缺氧段碳源浓度对反硝化聚磷的影响

合集下载

硝酸盐浓度及投加方式对反硝化除磷的影响

硝酸盐浓度及投加方式对反硝化除磷的影响

第一作者:李勇智,男,1971年出生,博士研究生,主要研究方向为环境生物技术和水污染控制工程。

3国家自然科学基金重点资助项目(50138010)硝酸盐浓度及投加方式对反硝化除磷的影响3李勇智1 彭永臻1,2 张艳萍2 游伟民2(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 哈尔滨150001;2.北京工业大学环境与能源工程学院, 北京100022)摘要 采用SBR 反应器,详细研究了硝酸盐浓度及其投加方式对反硝化除磷过程的影响。

结果表明,缺氧环境下的反硝化吸磷速率与作为电子受体的硝酸盐浓度有很大的关系,硝酸盐浓度越高,吸磷速率越快。

当硝酸盐浓度较低,不足以氧化反硝化聚磷菌细胞内的PHB 从而导致体系反硝化除磷效率的下降。

相同浓度的硝酸盐,采用流加的方式可以获得比一次性投加更高的反硝化吸磷速率。

缺氧环境下,反硝化脱氮量与磷的吸收量成良好的线性关系,借助于反硝化聚磷菌,反硝化脱氮与除磷可在一种环境中完成,有效解决了废水中COD 不足的问题,同时达到了节省能源和降低污泥产量的目的。

关键词 反硝化除磷 缺氧吸磷 生物除磷 反硝化聚磷菌 硝酸盐Effect of n itrate on den itr ify i ng dephosphat ation L i Y ong z h i ,et al .Colleg e of M unicip al and E nv ironm ental E ng i 2neering ,H arbin Institu te of T echnology ,H arbin 150001Abstract :T he effect of nitrate on denitrifying depho sphatati on w as investigated by using a labo rato ry 2scale Se 2quencing Batch R eacto r (SBR ).T he results show ed that the rate of tak ing up pho sphate in anoxic conditi on w as re 2lated to the concentrati on of nitrate .T he h igher concentrati on of nitrate w as ,the h igher rate of tak ing up pho sphate w as obtained .W hen the concentrati on of nitrate w as li m it facto r in reacto r ,the PHB sto red in the cell of denitrify 2ing pho spho rus removal bacteria could no t be oxidized fully ,w h ich led the decrease of efficiency of pho sphate re 2moval.T he continuous and steady additi on of nitrate could obtain the h igher rate of tak ing up pho sphate than the ni 2trate w as added once .T here w as a linear relati onsh i p betw een the nitrogen removal and pho sphate taken up under anoxic conditi on .Based on the activity of denitrifying pho spho rus removal bacteria ,the anoxic pho sphate removal occurs si m ultaneously w ith denitrificati on under sam e conditi on so that the o rganic substrate and energy could be saved and the ai m of reducing sludge p roducti on could be obtained .Keywords :D enitrifying depho sphatati on A noxic pho spho rus up take B i o logical pho spho rus removal D eni 2trifying pho sphate removal bacteria N itrate 废水中的磷和氮可以通过微生物的方法而被去除。

聚磷菌在缺氧条件下利用硝酸盐和亚硝酸盐的原理和应用研究

聚磷菌在缺氧条件下利用硝酸盐和亚硝酸盐的原理和应用研究

聚磷菌在缺氧条件下利用硝酸盐和亚硝酸盐的原理和应用研究反硝化聚磷菌:反硝化聚磷菌(DPB)是一类能够在厌氧状态下释磷,缺氧存在硝酸盐(NO3-)或亚硝酸盐(NO2-)的情况下聚磷,并同时反硝化的聚磷菌。

原理:反硝化聚磷菌(DPB)是一类能够在厌氧状态下释磷,缺氧存在硝酸盐(NO3-)或亚硝酸盐(NO2-)的情况下聚磷,并同时反硝化的聚磷菌。

它可以利用氧作为电子受体,记为Po;也可以利用氧,硝酸盐为电子受体,记为PoN;或者也可以利用氧、硝酸、亚硝酸盐为电子受体,记为PONO,在厌氧/ 缺氧交替运行条件下,该反硝化聚磷菌能利用以上三种电子受体,且其基于胞内聚β-羟基丁酸酯(PHB)、糖原质和磷酸盐等物质的生物代谢过程与传统厌氧/好氧法中的PAO 相似。

厌氧阶段,HAC 等低分子脂肪酸被DPB快速吸收,同时细胞内的多聚磷酸盐被水解并以无机磷酸盐(PO43-)的形式释放出来。

利用上述过程产生的能量ATP和糖原酵解还原产物NADH2,DPB合成大量PHB储存在体内,其释磷过程主要取决于胞外有机物的性质和水平。

缺氧阶段,DP以NO3-为电子受体氧化PHB,利用降解PHB所产生的能量,DPB过量摄取环境中的无机磷酸盐并以多聚磷酸盐的形式储存,聚磷菌同时得到增殖。

优点:反硝化聚磷菌可以在缺氧环境吸收磷,吸磷和反硝化脱氮这两个生物过程同时完成,有机物同时用于除磷和脱氮过程,不仅节省了脱氮对碳源的需要而且吸磷在缺氧段完成可节省曝气所需要的能源,剩余污泥量也大大降低。

应用研究:1、传统A2/O工艺传统A2/O工艺缺氧段污泥确实存在利用亚硝酸盐的反硝化聚磷菌,PO 、PON和PONO各占聚磷菌的40.7%、38.5%,20.8%。

最佳的进水C/N/P为16∶4∶1且COD<200mg/L;pH值为7~7.5。

聚磷菌在ORP<-80mV开始吐磷,在ORP值在-150mV 左右能较好地吐磷,投加亚硝盐使ORP>-80mV,开始反硝化聚磷。

AAO工艺

AAO工艺

AAO工艺流程
污水首先进入厌氧池,兼性厌氧菌将污水中的易 降解有机物转化成VFAs(挥发性脂肪酸)。回流污泥 带入的聚磷菌将体内的聚磷分解,此为释磷,所释放 的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生 存,另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs(挥发性脂肪 酸),并在体内储存PHB(聚羟基丁酸酯)。进入缺氧 区,反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进 水中的有机物进行反硝化脱氮,接着进入好氧区,聚 磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外,主要分 解体内储存的PHB产生能量供自身声场繁殖,并主动吸 收环境中的溶解磷,此为吸磷,以聚磷的形式在体内 储存。
简图
混合液回流
进水
厌氧池
缺氧池
好氧池
沉淀池
出水 回流污泥 剩余污泥
污水经厌氧,缺氧区,有机物分别被聚 磷菌 和反硝化细菌利用后浓度已很低,有 利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后,混合 液进入沉淀池,进行泥水分离,上清液作为 处理水排放,沉淀污泥的一部风回流厌氧池, 另一部分作为剩余污泥排放。 本工艺在系统上可以称为最简单的同步 脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他 同类工艺。而且在厌氧-缺氧-好养交替运行 条件下,不易发生污泥膨胀。
2. 污泥龄的影响
A2/O工艺污泥系统的污泥龄受二方面的影响。 首先是好氧池,因自养型硝化菌比异养型好氧菌的 最小比增殖速度小得多,要使硝化菌存活并成为优 势菌群,则污泥龄要长,经实践证明一般为20~30 d 为宜。但另一方面,A2/O工艺中磷的去除主要是通 过排出含高磷的剩余污泥而实现的,如ts过长,则每 天排出含高磷的剩余污泥量太少,达不到较高的除 磷效率。同时过高的污泥龄会造成磷从污泥中重新 释放,更降低了除磷效果。所以要权衡上述二方面 的影响,A2/O工艺的污泥龄一般宜为15~20 d。

生物除磷的碳源

生物除磷的碳源

生物除磷的碳源污水厂的工艺管理人员常常会遇到一些磷去除的问题,比如在同样的加药情况下,出水总磷总在发生变化,或者加药量过大,出水总磷长期处于过低的情况,大量的消耗药剂成本,但是又不敢随意消减除磷药剂,唯恐一旦减药量,就会出现总磷波动甚至超标。

这些问题其实都可以归结到一点,那就是污水厂的生物除磷在一直起着自己的作用,因此不论从总磷的更精准的控制,还是从厂内成本的消耗上,运行管理人员都需要对污水厂内的生物除磷进行更深入和全面的了解。

污水厂的生物除磷(EBPR)依赖于良好的活性污泥中的聚磷菌的厌氧释磷和好氧聚磷,运营管理人员了解聚磷菌的生物特性,并且为聚磷菌创造和维持正确的环境是有效发挥生物磷的关键。

当然由于生物除磷的复杂关系,生物除磷的过程可能看起来像一个计算机技术中的“黑箱”,运营管理人员很难准确的描述出工厂内生物除磷的,污水处理是一个微观和宏观相结合的技术工作,微观的变化从宏观上是可以通过一些指标数字的观察到的。

所以从宏观意义上,管理人员并不需要了解这么详细的数据,可以通过适当的数据来管理和控制生物除磷。

聚磷菌在厌氧区没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件,会发生释放磷的过程,聚磷菌在厌氧条件下只能吸收简单的有机分子,即“挥发性有机酸”(VFA)。

活性污泥中的兼性细菌通过微生物的发酵作用将进水中的溶解性BOD转化为挥发性有机酸(VFA),而聚磷菌吸收这些VFA并进入细胞内,同化合成为胞内碳源的储存物—聚-β-羟基丁酸盐(PHB),聚磷菌在完成这个过程中所需的能量来源于聚磷菌将其细胞内的有机态磷转化为无机态磷的反应,并导致磷酸盐的释放,而在厌氧区的磷释放的越彻底,在好氧区域会吸收更多的磷,这就是理论上认为的生物除磷的过程。

从这个生物除磷的过程我们可以看到,生物除磷是有一定的要求的,首先是有足够的聚磷菌,没有聚磷菌的作用,生物除磷是不可能发生的。

其次是需要进水中有一定量的溶解性的BOD能够被转化成为VFA (挥发性有机酸)。

反硝化除磷工艺原理以及

反硝化除磷工艺原理以及

反硝化除磷的影响因素
污水中有机物浓度
污水中氮、磷浓度
有机物浓度越高,反硝化细菌和聚磷菌的 代谢活性越强,反硝化除磷效果越好。
氮、磷浓度越高,反硝化细菌和聚磷菌的 生长速率越快,反硝化除磷效果越好。
污水中pH值
污水中温度
pH值对反硝化细菌和聚磷菌的生长和代谢 活性有重要影响,适宜的pH值范围为6.57.5。
反硝化除磷的优势与挑战
反硝化除磷的优势
高效率
反硝化除磷工艺能够在短时间内高效 去除污水中的氮和磷,达到国家排放 标准。
适应性强
该工艺适用于多种类型的污水,包括 生活污水、工业废水和农田径流等。
节能环保
反硝化除磷工艺不需要添加化学药剂 ,节省了用药成本,同时也减少了二 次污染。
生物降解
该工艺利用微生物进行生物降解,相 比化学方法更有利于保护生态环境。
厌氧-缺氧-好氧(A2/O)工艺
一种常用的反硝化除磷工艺,通过在厌氧、缺氧、好氧三个不同环境条件下,利 用微生物的代谢作用将污水中的有机物、氮、磷等污染物去除。
反硝化除磷的原理
反硝化作用
在缺氧条件下,反硝化细菌利用硝酸盐氮作为电子受体,将有机物转化为氮气。
除磷原理
在厌氧条件下,聚磷菌吸收污水中的有机物,并将其转化为能量储存物质——聚磷酸盐;在好氧条件下,聚磷菌 将储存的聚磷酸盐分解为正磷酸盐,并释放能量;在缺氧条件下,反硝化细菌将正磷酸盐还原为磷元素,并将其 以磷酸盐的形式去除。
反硝化除磷工艺在污水处理厂中的应用,可以有效地改善水 质,减少水体富营养化的风险,同时也可以降低污水处理厂 的运营成本。
工业废水处理
工业废水处理是反硝化除磷工艺应用 的另一个重要场景。在工业废水处理 中,由于废水中含有大量的氮、磷等 污染物,因此需要采用有效的处理工 艺进行去除。

A2O生物脱氮除磷工艺原理

A2O生物脱氮除磷工艺原理

A2O生物脱氮除磷工艺原理A2/O生物脱氮除磷工艺原理在首段厌氧池进行磷的释放使污水中P的浓度升高,溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降,另外NH3-N因细胞合成而被去除一部分,使污水中NH3-N浓度下降,但NO3--N浓度没有变化。

在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将回流混合液中带入的大量NO3--N和NO2--N还原为N2释放至空气,因此BOD5浓度继续下降, NO3--N浓度大幅度下降,但磷的变化很小。

在好氧池中,有机物被微生物生化降解,其浓度继续下降;有机氮被氨化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降, NO3--N浓度显著增加,而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。

A2/O合建式工艺中,厌氧、缺氧、好氧三段合建,中间通过隔墙与孔洞相连。

厌氧段和缺氧段采用多格串连为混合推流式,好氧段则不分隔为推流式。

厌氧段、缺氧段,均采用水下搅拌器搅拌;好氧段采用鼓风曝气A2/O工艺影响因素1. 污水中可生物降解有机物的影响2. 污泥龄ts的影响3. DO的影响4. NS的影响5. TKN/MLSS负荷率的影响(凯氏氮,污泥负荷率的影响)6. R与RN的影响A2/O工艺存在的问题该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得较好的效果。

其原因是:回流污泥全部进入到厌氧段。

好氧段为了硝化过程的完成,要求采用较大的污泥回流比,(一般R为60%,100%,最低也应,40%),NS较低硝化作用良好。

但由于回流污泥将大量的硝酸盐和DO带回厌氧段,严重影响了聚磷菌体的释放,同时厌氧段存在大量硝酸盐时,污泥中的反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化,等脱N完全后才开始磷的厌氧释放,使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大大减少,使出磷效果?如果好氧段硝化不好,则随回流污泥进入厌氧段的硝酸盐减少,改变了厌氧环境,使磷能充分厌氧释放,?ηP ?,但因硝化不完全,故脱氮效果不佳,使ηN?A2/O工艺改进措施.1. 将回流污泥分两点加入,减少加入到厌氧段的回流污泥量,从而减少进入厌氧段的硝酸盐和溶解氧。

乙酸钠浓度对反硝化聚磷效果的影响试验研究

乙酸钠浓度对反硝化聚磷效果的影响试验研究

收 稿 日期 :0 60-5 2 0 —10
基金项 目: 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( 00 0 4 5081) 作者 简 介 : 张立 卿 (9 0) 女 , 北 石 家 庄 人 , 士研 究 生 , 究 方 向 为 污 水 的再 生 理 论 与技 术 18 一, 河 博 研
奈 基 乙二胺 比色 法 ; O3 N: N - 紫外分 光光 度法 , _ 以上 分析项 目均采 用 国家标 准分 析方 法.
2 试 验 结 果 与 讨 论
2 1 乙酸 钠浓 度对 反硝 化聚 磷效 果的 影 响 .
乙酸钠 为基 质 , 厌氧/ 缺氧 方式 运行 . 氧段 人 工合成 废 水 C P比分 别 为 :0 3 、5 4 、0 考 察不 厌 / 2 、0 3 、0 5 .
Vo1 9 N o .3 .3
20 0 7年 6月
J n 2 0 u. 07
乙酸钠浓度对 反硝化聚磷效果 的影 响试验研究
张 立 卿 袁 林 江 王 磊 叶 向德 王 志 盈 , , , ,
(.西 安 建 筑 科 技 大学 环 境 与市 政 工 程 学 院 , 西 西 安 7 0 5 ;. 安 市 环 境 科 学 研 究 院 , 西 延 安 76 0 ) 1 陕 10 5 2 延 陕 1 0 0 B 以厌 氧/ 氧方式运行 时 , 加不 同浓度 乙酸钠 , 缺 投 观察其 对反 硝化 聚磷 效果 的
影 响 . 验 结 果 表 明 :乙 酸 钠 为 碳 源 , / 比 为 3 试 CP O时 , 磷 量 最 大 , 聚 磷 量 / 磷 量 为 15 , 于 其 他 C P 释 且 释 .8高 / 比 , 硝 化 聚 磷 率 达 8 , 氮 率 高达 9 ; / 反 9 脱 8 C P大 于 3 小 于 3 , 反 硝 化 聚 磷 效 果 均 有 所 下 降 , 佳 去 除 O或 O其 最 比例 为 △ 0 : N C D △ 0。: P 1: . 8: . 2(C D : N : P ) C P 比小 于 4 △0一 0 1 02 g O g g O ; / O时 , 氧段 反 硝 化 速 率 缺 大 致 相 同 , C P 比越 小 , 硝 化 聚磷 速 率 越 大 , 较 低 的 碳 源 浓 度 易 引 起 反 硝 化 聚 磷 污 泥 的 膨 胀 解 体 . 而 / 反 但

反硝化聚磷菌机制总结

反硝化聚磷菌机制总结

反硝化聚磷菌机制总结本次文献总结主要来源:A2 /O工艺缺氧池中反硝化聚磷菌的比例、特性研究及菌株鉴定;Interaction of denitrification and P removal in anoxic P removal systems;反硝化聚磷菌的SBR 反应器中微生物种群与浓度变化;EBPR系统中聚磷菌与聚糖菌的竞争和调控的基础研究;反硝化聚磷菌特性与反硝化除磷工艺研究。

本次文献总结主要总结了硝化反硝化聚磷的机制,及聚磷菌释磷和聚磷速率的一种算法,简单介绍了聚磷微生物的研究。

重点介绍了在SBR反应器中一种更为详细的较好的培养富集反硝化聚磷菌的方法及其中微生物种群及其浓度的变化。

有一类聚磷菌能够利用硝酸盐作为电子载体,同时进行反硝化脱氮和聚磷,称为反硝化聚磷菌。

反硝化聚磷菌既可以利用硝酸盐作为电子受体,也可以利用氧气作为电子受体。

1、硝化反硝化作用和聚磷作用污水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮形式存在。

废水脱氮的基本原理则是利用硝化和反硝化过程,其过程如下:对于污水中磷的去除则采用聚磷菌聚磷的机制,在乙酸盐作为碳源的条件下,其过程如下:而丹麦技术大学的Henze等研究者提出了在厌氧和好氧的条件下,聚磷菌体内磷的释放(r PR)和摄取(r PU)的速率可分别用如下Monod方程表示:其中各字母代表意义如下:代表乙酸盐与磷酸盐的化学计量系数(HAC/P),为2mol/mol ;K HAC代表乙酸利用速率常数,(HAC/PAO),kg/(kg.d);S HAC代表乙酸质量浓度,mg/L ;K S’HAC代表乙酸去除的饱和常数,mg/L;X PAO代表聚磷菌PAO浓度,mg/L ;代表PO43-的最大比降解速率(PO43-/PAO),kg/(kg.d);代表PAO的最大产率系数(PAO/ PO43-),kg/kg;代表磷酸盐中磷的质量浓度,mg/L;代表磷酸盐中磷的饱和常数,mg/L。

  1. 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. 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. 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)。

p o p o u p e i ih b td b i i c u l t n As c b n s u c o c nr t n i c e s s h s h r s u mk s n i i y n t t a c mu ai . e re o a o o re c n e t i n ra e r ao
d i1 .9 9 ji n 10 0 0 .0 10 .2 o :0 3 6 / . s .0 1— 5 5 2 1 .4 0 5 s
缺 氧段 碳 源 浓 度 对 反 硝 化 聚 磷 的影 响
史 静 吕锡 武 张 怀玉 杨 子 萱
( 东南大学能源与环境 学院 , 南京 20 9 ) 10 6
S iJn Lf Xi Zh n a y Ya g Zi u n h i g i wu a g Hu i u n x a
( co l f nryadE vrn n,S u st iesy aj g2 09 C ia S h o o E eg n n i me t o re vri ,N ni 1 06, hn ) o Un t n
第 4 卷 第 4期 1
21 0 1年 7 月
东 南 大 学 学 报 (自然科 学版 )
J UR L O O TH AS V RST ( trl cec dt n O NA F S U E TUNIE IY Na a S i eE io ) u n i
V o . No. 1 41 4 J l 01 uy 2 1
前. 因此, 缺氧段一定碳源浓度有利于防止高浓度亚硝酸盐积累 , 对反硝化聚磷造成抑制 , 但碳源 浓度不宜过大, 否则会导致聚磷量的减少 , 且易发生释磷现象, 影响除磷效果.
关键 词 :碳 源 ; 反硝化 聚磷 ; 酸 盐 ; 硝酸 盐 ; 硝 亚 脱氮 ; 除磷
中 图分类 号 : 7 3 X 0 文 献标 志码 : A 文 章编 号 : 0 1 5 5 2 1 )40 8 -5 1 0 —0 0 ( 0 1 0 -7 80
Abs r c :To i r v he ni o e n p os ho usr m o a f ce c ta t mp o e t t g n a d h p r e v le r i i n y,t fe to a bo o r e he ef c f c r n s u c c n e tai n o e i iy n h p r e v lu de no i o d t n wa nv si ae r l l o c n r to n d n t f i g p os ho usr mo a n ra x c c n ii s i e tg t d by paa l r o e bac x e i n s Th e ulsi d c t ha e a bo o r e c n e fai n i b u 0. /L, th e p rme t. e r s t n i ae t twh n c r n s u c o c n to s a o t1 0 mg
摘 要 :为 了提 高反硝 化 除磷 工 艺的脱 氮 除磷效 率 , 以反 硝化 除磷 污泥 为研 究对 象 , 用静 态试验 采 进 行对 比研 究 , 考察 碳 源 浓 度 对 缺 氧 反 硝 化 聚 磷 的影 响 . 结果 表 明 : 当缺 氧 段初 始 碳 源 浓 度 为 1. / 时 , 0 0mgL 亚硝 酸 盐积 累 严 重 , 反硝 化 聚磷 受到 抑制 ; 当缺 氧 段初 始碳 源 浓 度 由 2. g L 46m / 上 升 至 168m / 时 , 7 . g L 随着 碳源 浓度 的增 加 , 硝 化速 率增 加 , 反 比污 泥 聚 磷 量 和 单位 硝 酸 盐 的 除磷 量减 少 ; 硝酸 盐耗 尽 后 由聚 磷 转 变为 释 磷 , 点 出现 时 间 随着 初 始 碳 源 浓度 的增 加 而提 在 折
tk m o ta d t e r to o ho p o u e o a m o n o ni ae r m o la o ntde r a e P s a e a un n h ai fp s h r sr m v la u tt t t e va m u c e s . ho - r
fom 4 6 m g r 2 . /L o 1 6. /L,t e d n ti c to a e g e p. Bu h pe ii h s h r s u t 7 8 mg h e irf a i n r t o su i tt e s cfc p o p o u p—
Efe to a b n o r e c n e t a i n o n t iyn h s o us fቤተ መጻሕፍቲ ባይዱc fc r o s u c o c n r to n de irf i g p o ph r
r m o a n r a o i o d to e v lu de n x c c n ii n
ph r su a e t r n o p o p r s r la e wh n t e n tae i e lt d. The b e oit a e r o pt u ns i t h s ho ee s e h i t s d p ee u k u r r a p n pp a s k e l rwi i h r i iilc b n s ur e c nc n r t . Co e u n l r e a i t h g e n t a o o c o e ta i h a r on ns q e ty,t e c b n S u c o c nr - h a o o r e c n e ta r
相关文档
最新文档