第二十章-生物除氮課件

2023/8/21河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二十章污水的厭氧生物處理第一節(jié)厭氧生物處理的基本原理第二節(jié)污水的厭氧生物處理方法第三節(jié)厭氧生物處理法的設(shè)計(jì)第四節(jié)厭氧和好氧技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用2023/7/311河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二十章2023/8/22河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)概述2023/7/312河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)2023/8/23河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)概述

城市污水經(jīng)傳統(tǒng)的二級(jí)處理以后，絕大部分懸浮固體和溶解性、膠溶性的有機(jī)物被去除，應(yīng)達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著不斷發(fā)展的環(huán)境保護(hù)和水資源利用的需要，國(guó)家相關(guān)的新標(biāo)準(zhǔn)不斷出臺(tái)。目前，常用的標(biāo)準(zhǔn)有：（1）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978－1996（2）《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002（3）《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920-20022023/7/313河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)2023/8/24河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院基本控制項(xiàng)目一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)需氧量（COD）5060100120①生化需氧量（BOD5）10203060①懸浮物（SS）10203050總氮（以N計(jì)）1520——氨氮（以N計(jì)）②5（8）8（15）25（30）—總磷（以P計(jì)）2005年12月31日前建設(shè)的11.5352006年1月1日起建設(shè)的0.5135注：①下列情況下按去除率指標(biāo)執(zhí)行：當(dāng)進(jìn)水COD大于350mg/L時(shí)，去除率應(yīng)大于60%；BOD大于160mg/L時(shí)，去除率應(yīng)大于50%。②括號(hào)外數(shù)值為水溫>120C時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫≤120C時(shí)的控制指標(biāo)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-20022023/7/314河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院基本控制項(xiàng)2023/8/25河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)概述《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求出水氨氮為5（8）mg/L（一級(jí)A）和8（12）mg/L（一級(jí)B）；總磷0.5mg/L（一級(jí)A）,1.0mg/L（一級(jí)B）(括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫≤12℃)《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》要求景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)氨氮5mg/L，總磷0.5mg/L。2023/7/315河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)6補(bǔ)充：標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)：1.一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)是城鎮(zhèn)污水處理廠出水作為回用水的基本要求。當(dāng)污水處理廠出水引入稀釋能力較小的河湖作為城鎮(zhèn)景觀用水和一般回用水等用途時(shí)，執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。2.城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入GB3838地表水Ⅲ類功能水域(劃定的飲用水水源保護(hù)區(qū)和游泳區(qū)除外）、GB3097海水二類功能水域和湖、庫(kù)等封閉或半封閉水域時(shí)，執(zhí)行一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。3.城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入GB3838地表水Ⅳ、Ⅴ類功能水域或GB3097海水三、四類功能海域，執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。6補(bǔ)充：標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)：1.一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)是城鎮(zhèn)污水處理廠出水作2023/8/27河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)概述當(dāng)污水處理的出流標(biāo)準(zhǔn)是某些特定的污染物時(shí)，則處理工藝常稱為深度處理。例如為了防止水體水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化，出流污水需進(jìn)行脫氮除磷。若是全面提高出水水質(zhì)，則可稱為三級(jí)處理2023/7/317河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第一節(jié)2023/8/28河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮2023/7/318河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/29河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮廢水中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮四種形式存在。在生活污水中，主要含有有機(jī)氮和氨態(tài)氮，它們均來源于人們食物中的蛋白質(zhì)。除氮方式化學(xué)法除氮生物法脫氮2023/7/319河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/210河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院1.化學(xué)法除氮主要用于工廠內(nèi)部治理：吹脫法折點(diǎn)加氯法離子交換法第二節(jié)除氮2023/7/3110河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院1.化2023/8/211河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（1）吹脫法廢水中，NH3與NH4+

以如下的平衡狀態(tài)共存：

NH3+H2ONH4++OH這一平衡受pH值的影響，pH為10.5-11.5時(shí)，因廢水中的氨呈飽和狀態(tài)而逸出，所以吹脫法常需加石灰。吹脫過程包括將廢水的pH值提高至10.5-11.5，然后曝氣，這一過程在吹脫塔中進(jìn)行，塔的構(gòu)造如小圖所示。第二節(jié)除氮2023/7/3111河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（1）吹2023/8/212河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮2023/7/3112河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/213河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮

該過程受溫度的影響較大，隨溫度的降低，為達(dá)到同樣處理效果所需的空氣量迅速增加，見圖18-22023/7/3113河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/214河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮（2）折點(diǎn)加氯法含氨氮的水加氯時(shí)，有下列反應(yīng)：Cl2+H2OHOCl+H+ClNH4+HOClNH2Cl+H+H2ONH4+2HOClNHCl2+H+2H2O2NH4+3HOClN2+5H+3Cl+3H2O

在凈水工程中，稱氯胺為化合余氯，次氯酸為余氯，均有殺菌作用。圖18—3示含氨氮水的加氯曲線。圖中余氯曲線出現(xiàn)A、B二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。A點(diǎn)稱峰點(diǎn)，A點(diǎn)前余氯基本上是氯胺，B點(diǎn)稱折點(diǎn)，折點(diǎn)后余氯基本上是自由氯(游離氯)。加氯脫氮時(shí)采用的加氯量應(yīng)以折點(diǎn)相應(yīng)的加氯量為準(zhǔn)。2023/7/3114河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/215河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮2023/7/3115河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/216河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮（3）離子交換法

用離子交換法去除氨氮時(shí)，常用天然的離子交換劑，如沸石等。與合成樹脂相比，天然離子交換劑價(jià)格便宜且可用石灰再生。采用合成樹脂，預(yù)處理工序和再生系統(tǒng)均較復(fù)雜，且樹脂壽命短，應(yīng)用上受到一定的限制。

RNa+NH4+RNH4+Na+

常用的離子交換劑有：沸石、合成樹酯等。

2023/7/3116河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/217河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物法脫氮在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和NxO氣體的過程。其中包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過程。第二節(jié)除氮2023/7/3117河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物2023/8/218河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物法脫氮（1）氨化反應(yīng)

第二節(jié)除氮2023/7/3118河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物2023/8/219河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物法脫氮（2）硝化反應(yīng)

第二節(jié)除氮NH4++2O2NO3-+H2O+2H+-△F（△F=351kj）NH4++3/2O2NO2-+H2O+2H+-△（△F=278.42kj）NO2-+1/2O2NO3-△F（△F=72.27kj)硝化菌亞硝化菌2023/7/3119河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物2023/8/220河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物法脫氮（1）氨化反應(yīng)

第二節(jié)除氮氧化脫氨基水解脫氨基還原脫氨基2023/7/3120河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物氨態(tài)氮NH3及NH4+等硝酸鹽氮NO3-N1g氨氮氧化需氧4.57gNO2-N亞硝酸鹽氮亞硝化菌硝化菌需氧3.43g需氧1.14g硝化反應(yīng)是產(chǎn)酸過程第二節(jié)除氮（2)硝化反應(yīng)

氨態(tài)氮NH3及NH4+等硝酸鹽氮NO3-N1g氨氮氧化需氧4氮的氧化還原態(tài)-Ⅲ銨離子NH4+-Ⅱ-Ⅰ

羥胺NH2OH0+Ⅰ

硝?；鵑OH+Ⅱ+Ⅲ

亞硝酸鹽NO2-+Ⅳ+Ⅴ

硝酸鹽NO3-Nutrisimonas亞硝化菌Nitrobacter硝化菌硝化反應(yīng)過程中氮的轉(zhuǎn)化及價(jià)態(tài)的變化-Ⅲ銨離子NH4+-Ⅱ-Ⅰ羥胺NH2OH0+Ⅰ2023/8/223河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院亞硝化菌和硝化菌的基本特征

第二節(jié)除氮

項(xiàng)目亞硝化菌硝化菌細(xì)胞形狀橢球或棒狀橢球或棒狀細(xì)胞尺寸（μm）1×1.50.5×1.0革蘭氏染色陰性陰性世代期（h）8~3612~59自養(yǎng)性專性兼性需氧性嚴(yán)格好氧嚴(yán)格好氧最大比增長(zhǎng)速率μm·h-10.04~0.080.02~0.06產(chǎn)率系數(shù)Y(mg細(xì)胞/基質(zhì)mg)0.04~0.130.02~0.07飽和常數(shù)K（mg/L）0.6~3.60.3~1.72023/7/3123河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院亞硝化菌2023/8/224河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院影響硝化的因素:硝化菌——亞硝酸菌和硝酸菌的統(tǒng)稱;硝化菌屬于化能自養(yǎng)菌，革蘭氏染色陰性，可生芽孢的短桿狀細(xì)菌①溶解氧——氧是電子受體，DO不能低于1.0mg/l

硝化需氧量（NOD）——4.57g(氧)/g（N）②堿度——7.1g堿度（以CaCO3計(jì)）/1g氨態(tài)氮（以N計(jì)）,一般堿度不低于50mg/l③PH——對(duì)PH變化敏感（硝化菌),最佳值8.0-8.4,效率最高

第二節(jié)除氮2023/7/3124河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院影響硝化2023/8/225河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院影響硝化的因素:④溫度——適應(yīng)20-30℃，15℃時(shí)硝化速度下降，低于5℃完全停止⑤有機(jī)物——BOD應(yīng)低于15-20mg/l⑥污泥齡（SRT）——微生物在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間（θc）N>(θc)Nmin，硝化菌最小的世代時(shí)間θc)Nmin⑦抑制物質(zhì)重金屬高濃度NH4+—N，高濃度NOx-—N

有機(jī)物、絡(luò)合物陽(yáng)離子

第二節(jié)除氮2023/7/3125河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院影響硝化2023/8/226河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物法脫氮（3）反硝化反應(yīng)

第二節(jié)除氮反硝化反應(yīng)——指NO3—N和NO2—N在反硝化菌的作用下，還原成氣態(tài)N2的過程。2023/7/3126河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物2023/8/227河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物法脫氮（3）反硝化反應(yīng)

第二節(jié)除氮反硝化菌屬于異養(yǎng)型兼性厭氧菌；以NO3—N為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體，不能釋放更多的ATP，合成的細(xì)胞物質(zhì)較少。

污水中的碳源，BOD5/T—N>3-5時(shí)，勿需外加外加碳源，CH3OH（反硝化速率高生成CO2+H2O），當(dāng)BOD5/T—N<3-5時(shí)適當(dāng)?shù)腜H值（6.5-7.5）——主要的影響因素

PH>8，或PH<6，反硝化速率下降2023/7/3127河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2.生物2023/8/228河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院生物脫氮反應(yīng)過程各項(xiàng)生化反應(yīng)特征

生化反應(yīng)類型去除有機(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）Nitrosomonas自養(yǎng)型細(xì)菌Nitrobacter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)O2O2O2NO3-NO2-溶解氧1—2mg/l以上2mg/l以上2mg/l以上0—0.5mg/l堿度沒有變化氧化1mgNH4+-N需要7.14mg的堿度沒有變化還原1mgNO3--N,N02--N生成3.57g堿度氧的消耗分解1mg有機(jī)物(BOD5)需氧2mg氧化1mgNH4+-N需氧3.43mg氧化1mgNO2--N需氧1.14mg分解1mg有機(jī)物(COD)需要NO3-N0.35mg,N02-N0.58mg，以提供化合態(tài)的氧最適pH值6—87—8.56—7.56—8最適溫度15—25℃θ=1.0—1.0430℃θ=1.130℃θ=1.134—37℃

θ=1.06—1.15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)7mgNH4+-N/(gMLSSh)0.022—8mgNO3-—N/(gMLSS·h)產(chǎn)率16%CH3OH/gC5H702N0.04—0.13mgSS/mgNH4+-N能量轉(zhuǎn)換率為5%—35%0.02—0.07mgVSS/mgN02--N能量轉(zhuǎn)換率10%—30%16%CH3OH/gC5H7O2N82023/7/3128河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院生物脫氮2023/8/229河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院3.生物法脫氮工藝（1）三段生物脫氮

第二節(jié)除氮2023/7/3129河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院3.生物Three-Stagebiologicalnitrogenremival(Barth)configuration第二節(jié)除氮Three-Stagebiologicalnitroge2023/8/231河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院3.生物法脫氮工藝（1）三段生物脫氮

第二節(jié)除氮“一級(jí)”曝氣池：去除COD、BOD，BOD<15-20mg/l

有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH3NH4+；“二級(jí)”硝化曝氣池，NH3

、NH4+生成NO3—N，堿度下降；“三級(jí)”反硝化池——厭氧、好氧交替運(yùn)行。投甲醇時(shí)，

CM=2.47N0（初始NO3—N濃度）+1.53N(初始NO2—N濃度)+0.87D（初始DO濃度）2023/7/3131河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院3.生物2023/8/232河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（2）改進(jìn)的二級(jí)生物脫氮系統(tǒng)

BOD去除和硝化兩個(gè)反應(yīng)合并

第二節(jié)除氮2023/7/3132河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（2）改2023/8/233河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院4脫氮新理論

（1）短程硝化-反硝化—把兩個(gè)反應(yīng)過程分開

第二節(jié)除氮關(guān)鍵點(diǎn)：對(duì)于反硝化菌，NO3—N，NO2—N都可做電子受體，控制硝化反應(yīng)停止在亞硝化階段研究結(jié)果：控制較高的溫度（25~35℃），較低的溶解氧和較高的pH值和極短的污泥齡條件2023/7/3133河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院4脫氮2023/8/234河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院4脫氮新理論

（1）短程硝化-反硝化—把兩個(gè)反應(yīng)過程分開

第二節(jié)除氮2023/7/3134河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院4脫氮2023/8/235河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮SHARON?SeparateCentrateTreatmentProcessShortCircuitsConventionalNit/DenitProcessRemoves>90%TNLoadReducesOxygenandPowerDemands(25%Reduction)ReducesCarbonDemands(40%Reduction)SignificantSpaceSavings2023/7/3135河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/236河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮4脫氮新理論

（2）厭氧氨氧化ANAMMOX(ANaerobicAMMoniumOxidation)工藝基本原理：在厭氧條件下，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮氧化成氮?dú)猓蛘哒f利用氨作為電子供體，將亞硝酸鹽或硝酸鹽還原成氮?dú)?/p>

ΔG<0反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行，理論上可以提供能量供微生物增長(zhǎng)2023/7/3136河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/237河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮4脫氮新理論

（2）厭氧氨氧化ANAMMOX工藝

2023/7/3137河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/238河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮4脫氮新理論

（3）亞硝酸型完全自養(yǎng)脫氮CANNON工藝基本原理：先將氨氮部分氧化成亞硝酸鹽氮，控制NH4+與NO2-比例為1:1，然后通過厭氧氨氧化作為反硝化實(shí)現(xiàn)脫氮的目的

自養(yǎng)的好氧亞硝化反應(yīng)結(jié)合自養(yǎng)的厭氧氨氧化反應(yīng)，無需有機(jī)碳源，對(duì)氧的消耗比傳統(tǒng)的硝化/反硝化減少62.5%，同時(shí)減少堿消耗量和污泥生成量2023/7/3138河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/239河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮（4）

脫氮理論比較

2023/7/3139河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/240河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)除氮（4）

脫氮理論比較

2023/7/3140河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第二節(jié)2023/8/241河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷2023/7/3141河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/242河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷磷的主要來源：糞便、洗滌劑和某些工業(yè)廢水存在方式：以正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷等形式溶解于水中富營(yíng)養(yǎng)化的限制因素:P>0.5mg/l，促進(jìn)富營(yíng)養(yǎng)化；P<0.5mg/l，能控制藻類的過度生長(zhǎng)；

P低于0.05mg/l時(shí)，藻類幾乎停止生長(zhǎng)去處方法：通過物理、化學(xué)或生物方法使溶解的磷化合物轉(zhuǎn)化為固體形態(tài)后予以分離；分為物理法，化學(xué)法及生物法三大類。物理法因成本過高、技術(shù)復(fù)雜而很少應(yīng)用。2023/7/3142河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/243河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷磷也是有機(jī)物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長(zhǎng)的重要元素。磷主要來自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)及含磷工業(yè)廢水。危害：促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡；使水質(zhì)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。2023/7/3143河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/244河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷化學(xué)除磷法-----混凝沉淀和晶析法除磷生物除磷法——設(shè)想是由Greenburyg于1955年提出的，60年代人們對(duì)上述方法廣泛應(yīng)用。

化學(xué)除磷法-----投加化學(xué)物質(zhì)如鋁鹽、鐵鹽、石灰等，同水中的PO43-反應(yīng)生成沉淀。該法去除率較高，處理結(jié)果穩(wěn)定，無二次污染，但污泥量較大。

2023/7/3144河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/245河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷1.生物除磷原理生物除磷——就是利用聚磷菌一類的的微生物，能夠過量的，在數(shù)量上超過其生理需要，從外部攝取磷，并將磷以聚合形式貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從廢水中除磷的效果。

（１）好氧吸收（聚磷菌對(duì)磷的過量吸收）

ADP+H3PO4+能量ATP+H2O（2）厭氧釋放厭氧條件下（DO=0，NO3-=0），

ATP+H2OADP+H3PO4+能量上述兩反應(yīng)為可逆反應(yīng)2023/7/3145河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)厭氧能量

厭氧部分供聚磷菌生存，部分供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸苷聚磷菌聚磷分解放出無機(jī)磷釋放磷后的聚磷菌有機(jī)物乙酸苷PHBPHB：聚—β—羥基酸鹽厭氧能量厭氧部分供聚磷菌生存，部分供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸苷聚磷菌

PHB增殖

主動(dòng)吸收磷酸鹽

供聚磷菌增殖和主動(dòng)吸收污水中的磷酸鹽以聚磷的形式積聚于體內(nèi)

好氧分解

能量

PHB：聚—β—羥基酸鹽聚磷菌PHB增殖主動(dòng)吸收磷酸鹽供聚磷菌增殖和主動(dòng)吸收污2023/8/248河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷2023/7/3148河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/249河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷2.生物除磷的影響因素溶解氧

厭氧段控制在0.2mg/l以下，好氧段控制在2mg/l左右；厭氧區(qū)硝態(tài)氮溫度其影響不如生物脫氮過程明顯，5—30℃的范圍內(nèi)效果均可；pH值6---8范圍內(nèi)比較穩(wěn)定；BOD負(fù)荷和有機(jī)物性質(zhì)BOD/TP要大于15，才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)需求；污泥齡一般控制在3.5—7天，厭氧段的停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)。2023/7/3149河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/250河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷3.生物除磷工藝（1）弗斯特利普工藝工藝過程含磷廢水進(jìn)入曝氣池同步進(jìn)入的還有聚磷菌污泥，聚磷菌過量地?cái)z取磷，去除有機(jī)物，還能出現(xiàn)硝化作用；從曝氣池流出的混合也，進(jìn)入沉淀池，在這里進(jìn)行泥水分離，含磷污泥沉淀，上清液排放；含磷污泥進(jìn)入除磷池含磷上清液進(jìn)入混合池，投加石灰，化學(xué)除磷；2023/7/3150河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/251河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷3.生物除磷工藝（1）A/O法A/O法是由厭氧池和好氧池組成的同時(shí)去除污水中有機(jī)污染物及磷的處理系統(tǒng)2023/7/3151河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/252河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷3.生物除磷工藝（1）A/O法為了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧應(yīng)維持在2mg／L以上，pH值應(yīng)控制在7～8之間。磷的去除率還取決于進(jìn)水中的BOD5與磷濃度之比。據(jù)報(bào)道，如果這一比值大于10:1，出水中磷的濃度可在1mg/L左右。由于微生物吸收磷是可逆的過程，過長(zhǎng)的曝氣時(shí)間及污泥在沉淀池中停留時(shí)間過長(zhǎng)都有可能造成磷的釋放。2023/7/3152河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/253河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷3.生物除磷工藝（2）弗斯特利普（Phostrip）工藝工藝特點(diǎn)出水含磷量低于1mg/l；SVI值小于100，絲狀菌難于增值，污泥不膨脹；可根據(jù)BOD/P調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥的比例。2023/7/3153河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/254河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)除磷2023/7/3154河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/255河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)生物脫氮除磷2023/7/3155河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/256河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)生物脫氮除磷

脫氮脫氮除磷工藝,主要有A/O工藝，改進(jìn)的Bardenpho工藝、UCT工藝和SBR工藝2023/7/3156河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/257河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)生物脫氮除磷

A2/O(A-A-O)(Anaerobic-Anoxic-Oxic)法厭氧段：釋放磷，氨化缺氧段：脫氮好氧段：去除有機(jī)物、硝化、吸收磷2023/7/3157河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/258河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)生物脫氮除磷

A2/O(A-A-O)(Anaerobic-Anoxic-Oxic)法

厭氧段：釋放磷，氨化;缺氧段：脫氮;好氧段：去除有機(jī)物、硝化、吸收磷。在原來A／O工藝的基礎(chǔ)上，嵌入一個(gè)缺氧池，并將好氧池中的混合液回流到缺氧池中，達(dá)到反硝化脫氮的目的，這樣厭氧一缺氧一好氧相串聯(lián)的系統(tǒng)能同時(shí)除磷脫氮。簡(jiǎn)稱A2／O工藝2023/7/3158河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)2023/8/259河北科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院第三節(jié)生物脫氮除磷進(jìn)水沉淀池厭氧池缺氧池好氧池剩余污泥出水污泥回