污水厂脱氮除磷三种方法
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
生物脱氮除磷原理及工艺
生物脱氮除磷原理及工艺 1 引言氮和磷是生物的重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁殖,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物和人体健康产生很大的危害;然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污废水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体；在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除;同时产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和-24SO ,其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除；二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物,能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准;因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要;2 生物脱氮除磷机理生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上,先利用好氧段经硝化作用,由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用,将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,即,将3NH 转化为N NO --2和N NO --3;在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气,即,将N NO --2经反亚硝化和N NO --3经反硝化还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环;水中含氮物质大量减少,降低出水的潜在危险性,达到从废水中脱氮的目的1;错误!硝化——短程硝化：O H HNO O NH 22235.1+→+硝化——全程硝化亚硝化+硝化：O H HNO O NH 22235.1+−−−→−+亚硝酸菌错误!反硝化——反硝化脱氮：O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮：O H N HNO NH 22232+→+反硝化——厌氧氨反硫化脱氮：O H S N SO H NH 2242342++→+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+4NH 或-2NO 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25-35 ℃,在土壤中为30-40 ℃,最佳pH 值偏碱性;反硝化作用是反硝化菌大多数是异养型兼性厌氧菌,DO< mg/L 在缺氧的条件下,以硝酸盐氮为电子受体,以有机物为电子供体进行厌氧呼吸,将硝酸盐氮还原为2N 或-2NO ,同时降解有机物2;生物除磷原理磷在自然界以2 种状态存在：可溶态或颗粒态;所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷,达到磷水分离;废水在生物处理中,在厌氧条件下,聚磷菌的生长受到抑制,为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐,同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量,称该过程为磷的释放;进入好氧环境后,活力得到充分恢复,在充分利用基质的同时,从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐,从而完成聚磷的过程;将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除,即可达到除磷的目的3;聚磷菌在厌氧条件下,分解体内的多聚磷酸盐产生ATP,利用ATP 以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB;与此同时释放出-34PO 于环境中1; 好氧吸磷过程聚磷菌在好氧条件下,分解机体内的PHB 和外源基质,产生质子驱动力将体外的-34PO 输送到体内合成ATP 和核酸,将过剩的 -34PO 聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐异染颗粒; 3 生物脱氮除磷工艺从生物脱氮除磷的机理分析来看,生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好氧3 种状态,这3个不同的工作状态可以在空间上进行分离,也可以在时间上进行分离;近年来,随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入,以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用,衍生出了许多新的生物脱氮除磷工艺,其中典型的几种处理工艺如下;SBR 工艺SBR 工艺是一种新近发展起来的新型处理废水的工艺,即为序批式好氧生物处理工艺,其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同,不同点是其在运行时,进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序,依次在一个反应池中周期性运行,所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统,系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易;该法处理焦化废水有着独有的优势：一是不要空间分割,时序上就能创造出缺氧和好氧的环境,即具有A ／O 的功能,十分有利于氨氮和COD 的去除;二是该法的沉淀是一种静止的沉淀,对污泥沉淀性能不好的废水,固液分离效果非常明显;三是该法可以省去二沉池,其占地面积相对要小一些;自动控制系统的发展和完善,为SBR 工艺的应用提供的物质基础;但因为SBR 是间歇运行的,为了解决连续进水问题,至少需要设置两套SBR 设施,进行切换运行;SBR 工艺流程图见图14;CAST 工艺CAST 实际上是一种循环SBR 活性污泥法,应器中活性污泥不断重复曝气和非曝气过程,生物反应和泥水分离在同一池内完成,与SBR 同样使用滗水器;污水首先进入选择器,污水中溶解性的有机物通过生物作用得到去除,回流污泥中硝酸盐也此时得到反硝化；然后进入厌氧区,此时为微生物释磷提供条件；第三区为主曝气区,主要进行BOD 降解,同时硝化反硝化;CAST 选择器设置在池首,防止了污泥膨胀; 3．3 MSBR 工艺连续流序批式活性污泥法工艺ModifiedSequencing Batch Reactor,简称MSBR;首先,污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此充分释磷,然后混合液进入缺氧池反硝化;反硝化后的污水进入好氧池,有机物在好氧条件下被降解,活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR,澄清后上清液排放;此时另一边的SBR 在回流量的条件下进行反硝化、硝化或静置预沉;回流污泥首先进入浓缩池浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥进入缺氧池;这样,一方面可以进行反硝化,另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后进行的厌氧释磷提供更为有利的条件;CAST 综合了以往除磷脱氮工艺的优点,保证了各污染物质降解的最大速率环境,去除有机污染物效率更高,脱氮除磷效果更好A/2工艺OA/2工艺传统OA/2工艺或称AAO工艺,在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区,能够同时作到脱氮、O除磷和有机物的降解,其工艺流程见图2;污水进入厌氧反应区,同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧条件下释磷,同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分含氮有机物进行氨化;污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是进行脱氮;硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,通常内回流量为2~4倍原污水流量,部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除;混合液从缺氧反应区进入好氧反应区,混合液中的COD浓度已基本接近排放标准,在好氧反应区除进一不降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝态氮回流至缺氧反应区,污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除;该工艺流程简洁,污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行,丝状菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好5;它将厌氧段、缺氧段放在工艺的第一级, 充分发挥了厌氧菌群承受高浓度、高有机负荷能力的优势, 处理效果较好, 产生的污泥较一般的生物法少;可用于处理工业废水比重较大城市污水, 另外, 由于它是在普通活性污泥法的基础上发展起来的, 因而也较容易用于生物法处理的老污水厂的改造;A/2工艺改良O改良O A /2工艺是中国市政工程华北设计研究院提出的,工艺综合了A/O 工艺和改良UCT 工艺的优点,即在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池;首先回流污泥和10%的污水进入厌氧/缺氧池进行反硝化以去除回流污泥中的硝酸盐;90%的污水进入厌氧区与回流污泥混合,在兼性厌氧发酵菌的作用下将部分易生物降解的大分子有机物转化为VFA ；聚磷菌释磷,同时吸收VFA 以PHB 的形式贮存于胞内;在缺氧区,反硝化菌利用污水中的有机物和经混合液回流而带来的硝酸盐进行反硝化,同时去碳脱氮；在好氧区,有机物浓度相当低,有利于自养硝化菌生长繁殖,进行硝化反应,同时聚磷菌过量摄磷;通过沉淀、排除剩余污泥达到除磷的目的;该工艺降低回流污泥中硝态氮对后续厌氧池的不利影响,有利于厌氧池的聚磷菌释磷,改善了泥水分离性能6;3．5 UCT 改良工艺改良的UCT 工艺University of Cape Town 脱氮除磷工艺由厌氧池、缺氧1 池、缺氧2 池、好氧池、沉淀池系统组成,有2 个缺氧池;缺氧1 池只接受沉淀池的回流污泥,同时缺氧1 池有混合液回流至厌氧池,以补充厌氧池中污泥的流失;回流污泥携带的硝态氮在缺氧1 池中经反硝化被完全去除;在缺氧2池中接受来自好氧池的混合液回流,同时进行反硝化,缺氧1 池出水中的N NO --3 带进厌氧池使之保持较为严格的厌氧环境,从而提高系统的除磷效率7;立体循环一体化氧化沟氧化沟是一种而有效的污水处理技术,具有稳定的处理效果,是污水生物处理技术之一;特别是用于污水脱氮,氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN 去除效率高;然而,与活性污泥法相比,氧化沟占地面积较大,在土地紧张的城市或地区,氧化沟的应用受到限制8;针对常规氧化沟存在的问题,成功地研究出立体循环一体化氧化沟;其特点是：① 氧化沟采用立体循环,在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程;与现有氧化沟相比,占地面积可减少约50%;② 沉淀区与氧化沟合建,沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内,可节省投资和能耗;③ 结构紧凑,运行操作简便;新型立体循环一体化氧化沟既保留氧化沟设备和运行操作简单等优点,又可减少占地面积; 4 结语污水生物脱氮除磷是当今水处理的热点与难点;新的脱氮除磷理论的提出,为生物脱氮除磷工艺指引了方向;如：SND 同时硝化反硝化工艺、SHARON 工艺、氧限制自氧硝化—反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺以及短程硝化—厌氧氨氧化组合工艺等;但是,生物脱氮除磷工艺的发展已不仅仅要求对N,P 去除率,而且要求处理效果稳定,可靠的运行工艺;今后对此技术的研究应集中在以下方面：第一、加深除磷机理的研究;反硝化聚磷菌的出现解决了硝化菌与聚磷菌争夺碳源,污泥龄不同等主要矛盾;为新型同步脱氮除磷工艺提供了理论依据;但是对于反硝化聚磷菌的了解还不够全面,尤其是其除磷机理还待于进一步研究;应突破传统理论,从微生物的角度来调控工艺;第二、随着脱氮除磷工艺的进一步发展,许多研究者在进行小试时,都驯化出颗粒污泥,而颗粒污泥的出现改善了污泥膨胀这一难题;同时发现颗粒污泥对N,P 的去除要远远优于絮状污泥;今后在对颗粒污泥的研究上应更加深入,研究了解颗粒污泥外部的胞外聚合物是否对N,P 有吸附作用,并进一步研究颗粒污泥的形成机理,调整现有反应器的运行参数,从而加速颗粒污泥的形成,提高脱氮除磷效率;。
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。
污水脱磷脱氮的几种方法
污水脱磷脱氮的几种方法作者：赵静来源：《科技创新导报》 2014年第17期赵静(新疆净源环境工程有限公司新疆乌鲁木齐 830011)摘要：该文主要分析了城市污水的现状，提出其中存在的问题，并且阐述了水体富营养化的概念，探讨了污水脱磷脱氮的几种方法。
关键词：污水脱磷脱氮中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)06(b)-0088-011 城市污水现状以及问题的提出如今工农业生产的发展十分快速，人口也在日益增长，其农业磷、氮肥料的使用也会增加，民用以及工业中含磷的洗涤剂耗用量也在上升，水体富营养化已经成为现代社会十分突出的水环境污染问题。
2 水体富营养化要将富营养化控制好，就必须要对磷和氮的排放进行限制，从而限制水生植物等繁殖。
现在很多二级处理的水体中存在的磷和氮都是超标的，实现污水脱磷和脱氮势在必行。
3 污水脱磷的方法3.1 脱磷技术3.1.1 混凝沉淀法为了提高脱磷率，要按照磷浓度以及碱度对混凝剂的投加量进行确定。
而一般采用的金属混凝剂包括铝酸钠、硫酸亚铁等等。
3.1.2 生化处理法在曝气槽中加入混凝剂以进行化学和生物同时处理，则可将磷和有机物通过微生物作用而去除。
3.1.3 晶析脱磷法这一方法的原理是利用液相中PO3-4、Ca2+与OH-发生反应，从而生成Ca10（OH）2（PO4）6而出现晶析现象。
在采用晶析法处理平均含磷为3mg/L二级水时，可将其磷浓度减少到0.5mg/L。
3.2 化学脱磷法3.2.1 铝-磷酸盐凝聚法在采用这种方法进行脱磷时，一般都会用到Al2（SO4）318H2O4，而三价铝作为一种生物惰性金属，有利于良好的沉淀物形成。
在AlPO4沉淀物和Al（OH）3絮体同时生成。
3.2.2 铁-磷酸盐凝聚法在采用这种方法进行脱磷时，一般都会使用FeClSO4、FeCl3、Fe2（SO4）3三种材料。
当磷酸盐和三价铁进行化学反应时，会得到难溶的磷酸铁。
几种污水生物脱氮除磷的工艺比较
污染 防治（ ３ ３ ～ ３ ６ ）
环境研究与监测
２ ０ ｌ ３ 年６ 月
几 种 污水 生物 脱 氮 除磷 的工艺 比较
李
（ １ 四川省再生资源开发有限公 司 四川
敏 ， 周开锡 ２
内江 ６ ４ １ １ １ ３ ２ 内江市环境保护监测站 四川 内江 ６ ４ １ １ ０ ０ ）
作者简介 ： 李敏 （ １ ９ ８ ５ 一 ） ， 女， 成 都信息工程学 院环 境工程学士 ， 从事
污水处理工作。
环境研究与监测
第２ ６ 卷
归纳起来 主要有以下三种思路。
２ 连续 流脱 氮 除磷 工 艺的 革新 与发展
第一种思路是改进污泥 回流路线或增加反硝化
一
环节 ， 以控制厌氧区回流污泥中的硝酸盐含量 。 Ｕ Ｃ Ｔ 、 连续流脱氮除磷工艺的发展主要是围绕着在同 Ｖ Ｉ Ｐ 、 Ｊ Ｈ Ｂ等工艺都属于这种思路的产物。南非 Ｃ ａ ｔ ｅ 污水处理 系统中实现脱氮与除磷 同时存在 的矛盾 Ｔ ｏ ｗ ｎ 大学的 Ｕ Ｃ Ｔ工艺将 Ｍ／ Ｏ中的污泥 回流由厌氧
合方式及其数量的时空分布以及 回流方式 、位置而
达到高效脱氮除磷的 目的［ ２ － ９ 。
除磷脱氮工艺在涉及泥龄上存在矛盾 ： 首先 ， 除
ｍ ｏ ｖ ａ １ ） 按微生物在系统 中的不同状态 ， 可分为活性污 磷需要泥龄短 。生物除磷主要靠排出剩余污泥而带 泥法和生物膜法 ， 通过设立好氧区、 缺氧 区和厌 氧区 走磷 ， 因此 ， 如要 除磷效率高 ， 就必须加大污泥排泥
型工艺等１ ２ ｌ 。而这些工艺可以说都属于组合工艺 ， 其 龄短的系统中， 硝化菌量极少嗍 。因此 ， 如何确定合理
污水处理中脱氮除磷方法总结
以此 达 到节 约 能 耗 ， 低 成本 运 营 的 目的 。
４ ． ５ Ｓ Ｂ Ｒ工艺与 Ｓ Ｂ Ｒ 变 型 工 艺
好 氧 时 过 量 地 从 外 部 环境 提 取 磷 ， 并 将 磷 以 聚 合 的 有 机 质 形 式 贮藏在菌体 内， 形成高磷污泥 ． 排除系统外 ， 从 而 达 到 从 废 水 中
程。
提高 了氮磷去除率 ， 但其 设备改 进工艺较为 复杂 ， 尚且 无 法 大
３ 生 物 除磷 原 理 生 物 除 磷 主 要 利 用 聚 磷 菌 一 类 的微 生 物 ． 这 些 细 菌 能 够 在 面积应用。 此 外 ，工业 脱 氮 除磷 方法 还 有 Ｃ Ａ Ｓ Ｔ工 艺 、 Ｏ Ｃ Ｏ工 艺 、
氮， 然 后 在 硝 酸 菌 的作 用 下 进 一 步 氧 化 成 硝 酸 盐 ， 最 后 在 反 硝 化
Ｓ Ｂ Ｒ 工 艺 即 序 批 式 活 性 污 泥 法 ，该 方 法 工 艺 流程 较 为 简 单， 脱 氮 除 磷 效 果 明显 ， 适 用 于 大 部 分 常 规 浓 度 的污 水 处 理 。 且 运行方 式灵活 、 可控性 较强 ， 是 我 国 中 小 型 污 水 处 理 厂 应 用 最
性 污 染 。此外 ， 如 果 可 以 在 废 水 处 理 过 程 中 回收 其 中 的 氮磷 ． 那
Ａ ２ ／ Ｏ工 艺 具 有 较 高 的有 机 物 去 除 和 脱 氮 除 磷 能 力 ，对 于 高 浓 度 的工 业 废 水 与 生 活 污 水 处 理 效 果 明 显 ， 在北 方寒 冷 的 冬 季， 依 然 能正 常稳 定 的工 作 ， 但 其 对 Ｃ源 要 求 较 高 ， 脱 氮 与 除 磷 两 者 之 间 的 碳 源 矛盾 依 旧存 在 。 而在 此 基 础 上 改 进 的倒 置 Ａ ２ ／ Ｏ
4.3生物脱氮除磷技术
NO3-一类的化合态氧也不允许存在，但在聚磷菌吸氧的好氧反
应器内却应保持充足的氧 (2)污泥龄 生物除磷主要是通过排除剩余污泥而去除磷的，因此剩 余活泥多少将对脱磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产 生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报导称 ：当污泥龄为30d时，除磷率为40％，污泥龄为17d时，除磷 率为50％，而当污泥龄降至5d时，除磷率高达87％。
(3) 后置缺氧-好氧生物脱氮工艺
可以补充外来碳源，也可以利用活性污泥的 内源呼吸提供电子供体还原硝酸盐，反硝化速率 仅是前置缺氧反硝化速率的1/3-1/8，需较长停留 时间。
进水 二沉池 出水
好氧/ 硝化
缺氧
回流污泥 污泥
二、生物除磷工艺
1.概述 来源：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场 及含磷工业废水 危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗 氧和复氧平衡；水质恶化，危害水资源。 包括：有机磷(磷酸甘油酸、磷肌酸)和无机磷( 磷酸盐，聚合磷酸盐) 去除方法： 常规活性污泥法的微生物同化和吸附； 生物强化除磷； 投加化学药剂除磷。
二、生物除磷工艺
72年开创，生物除磷和化学 曝气池：含磷污水进入，还有由除 沉淀池(I)：泥水分离， 4.生物除磷工艺 磷池回流的已经释放磷但含有聚磷 除磷相结合，除磷效果好. 含磷污泥沉淀，已除磷的 (2)弗斯特利普除磷工艺（Phostrip）： 菌的污泥。使聚磷菌过量摄取磷， 上清液作为处理水排放。 去除有机物（BOD和COD）, 可能还 有一定的硝化作用。
聚磷分解形成的无机磷释放回污水中—厌氧释磷。
好氧环境：进入好氧状态后，聚磷菌将贮存于体
内的PHB进行好氧分解并释放出大量能量供聚磷菌增
殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，
第八章废水的微生物脱氮除磷
第八章废水的微生物脱氮除磷第一节概述氮、磷是藻类生长的限制因子，水体中氮、磷浓度增高会导致水体的富营养化。
事实上，现在水体富营养化问题越来越严重，据报道，1991年我国共发生赤潮38次，1992年增加至50次，造成鱼类和其他生物大量死亡，对海洋渔业资源造成极大的破坏。
氨态氮排入水体还会因硝化作用而耗去水体中大量的氧造成水体溶解氧下降。
此外，饮用水中硝态氮超过10mg／L会引起婴儿的高铁血红蛋白症。
为此，对于水体中氮、磷的去除已越来越受到重视，许多国家对废水处理厂出水氮、磷都制订了严格的排放标准。
常规的活性污泥法主要去除废水中含碳化合物，而对氮、磷的去除率很低。
鉴于此情况，废水的脱氮除磷技术近年来得到迅速发展。
微生物脱氮除磷技术由于具有处理效果好，处理过程稳定可靠、处理成本低、操作管理方便等优点而得到广泛运用，为水体中氮、磷的去除提供了有效手段。
今后，微生物脱氮除磷技术的发展方向就目前看主要有以下几个方面：1．开发、研制和采用成本低廉，效果稳定的新工艺。
2．微生物除磷工艺如果同时具有脱氮能力将比单纯的除磷工艺具有更大的市场。
脱氮需要较长的停留时间，使系统达到硝化，但系统中NO3－的存在将影响积磷菌的厌氧放磷，泥龄长也会降低除磷效果，所以在一个系统中如何兼顾脱氮除磷，使系统同时达到较好的脱氮除磷效果是一个值得研究的问题。
3．利用微生物技术强化脱氮除磷过程，提高处理效果。
生物脱氮系统中由于硝化细菌世代时间长，容易从系统中流失，受低温等不利的环境条件影响较大，所以常常达不到良好的硝化效果而影响系统的脱氮效率，除了使用生物膜系统外，在活性污泥系统中使用投菌法，即在需要时或定期向系统投加硝化细菌也是一条有效途径。
目前已有研究者在研究硝化菌的大量培养技术。
在生物除磷系统中也可以通过投加积磷菌制剂来提高或保持系统的除磷效果。
第二节微生物脱氮一、发展历程1930年Wuhrmann首先发现，在生物滤池的深处，氮的浓度减小，他还通过试验证明，在生物滤池和曝气池中均可存在硝化作用和反硝化作用，并提出以微生物细胞内物质作为脱氮菌还原硝酸盐的供氢体的微生物脱氮法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
污水厂脱氮除磷三种方法传统A²/O 工艺是一项具有脱氮除磷功能的典型污水处理技术，这个工艺结构简单、水力停留时间（HRT）短且易于控制，多数污水厂都是采用传统A²/O 工艺进行污水处理。
然而，生物脱氮除磷的过程中涉及硝化、反硝化、摄磷和释磷等多个生化过程，而每个过程对微生物组成、基质类型及环境条件的要求存在许多差异。
在传统A²/O 工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾冲突，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO）残余干扰等。
传统A²/O 工艺是一项具有脱氮除磷功能的典型污水处理技术，这个工艺结构简单、水力停留时间（HRT）短且易于控制，多数污水厂都是采用传统A²/O 工艺进行污水处理。
然而，生物脱氮除磷的过程中涉及硝化、反硝化、摄磷和释磷等多个生化过程，而每个过程对微生物组成、基质类型及环境条件的要求存在许多差异。
在传统A²/O 工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾冲突，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO）残余干扰等。
传统A²O工艺存在的矛盾01 污泥龄矛盾传统A²/O 工艺属于单泥系统，聚磷菌（PAOs）、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中，而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同：1）自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比，硝化菌的世代周期较长，欲使其成为优势菌群，需控制系统在长泥龄状态下运行。
冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄（SRT）需控制在30d 以上；即使夏季，若SRT＜5 d，系统的硝化效果将显得极其微弱。
2）PAOs 属短世代周期微生物，甚至其最大世代周期（Gmax）都小于硝化菌的最小世代周期（Gmin）。
从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。
若排泥不及时，一方面会因PAOs 的内源呼吸使胞内糖原（Glycogen）消耗殆尽，进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚-β- 羟基烷酸（PHAs）的贮存，系统除磷率下降，严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放；另一方面，SRT 也影响到系统内PAOs 和聚糖菌（GAOs）的优势生长。
在30 ℃的长泥龄（SRT≈10 d）厌氧环境中，GAOs 对乙酸盐的吸收速率高于PAOs，使其在系统中占主导地位，影响PAOs 释磷行为的充分发挥。
02 碳源竞争及硝酸盐和DO 残余干扰在传统A²/O脱氮除磷系统中，碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面，其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。
一般而言，要同时完成脱氮和除磷两个过程，进水的碳氮比（BOD5 /ρ(TN)）＞4～5，碳磷比（BOD5 /ρ(TP)）＞20～30。
当碳源含量低于此时，因前端厌氧区PAOs 吸收进水中挥发性脂肪酸（VFAs）及醇类等易降解发酵产物完成其细胞内PHAs 的合成，使得后续缺氧区没有足够的优质碳源而抑制反硝化潜力的充分发挥，降低了系统对TN 的脱除效率。
反硝化菌以内碳源和甲醇或VFAs 类为碳源时的反硝化速率分别为17～48 、120～900 mg/(g·d)。
因反硝化不彻底而残余的硝酸盐随外回流污泥进入厌氧区，反硝化菌将优先于PAOs 利用环境中的有机物进行反硝化脱氮，干扰厌氧释磷的正常进行，最终影响系统对磷的高效去除。
一般，当厌氧区的NO3-N 的质量浓度＞1.0 mg/L 时，会对PAOs 释磷产生抑制，当其达到3～4 mg/L 时，PAOs 的释磷行为几乎完全被抑制，释磷（PO4 3--P）速率降至2.4 mg/(g·d)。
按照回流位置的不同，溶解氧（DO）残余干扰主要包括：1）从分子态氧（O2）和硝酸盐（NO3-N）作为电子受体的氧化产能数据分析，以O2 作为电子受体的产能约为NO3-N 的1.5 倍，因此当系统中同时存在O2 和NO3-N 时，反硝化菌及普通异养菌将优先以O2 为电子受体进行产能代谢。
2）氧的存在破坏了PAOs 释磷所需的“厌氧压抑”环境，致使厌氧菌以O2 为终电子受体而抑制其发酵产酸作用，妨碍磷的正常释放，同时也将导致好氧异养菌与PAOs 进行碳源竞争。
一般厌氧区的DO 的质量浓度应严格控制在0.2 mg/L 以下。
从某种意义上来说硝酸盐及DO 残余干扰释磷或反硝化过程归根还是功能菌对碳源的竞争问题。
传统A²O工艺改进策略分析01 基于SRT 矛盾的复合式A²/O工艺在传统A²/O工艺的好氧区投加浮动载体填料，使载体表面附着生长自养硝化菌，而PAOs 和反硝化菌则处于悬浮生长状态，这样附着态的自养硝化菌的SRT 相对独立，其硝化速率受短SRT 排泥的影响较小，甚至在一定程度上得到强化。
悬浮污泥SRT、填料投配比及投配位置的选择不仅要考虑硝化的增强程度，还要考虑悬浮态污泥含量降低对系统反硝化和除磷的负面影响。
载体填料的投配并不意味可大幅度增加系统排泥量，缩短悬浮污泥SRT 以提高系统除磷效率；相反，SRT 的缩短可能降低悬浮态污泥（MLSS）含量，从而影响系统的反硝化效果，甚至造成除磷效果恶化。
研究表明，当悬浮污泥SRT 控制为5 d 时，复合式A²/O 工艺的硝化效果与传统A²/O 工艺相比，两者的硝化效果无明显差异，复合式A²/O工艺的载体填料不能完全独立地发挥其硝化性能；若再降低悬浮污泥SRT 则因系统悬浮污泥含量的降低致使硝酸盐积累，影响厌氧磷的正常释放。
02 基于“碳源竞争”角度的工艺解决传统A²/O工艺碳源竞争及其硝酸盐和DO 残余干扰释磷或反硝化的问题，主要集中在3 方面：•针对碳源竞争采取的解决策略，如补充外碳源、反硝化和释磷重新分配碳源（如倒置A²/O工艺）等；•解决硝酸盐干扰释磷提出的工艺改革，如JHB、UCT、MUCT 等工艺；•针对DO 残余干扰释磷、反硝化的问题，可在好氧区末端增设适当容积的“非曝气区”。
1、补充外碳源补充外碳源是在不改变原有工艺池体结构及各功能区顺序的情况下，针对短期内因水质波动引起碳源不足而提出的应急措施。
一般供选择的碳源可分为2 类：1）甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸钠等有机化合物；2）可替代有机碳源，如厌氧消化污泥上清液、木屑、牲畜或家禽粪便及含高碳源的工业废水等。
相对糖类、纤维素等高碳物质而言，因微生物以低分子碳水化合物（如，甲醇、乙酸钠等）为碳源进行合成代谢时所需能量较大，使其更倾向于利用此类碳源进行分解代谢，如反硝化等。
任何外碳源的投加都要使系统经历一定的适应期，方可达到预期的效果。
针对要解决的矛盾主体选择合适的碳源投加点对系统的稳定运行和节能降耗至关重要。
一般在厌氧区投加外碳源不仅能改善系统除磷效果，而且可增强系统的反硝化潜能；但是若反硝化碳源严重不足致使系统TN 脱除欠佳时，应优先考虑向缺氧区投加。
2、倒置A²/O 工艺及其改良工艺传统A²/O工艺以牺牲系统的反硝化速率为前提，优先考虑释磷对碳源的需求，而将厌氧区置于工艺前端，缺氧区后置，忽视了释磷本身并非除磷工艺的目的所在。
从除磷角度分析可知，倒置A²/O 工艺还具有2 个优势：•“饥饿效应”。
PAOs厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧条件下形成的摄磷驱动力可以得到充分地利用。
•“群体效应”。
允许所有参与回流的污泥经历完整的释磷、摄磷过程。
然而有研究者认为，倒置A2 /O 工艺的布置形式。
3、JHB、UCT 及改良UCT 工艺与分点进水倒置A2 /O 工艺相比，JHB（亦称A A2 /O 工艺）和UCT 工艺的设计初衷是通过改变外回流位点以解决硝酸盐、DO残余干扰释磷。
JHB 工艺中的氮素的脱除主要发生在污泥反硝化区和缺氧区，且两者的脱除量相当，污泥反硝化区的设置改变了氮素在各功能区的分配比例，使厌氧区能够更好地专注于释磷。
JHB 工艺流程与倒置A2 /O 工艺相同，对于低C/N 进水而言，JHB 工艺污泥反硝化区的设置可能会引起后续各功能区的碳源不足，为此也有必要采用分点进水方式。
与倒置A2 /O 工艺不同，UCT 工艺是在不改变传统A2 /O 工艺各功能区空间位置的情况下，污泥先回流至缺氧区，使其经历反硝化脱氮后，再通过缺氧区的混合液回流至厌氧区，避免了回流污泥中硝酸盐、DO 对厌氧释磷的干扰。
UCT 工艺流程在进水C/N 适中的情况下，缺氧区的反硝化作用可使回流至厌氧区的混合液中硝酸盐的含量接近于0；而当进水C/N 较低时，UCT 工艺中的缺氧区可能无法实现氮的完全脱除，仍有部分硝酸盐进入厌氧区，因此又产生了改良UCT 工艺（MUCT）。
与UCT 工艺相比，MUCT 将传统A2 /O 工艺中的缺氧区分隔为2 个独立区域，前缺氧区接受来自二沉池的回流污泥，后缺氧区接受好氧区的硝化液，从而使外回流污泥的反硝化与内回流硝化液的反硝化完全分离，进一步减少了硝酸盐对厌氧释磷的影响。
以MUCT工艺为主体工艺的流程图无论UCT 还是MUCT，回流系统的改变强化了厌氧、缺氧的交替环境，使其与JHB 一样，缺氧区容易富集反硝化PAOs，实现同步脱氮除磷。
03 兼顾SRT 矛盾及“碳源竞争”工艺1、新型双污泥脱氮除磷工艺新型双污泥脱氮除磷工艺（PASF）工艺也可谓是传统A2/O 与曝气生物滤池（BAF）的组合工艺，是以分相培养为基础的双泥系统，能更好地满足各功能微生物对环境、营养物质及生存空间的最佳需求。
在工艺设计及运行过程中，通过缩短前端A2 /O 工艺好氧区的HRT，将硝化过程从中分离而顺序“嫁接”于二沉池后端的BAF。
对于PAOs 的厌氧释磷而言，因前端的污泥单元不承担硝化功能，在理想条件下外回流污泥中不含有硝酸盐，为PAOs 释磷创造了良好的“压抑”环境，使其优先利用原水中的VFAs 类物质合成PHAs 并释放磷；再者，也因长SRT 硝化菌以生物膜形式固着生长在填料表面而短SRT 的PAOs 和反硝化菌呈悬浮态生长在前端的污泥单元，实现了硝化菌与反硝化菌、PAOs 等功能微生物的SRT 分离，缓解了SRT 矛盾。
决定缺氧区反硝化效果的因素主要有2个：进入缺氧区的优质碳源（VFAs 和PHAs）含量及来自BAF 的内回流硝化液中的硝酸盐含量。
当进水C/N 较高时，硝酸盐成为反硝化的限制因子，随着内回流比的增大缺氧区异养反硝化效果也相应提高，但升高幅度却呈递减趋势；而当进水C/N 较低时，因碳源成为反硝化的限制因子，根据异养反硝化菌和反硝化PAOs 对电子受体的竞争机制，适当提高内回流硝酸盐负荷的方式刺激反硝化聚磷菌（DPAOs）的优势生长，使其以硝酸盐为电子受体，并以PHAs 为电子供体进行同步反硝化脱氮除磷，实现“一碳两用”，同时可节省系统的能耗，减少污泥产量。