完全去除污水中杂质的净化过程。
（2）深度处理目的∶水资源短缺、污水回用。
（3）深度处理对象∶脱色、除臭、COD、BOD、SS、营养型无机盐重金属细菌、病菌。
（4）深度处理水用途∶排放、回用、回灌地下。
2.污水的深度处理深度处理是指以污水回收再用为目的，设在常规二级处理后增加的处理工艺。
深度处理的主要对象是构成浊度的悬浮物和胶体、微量有机物、氮和磷、细菌等，污水的深度处理是污水再生与回用技术的发展，可以提高污水的重复使用率，节约水资源。
一般二级处理技术所能达到的处理程度为∶出水中的BOD5为20～30 mg/L;COD 为60～100 mg/L;SS为20～30 mg/L;NH3-N为15～25 mg/L;TP为6～10 mg/L。
城市污水深度处理的去除对象是∶（1）处理水中残存的悬浮物，脱色、除臭，使水进一步得到澄清。
（2）进一步降低BOD5、COD、TOC 等指标，使水进一步稳定。
（3）脱氮、除磷，消除能够导致水体富营养化的因素。
（3）消毒杀菌，去除水中的有毒有害物质。
3. 回用途径城市污水经过以生物处理技术为中心的二级处理和一定程度的深度处理后，水质能够达到回用标准，可以作为水资源加以利用。
回用的城市污水应满足下列各项要求∶（1）必须经过完整的二级处理技术和一定的深度处理技术处理。
（2）在水质上应达到回用对象对水质的要求。
（3）在保健卫生方面不出现危害人们健康的问题。
（4）在使用上人们不产生不快感。
（5）对设备和器皿不会造成不良的影响。
（6）处理成本、经济核算合理。
污水回用的途径应以不直接与人体接触为准，主要可用于∶（1）农业灌溉污水有控制地排放到农田中，根据灌溉用地的自然特点，选择合适的灌溉方法。
（2）工业生产理想的回用对象应该是回用量较大且对处理要求不高的地方，如间接冷却水、冲灰及除尘等工艺用水。
污水处理脱氮除磷工艺介绍及对比分析
污水处理脱氮除磷工艺介绍及对比分析2020年9月6日星期日目录一、生物脱氮 (3)1、硝化过程 (3)2、反硝化过程 (4)3、生物脱氮的基本条件 (5)4、废水生物脱氮处理方法 (6)二、化学脱氮 (7)1、吹脱法 (7)2、化学沉淀法（磷酸铵镁沉淀法） (8)3、低浓度氨氮工业废水处理技术 (9)4、不同浓度工业含氨氮废水的处理方法比较 (11)三、化学法除磷 (11)1、石灰除磷 (12)2、铝盐除磷 (12)3、铁盐除磷 (13)四、生物除磷 (13)1、生物除磷的原理 (13)2、生物除磷的影响因素： (14)3、废水生物除磷的方法有哪些 (15)4、除磷设施运行管理的注意事项 (15)一、生物脱氮脱氮技术包括化学法和生物法，由于化学法会产生二次污染，而且成本高，所以一般使用生物脱氮技术。
污水生物处理脱氮主要是靠一些专性细菌实现氮形式的转化。
含氮有机化合物在微生物的作用下首先分解转化为氨态氮NH4+或NH3，这一过程称为“氨化反应”。
硝化菌把氨氮转化为硝酸盐，这一过程称为“硝化反应”；反硝化菌把硝酸盐转化为氮气，这一反应称为“反硝化反应”。
含氮有机化合物最终转化为氮气，从污水中去除。
1、硝化过程硝化菌把氨氮转化为硝酸盐的过程称为硝化过程，硝化是一个两步过程，分别利用了两类微生物——亚硝酸盐菌和硝酸盐菌。
这两类细菌统称为硝化菌，这些细菌所利用的碳源是CO32-、HCO3-和CO2等无机碳。
第一步由亚硝酸盐菌把氨氮转化为亚硝酸盐，第二步由硝酸盐菌把亚硝酸盐转化为硝酸盐。
这两个过程释放能量，硝化菌就是利用这些能量合成新细胞和维持正常的生命活动，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少了它的需氧量。
氧化1g氨氮大约需要消耗4.3gO2和8.64gHCO3-（相当于7.14gCaCO3碱度）。
硝化过程的影响因素：1）温度：硝化反应最适宜的温度范围是30~35℃，温度不但影响硝化菌的比增长速率，而且会影响硝化菌的活性。
污水深度处理工艺流程
污水深度处理工艺流程
《污水深度处理工艺流程》
随着城市化进程的加快和人口的增长，污水处理成为了一个全球性的话题。
污水深度处理工艺流程是一种高级处理技术，能够有效地去除各种污染物，达到国家和地方的环保排放标准。
污水深度处理工艺流程的主要步骤包括预处理、生物处理、固液分离和深度处理。
首先，污水需要经过预处理，去除大颗粒杂质和生物膜。
然后，通过生物处理，将有机物质转化为无机物质和生物质，减少水体中的有机物和氮磷等污染物。
接下来是固液分离，通过物理或化学方法将水中的悬浮固体分离出来。
最后是深度处理，包括脱氮、脱磷、消毒等过程，以确保水质符合排放标准。
在污水深度处理工艺流程中，常用的技术包括生物接触氧化法、好氧深度处理、反渗透和紫外线消毒等。
这些技术能够有效地去除水中有害物质，改善水质，保护环境，达到循环利用的目的。
通过采用污水深度处理工艺流程，可以实现污水资源化利用，减少对环境的污染，推动可持续发展。
因此，各国政府和环保部门都在加大对污水处理工艺流程的投入和推广，以改善环境质量，提高人民生活质量。
总之，污水深度处理工艺流程是一种十分重要的污水处理技术，它能够有效地去除各种污染物，改善水质，保护环境，促进社
会可持续发展。
希望在未来，这种技术能够得到更广泛的应用，为净化水体，保护地球环境做出更大的贡献。
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5-40
铝二次冶炼 0.3-350 合成橡胶废水 31-76
二硫化钠生产 260 胶合板
397-450
印刷电路板 2021/3/2
300+ 动物胶
78
8
生物脱氮原理及影响因素
氨化反应 硝化反应 反硝化反应
2021/3/2
9
1. 氨化反应
有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下： • 有机碳被降解为CO2 • 有机氮被分解转化为氨氮
N2
被还原成N2，达到脱氮目的；
内循环（硝化液回流）
原废水
反硝化反 应器（缺氧）
碱
BOD去除，硝 化反应器（好氧）
出水 沉淀池
Ⅱ
回流反硝化菌，保证反硝化反应器中微生
物的浓度，利用原水中的有机物作为C源
污泥回流
分建式A1/O 生物脱氮工艺流程
剩余污泥
A1/O流程中的缺氧和好氧池可以是两个独立的构筑物，也
202可1/3/2以合建在一个构筑物内，使用隔板将两段分开。
19
A1/O优点
流程简单，构筑物少，基建费用大幅度节省； 不需要外加碳源，降低了运行费用； 好氧池设在缺氧池后，不需要再建后曝气池；
缺点：
流程长，构筑物多，基建费用高； 需要外加碱和碳源，运行费用高； 出水中往往存在一定量的甲醇，形成BOD5及COD，需
要后曝气池加以去除； 管理较为复杂。
2021/3/2
17
两级生物脱氮工艺
将三级生物脱氮工艺的一、二级合并
2021/3/2
18
A1/O (Anoxic/Oxic)生物脱氮工艺流程 回流硝酸盐，在反硝化反应器中
第十九章、脱氮除磷与城 市污水深度处理
第一节、概述
第二节、生物脱氮
第三节、磷的去除
第四节、同步生物脱氮除磷
第五节、城市污水深度处理
2021/3/2
1
第一节、概述
N、P的来源
1. 农田化肥 2. 牲畜粪便 3. 污水灌溉 4. 城镇地表径流 5. 矿区地表径流 6. 大气沉降 7. 水体人工养殖
2021/3/2
硝化需氧量
1 g 4.57g （NOD）
2021/3/2
11
2. 硝化反应(con’d)
55NH4++76O2+109HCO3--
C5H7NO2+54NO2--+57H2O+104H2CO3
(1)
(亚硝 化菌)
400NO2--+NH4++4H2CO3+HCO3--+195O2
C5H7NO2+3H2O+400NO3--
每利用1g NO3－-N，消耗2.47g甲醇(约合3.7gCOD)，产生
0.48g新细胞和3.57g碱度。
内源反硝化：以机体内的有机物为碳源
2021/3/2
C5H7NO2+4.6NO3-(细胞)
2.8N2 +1.2H2O+5CO2+4.6OH--
总反应式：
5CH3OH+6NO3--
3N2 +7H2O+5CO2+6O14H--
及其设计
2021/3/2
7
有机废水中含氮物质
• 有机氮：蛋白质、多肽、氨基酸、胞壁酸、尿素
• 无机氮：氨氮、亚硝态氮和硝态氮
来源
氨氮浓度 （mg/L）
来源
氨氮浓度 （mg/L）
酒厂废水
5-380 谷物加工
45
制革废水
83-159 咖啡废水
11-78
纸浆废水
264 乳品废水
5-625
木材防腐工业
32 土豆加工
2021/3/2
12
硝化过程的影响因素
溶解氧：1.2~2.0mg/L
pH: 8.0~8.4
有机物含量：不应过高
BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增 殖，限制硝化菌增殖
适宜温度：20~30℃
硝化菌在反应器内的停留时间：>最小世代时间 (在适宜的温度条件下为3d)
有毒物质：重金属、高浓度的NH4-N、高浓度的
2
富营养化
氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的 水质污染现象。
2021/3/2
3
2021/3/2
4
基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） GB 18918－2002，城镇污水处理厂污染物排放标准
序号
基本控制项目
一级标准 二级 三级 A 标准 B 标准 标准 标准
1
化学需氧量（COD ）
50
60
RCHNH2COOH 好氧菌/氨化菌RCOOH CO2 NH2
好氧
2021/3/2
10
2. 硝化反应
好氧
硝化菌将氨态氮进一步分解氧化，使NH4+ 转化为硝酸盐氮。
2NH
4
3O 2
亚硝酸菌
2NO
2
4H
2H 2O
2NO2 O2 硝酸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2NO3
NH
4
2O2
硝化细菌
NO
3
2H
H2O
14 64
100 120①
2
生化需氧量（BOD5）
3
悬浮物（SS）
10
20
30 60
10
20
30 50
4
动植物油
1
3
5
20
6
石油类
1
3
5
15
7
阴离子表面活性剂
0.5
1
2
5
8
总氮（以N 计）
15
20
-
-
9
氨氮（以N 计）②
5(8) 8(15) 25(30) -
总磷 2005年12月31日前建设 1
1.5
3
5
10 （以P计）
NOx-N、高浓度的有机基质、部分有机物以及络
合阳离子等。
2021/3/2
13
3. 反硝化反应 缺氧
在缺氧状态下，利用反硝化菌将硝酸盐和亚硝酸 盐转化成N2
外源反硝化：外来碳源
1.08CH3OH +NO3--+0.24H2CO3
0.06C5H7NO2+0.47N2 +1.68H2O+CO2+OH-(细胞)
反硝化过程的影响因素
碳源： BOD5∶TN之比大于4 pH：最适宜的pH是6.5~7.5。 溶解氧浓度：≤0.5 mg/L。 温度：20~40℃。
2021/3/2
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传统三段生物脱氮工艺
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16
三级生物脱氮工艺的主要特点
优点
氨化、硝化和反硝化分别在各自的反应器内进行，并 各自回流在沉淀池分离的污泥，过程控制明确，反应 速度快且反应进行较彻底，脱氮效果较好。
(2)
（硝 化菌）
N
H4++1.86O
2+1.98
HCO
-3
(0.0181+0.0025)C 5H7NO2+1.04H 2O+0.98NO3--+ 1.88H2CO3 (3) (亚硝化菌 +硝 化菌)
根据(3)式，每氧化1g NH3-N：
•消耗7.07g碱度(以CaCO3计) •合成0.17g新细胞。
2021/3/2
2006年1月1日起建设的
0.5
1
3
5
5
脱氮除磷
➢ 物化法
➢沸石选择性交换吸附、石灰法、折点 氯化脱氮、空气吹脱法、化学沉淀 ➢生物法 ➢生物脱氮除磷
2021/3/2
6
第二节、生物脱氮
生物脱氮原理及其影响因素 生物脱氮工艺
传统三段生物脱氮工艺 两段生物脱氮工艺 A1/O (Anoxic/Oxic)生物脱氮工艺流程