環(huán)境工程中級(jí)職稱(chēng)考試復(fù)習(xí)資料污水處理的脫氮除磷工藝

1、環(huán)境工程中級(jí)職稱(chēng)考試復(fù)習(xí)資料污水處理的脫氮除磷工藝 5.1生物脫氮原理氮在水中的存在形態(tài)與分類(lèi)微生物的脫氮原理過(guò)程1) 先氨化/硝化，再反硝化：這是一個(gè)先好氧、后缺氧的組 合過(guò)程。含氮化合物詼反硝化細(xì)菌反硝化反應(yīng)過(guò)程硝化細(xì)菌硝化反應(yīng)過(guò)程2) 氨化與硝化反應(yīng)過(guò)程氨化反應(yīng)化:RCH(NH 2)cooh 。2氨化菌一 RCOOH CO2NH硝化反應(yīng):豬黑宅遼弋吾4 57g陽(yáng)3茂需氧3.43g西蚤笛賽no:-n3) 硝化反應(yīng)的條件(1) 好氧狀態(tài)：DO2mg/L ; 1gNH 3-N完全硝化需氧 4.57g, 即硝化需氧量。(2) 消耗廢水中的堿度：1gNH3-N完全硝化需堿度 7.14g(以CaCO

2、3計(jì))，廢水中應(yīng)有足夠堿度，以維持pH值不變。(3) 污泥齡 9 C 15d。(4) BOD 5 20mg/L。4) 反硝化反應(yīng)反硝化包括異化反消化和同化反消化，以異化反消化為主反硝化菌在DO濃度很低的環(huán)境中，利用硝酸鹽中的氧作為 電子受體，有機(jī)物作為碳源及電子供體而得到降解。當(dāng)利用 的碳源為甲醇時(shí)：NO3W.O8CH3OH+0.24H2CO3宀 0956C5H7CO2+0.47N2 T+I.68H2O + hco3-NO2-+0.67CH 3OH+0.53H 2CO3 T 0.04C5H7CO2+0.48N2 T+ I.23H2O+HCO 3-反硝化反應(yīng)可使有機(jī)物得到分解氧化，實(shí)際是利用了硝

3、酸鹽中的氧，每還原1gNO3-N所利用的氧量約2.6g05）反硝化反應(yīng)條件DO0.5mg/L，一般為0.20.3mg/L （處于缺氧狀態(tài)），如果DO較高，反硝化菌利用氧進(jìn)行呼吸，氧成為電子受體，阻礙no3- O成為電子受體而使 N難還原成N2 To但是反 硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分只有在有氧條件下，才能合 成。反硝硝化菌以在缺氧-好氧交替的環(huán)境中生活為宜。BOD5/TN56，否則需另投加碳源， 現(xiàn)多采用CH3OH , 其分解產(chǎn)物為co2+h2o,不留任何難降解的中間產(chǎn)物， 且反 硝化速率高。目前反硝化投加有機(jī)碳源一般利用原污水中的有機(jī)物還原1g硝態(tài)氮能產(chǎn)生3.57g堿度，而在硝化反應(yīng)中，1gN

4、H 3 N 氧化為 NO3- N 要消耗 7.14g堿度，在缺氧-好氧中，反 硝化產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化消耗堿度的一半左右。影響硝化反硝化反應(yīng)過(guò)程的主要因素1）溫度硝化反應(yīng)的適宜溫度范圍是3035 C,溫度不但影響硝化茵的比增長(zhǎng)速率，而且影響硝化菌的活性，在535 C的范圍內(nèi)，硝化反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，僅超過(guò)30 C時(shí)增加幅度減少，當(dāng)溫度低于5C時(shí)，硝化細(xì)菌的生命活動(dòng)幾乎停止。對(duì)于同時(shí)去除有機(jī)物和進(jìn)行硝化反應(yīng)的系統(tǒng)，溫度 低于15 C即發(fā)現(xiàn)硝化速率迅速降低，低溫對(duì)硝酸菌的抑制作用更為強(qiáng)烈，因此在低溫1214 C時(shí)常出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。在3035C較高溫度下，亞硝酸菌的最小倍增時(shí)間要小 于硝

5、酸菌，因此，通過(guò)控制溫度和污泥齡，也可控制反應(yīng)器 中亞硝酸菌的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。反硝化反應(yīng)的最佳溫度范圍為3545 C,溫度對(duì)硝化菌的影響比反硝化菌大2) 溶解氧硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進(jìn)行，一般應(yīng)維持混合液的溶解氧濃度為23mg/L，溶解氧濃度0.50.7 mg/L，是硝化菌可以忍受的極限。硝化可在高溶解氧狀態(tài)下進(jìn)行，高達(dá) 60mg/L的溶解氧濃度也不會(huì)抑制硝化的進(jìn)行，為了維持較高的硝化速率，污泥齡降低時(shí)要相應(yīng)地提高溶解氧濃度。溶解 氧對(duì)反硝化反應(yīng)有很大影響，主要由于氧會(huì)同硝酸鹽競(jìng)爭(zhēng)電 子供體。同時(shí)分子態(tài)氧也會(huì)抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活 性，3) pH 值硝化反應(yīng)的最佳pH值范圍為7.58.5，硝

6、化菌對(duì)pH值 變化十分敏感，當(dāng) pH值低于7時(shí)，硝化速率明顯降低.低 于6和高于9.6時(shí)，硝化反應(yīng)將停止進(jìn)行。反硝化過(guò)程的最 佳pH值范圍為6.57.5，不適宜的PH值會(huì)影響反硝化菌的 生長(zhǎng)速率和反硝化酶的活性。當(dāng)pH值低于6.0或高于8.0時(shí)，反硝化反應(yīng)將受到強(qiáng)烈抑制。4) C/N 比C/N比值是影響硝化速率和過(guò)程的重要因素。硝化菌是 自養(yǎng)菌，硝化菌產(chǎn)率或比增長(zhǎng)速率比活性污泥異養(yǎng)菌低得 多，若廢水中BOD5值太高，將有助于異養(yǎng)菌迅速增殖，從 而使微生物中的硝化菌的比例下降，一般認(rèn)為，只有BOD5低于20mg/L時(shí)，硝化反應(yīng)才能完成。反硝化過(guò)程需要充足 的碳源，理論上lgNO2還原為N2需要碳

7、源有機(jī)物2.86g。二 般認(rèn)為，當(dāng)廢水的 BOD5/TKN值大于46時(shí)，可認(rèn)為碳源 充足，不需另外投加碳源，反之則要投加甲醇或其他易降解 的有機(jī)物作碳源。5）污泥齡為使硝化菌能在連續(xù)流的反應(yīng)系統(tǒng)中存活并維持一定 數(shù)量，微生物在反應(yīng)器的停留時(shí)間即污泥齡應(yīng)大于硝化菌的 最小世代期。一般應(yīng)取系統(tǒng)的污泥齡為硝化最小世代期的兩 倍以上。較長(zhǎng)的污泥齡可增強(qiáng)硝化反應(yīng)的能力，并可減輕有 毒物質(zhì)的抑制作用。6）抑制物質(zhì)對(duì)硝化反應(yīng)有抑制作用的物質(zhì)有：過(guò)高濃度氨氮、重金 屬、有毒物質(zhì)以及有機(jī)物。一般來(lái)說(shuō)，同樣毒物對(duì)亞硝酸菌的影響比對(duì)硝酸菌大。反硝化菌對(duì)有毒物質(zhì)的敏感性比硝化 菌低很多，與一般好氧異養(yǎng)菌相同。在應(yīng)用一

8、般好氧異養(yǎng)菌 文獻(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該考慮馴化的影響。生物脫氮工藝包括含碳有機(jī)物的氧化、氨氮的硝化、硝態(tài)氮的反硝化等生物過(guò)程，即碳化-硝化-反硝化過(guò)程。從完成這些過(guò)程的反應(yīng)器來(lái)分，脫氮工藝可分為活性污泥脫氮系 統(tǒng)和生物膜脫氮系統(tǒng)，其分別采用活性污泥法反應(yīng)器與生物 膜反應(yīng)器作為好氧/缺氧反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)硝化/反硝化以達(dá)到脫 氮的目的。從完成這些過(guò)程的時(shí)段和空間不同，活性計(jì)泥脫 氮系統(tǒng)的碳化、硝化、反硝化可在多池中進(jìn)行，也可在單池 中進(jìn)行。生物脫氮反應(yīng)過(guò)程各項(xiàng)生化反應(yīng)特征生化反應(yīng)類(lèi) 型去除有機(jī)物 （好氧分解）硝化反硝化亞硝化硝化微生物好氧菌和兼性菌 （異養(yǎng)型細(xì)菌）Nitrosom onas自養(yǎng)型細(xì)菌Nitro

9、bacter自養(yǎng)型細(xì)菌兼性菌異養(yǎng)型細(xì)菌能源有機(jī)物化學(xué)能化學(xué)能有機(jī)物氧源（H受體）。2O2O2NO 3- NO 2-溶解氧12mg/l 以上2mg/l以上2mg/l以上00.5mg/l堿度沒(méi)有變化氧化 1mg NH 4+-N 需要7.14mg的堿度沒(méi)有變化還原 1mgNO 3-N,N0 2-N 生成 3.57g堿度氧的消耗分解1mg有機(jī)物（BOD 5）需氧 2mg氧化 1mg NH 4+- N 需氧3.43mg氧化1mgNO 2-N需 氧 1.14mg分解1mg有機(jī)物（COD）需要NO 3-N 0.35mg, N0 才N0.58mg，以提供化合態(tài)的氧最適pH值687 8.56 7.56 8最適溫

10、度15- 25C0 =1.0 1.0430 C0 =1.130 C0 =1.13437C0 =1.061.15增殖速度（d-1）1.2- 3.50.21 1.080.28 1.44好氧分解的1/2 1/2.5分解速度70 870mgBOD/(gMLSS h)7mg NH 4+- N/(gMLSSh)0.022 8mgNO s N/(gMLSS h)產(chǎn)率16%gOH/gC 5H7O2N0.040.13 mg SS/ mg NH 4+- N 能量 轉(zhuǎn)換率為5% 35%0.02 0.07 mg VSS/mg N0 2-N 能 量轉(zhuǎn)換率10% 30%16% CHaOH/gC 5H7O2N85.2生物脫氮工藝一一A/O工藝基本原理混介液回流AiOA/0是Anoxic/Oxic的縮寫(xiě)，它的優(yōu)越性是除了使有機(jī) 污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能，是將厭 氧水解技術(shù)用為活性污泥的前處理，所以A/O法是改進(jìn)的活性污泥法。A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L , O段DO=24mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌 將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性 有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī) 物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水 解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，提高污水的可生化