廢水脫氮的具體指標一級標準氨氮≤15mg

第三節(jié)氮磷污水的生物處理為什么要脫氮除磷？

氮和磷的排放會加速導致水體的富營養(yǎng)化，其次是氨氮的好氧特性會使水體的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物對人和其他生物有毒害作用。因此，國內(nèi)外對氮磷的排放標準越來越嚴格。第三節(jié)氮磷污水的生物處理為什么要脫氮除磷？氮污、廢水脫氮的具體指標一級標準氨氮≤15mg／L污、廢水脫氮的具體指標一級標準氨氮≤15m第三節(jié)氮磷污水的生物處理一、生物脫氮技術(shù)

(一)、生物脫氮原理污水中氨主要以有機氮和氨氮形式存在。在生物處理過程中，有機氮很容易通過微生物的分解和水解轉(zhuǎn)化成氨氮，即氨化作用。傳統(tǒng)的硝化—反硝化生物脫氮的基本原理就在于通過硝化反應(yīng)先將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反硝化反應(yīng)將硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮還原成氣態(tài)氮從水中逸出，從而達到脫氮的目的。第三節(jié)氮磷污水的生物處理一、生物脫氮技術(shù)(一)、生物脫第三節(jié)氮磷污水的生物處理一、生物脫氮技術(shù)（一）生物脫氮的基本原理硝化作用：氨態(tài)氮經(jīng)微生物的氧化而成為硝酸態(tài)氮的過程。第三節(jié)氮磷污水的生物處理一、生物脫氮技術(shù)第三節(jié)氮磷污水的生物處理一、生物脫氮技術(shù)（一）生物脫氮的基本原理反硝化作用：由硝酸鹽還原成NO2–并進一步還原成N2的過程（廣義）。狹義的反硝化作用僅指由亞硝酸還原成N2的過程。反硝化途徑：NO3-→NO2-→NO→N2O→N2以甲醇為碳源時：NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7CO2+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7CO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-

第三節(jié)氮磷污水的生物處理一、生物脫氮技術(shù)反硝化途徑：NO第三節(jié)氮磷污水的生物處理（二）硝化-反硝化菌的培養(yǎng)硝化菌：培養(yǎng)基不含有機物；通氣；補充NH4+-N；調(diào)節(jié)pH反硝化菌：培養(yǎng)基富含有機物；厭氧第三節(jié)氮磷污水的生物處理（二）硝化-反硝化菌的培養(yǎng)（三）影響硝化-反硝化的因素1．溫度硝化反應(yīng)的適宜溫度范圍是30～35℃，溫度不但影響硝化茵的比增長速率，而且影響硝化菌的活性，在5～35℃的范圍內(nèi)，硝化反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，僅超過30℃時增加幅度減少，當溫度低于5℃時，硝化細菌的生命活動幾乎停止。對于同時去除有機物和進行硝化反應(yīng)的系統(tǒng)，溫度低于15℃即發(fā)現(xiàn)硝化速率迅速降低，低溫對硝酸菌的抑制作用更為強烈，因此在低溫12～14℃時常出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。在30～35℃較高溫度下，亞硝酸菌的最小倍增時間要小于硝酸菌，因此，通過控制溫度和污泥齡，也可控制反應(yīng)器中亞硝酸菌的絕對優(yōu)勢。反硝化反應(yīng)的最佳溫度范圍為35～45℃，溫度對硝化菌的影響比反硝化菌大。

（三）影響硝化-反硝化的因素1．溫度2．溶解氧硝化反應(yīng)必須在好氧條件下進行，一般應(yīng)維持混合液的溶解氧濃度為2～3mg/L，溶解氧濃度0.5～0.7mg/L，是硝化菌可以忍受的極限。硝化可在高溶解氧狀態(tài)下進行，高達60mg/L的溶解氧濃度也不會抑制硝化的進行，為了維持較高的硝化速率，污泥齡降低時要相應(yīng)地提高溶解氧濃度。溶解氧對反硝化反應(yīng)有很大影響，主要由于氧會同硝酸鹽競爭電子供體。同時分子態(tài)氧也會抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性，（三）影響硝化-反硝化的因素2．溶解氧（三）影響硝化-反硝化的因素3．pH值硝化反應(yīng)的最佳pH值范圍為7.5～8.5,硝化菌對pH值變化十分敏感，當pH值低于7時，硝化速率明顯降低．低于6和高于9.6時，硝化反應(yīng)將停止進行。反硝化過程的最佳pH值范圍為6.5～7.5，不適宜的PH值會影響反硝化菌的生長速率和反硝化酶的活性。當pH值低于6.0或高于8.0時，反硝化反應(yīng)將受到強烈抑制。（三）影響硝化-反硝化的因素3．pH值（三）影響硝化-反硝化的因素4．C/N比

C/N比值是影響硝化速率和過程的重要因素。硝化菌是自養(yǎng)菌，硝化菌產(chǎn)率或比增長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，一般認為，只有BOD5低于20mg/L時，硝化反應(yīng)才能完成。反硝化過程需要充足的碳源，理論上lgNO2還原為N2需要碳源有機物2.86g。一般認為，當廢水的BOD5/TKN值大于4～6時，可認為碳源充足，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物作碳源。（三）影響硝化-反硝化的因素4．C/N比（三）影響硝化-反硝化的因素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。較長的污泥齡可增強硝化反應(yīng)的能力，并可減輕有毒物質(zhì)的抑制作用。（三）影響硝化-反硝化的因素5、污泥齡（三）影響硝化-反硝化的因素6．抑制物質(zhì)對硝化反應(yīng)有抑制作用的物質(zhì)有：過高濃度氨氮、重金屬、有毒物質(zhì)以及有機物。一般來說，同樣毒物對亞硝酸菌的影響比對硝酸菌大。反硝化菌對有毒物質(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)用一般好氧異養(yǎng)菌文獻數(shù)據(jù)時，應(yīng)該考慮馴化的影響。生物脫氮工藝包括含碳有機物的氧化、氨氮的硝化、硝態(tài)氮的反硝化等生物過程，即碳化-硝化-反硝化過程。從完成這些過程的反應(yīng)器來分，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，實現(xiàn)硝化/反硝化以達到脫氮的目的。從完成這些過程的時段和空間不同，活性污泥脫氮系統(tǒng)的碳化、硝化、反硝化可在多池中進行，也可在單池中進行。

（三）影響硝化-反硝化的因素6．抑制物質(zhì)（三）影響硝化-反硝化的因素（三）影響硝化-反硝化的因素1.影響硝化作用的因素硝化菌（關(guān)鍵）及泥齡：數(shù)量滿足；增加泥齡DO：活性污泥>2mg/L，生物膜>3mg/L溫度：30℃pH：7.0-8.0，最適：7.7營養(yǎng)物質(zhì)：BOD5/T-N應(yīng)小，氨氮<100-200mg/L毒物：敏感（三）影響硝化-反硝化的因素1.影響硝化作用的因素（三）影響硝化-反硝化的因素2.影響反硝化作用的因素營養(yǎng)物質(zhì)：需足夠有機碳源（BOD5/T-N>3）DO:活性污泥<0.5mg/L，生物膜<1.5mg/L溫度：最適：40℃pH：活性（6-8，最適：7.0-7.5），產(chǎn)物種類（三）影響硝化-反硝化的因素2.影響反硝化作用的因素（四）生物脫氮工藝1.傳統(tǒng)三級活性污泥法第一級：有機物去除和氨化（有機碳的氧化有機氮轉(zhuǎn)化為氨）第二級：好氧硝化（BOD5小，氨態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮）第三級：缺氧反硝化（硝態(tài)氮還原為N2，必須投加氫供體或碳源）（四）生物脫氮工藝1.傳統(tǒng)三級活性污泥法2.二級活性污泥生物脫氮工藝2.二級活性污泥生物脫氮工藝3.分建式缺氧-好氧工藝（A-O工藝）特點：反硝化池前置一般無需添加外碳源硝化池混合液的回流使產(chǎn)生的NO3-在反硝化池內(nèi)去除3.分建式缺氧-好氧工藝（A-O工藝）4.合建式A/O工藝4.合建式A/O工藝5.生物脫氮工藝新進展（1）簡捷硝化-反硝化工藝（短程硝化-反硝化）：

由傳統(tǒng)硝化-反硝化原理可知，硝化過程是由兩類獨立的細菌催化完成的兩個不同反應(yīng)，應(yīng)該可以分開；而對于反硝化菌，亞硝酸根或硝酸根均可以作為最終受氫體。該方法就是將硝化過程控制在亞硝化階段而終止，隨后進行反硝化，在反硝化過程將亞硝酸根作為最終受氫體，故稱為短程(或簡捷)硝化-硝化?？刂葡趸磻?yīng)停止在亞硝化階段是實現(xiàn)短程硝化-反硝化生物脫氮技術(shù)的關(guān)鍵，其主要影響因素有溫度、污泥齡、溶解氧、pH值和游離氨等。控制較高溫度、較低溶解氧和較高pH值和極短的污泥齡條件等，可以抑制硝酸菌生成，使亞硝酸菌占絕對優(yōu)勢，從而使硝化過程控制在亞硝化階段。5.生物脫氮工藝新進展由傳統(tǒng)硝化-反硝化原理可5.生物脫氮工藝新進展（2）厭氧氨氧化工藝

厭氧氨氧化是荷蘭Delft大學1990年提出的一種新型脫氮工藝。基本原理是在厭氧條件下以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮氧化氮氣，或者說利用氨作為電子供體．將亞硝酸鹽或硝酸鹽還原成氮氣。參與厭氧氨氧化的細菌是自養(yǎng)菌。厭氧氨氧化過程無需有機碳源在。

5.生物脫氮工藝新進展厭氧氨氧化是荷蘭Delf5.生物脫氮工藝新進展（3）亞硝酸型完全自養(yǎng)脫氮

基本原理是先將氨氮部分氧化成亞硝酸氮，控制氨根離子與亞硝酸根離子比例為1：1，然后通過厭氧氨氧化作為反硝化實現(xiàn)脫氮的目的。全過程為自養(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)．無需有機碳源，對氧的消耗比傳統(tǒng)硝化/反硝化減少62.5%，同時減少堿消耗量和污泥生成量。5.生物脫氮工藝新進展（3）亞硝酸型完全自養(yǎng)脫氮二、生物除磷技術(shù)

（一）生物除磷基本原理污水生物除磷是通過微生物對磷的過量攝取(超過其正常生長的需要量)作用完成的，這是一種完全的生物攝取過程。在厭氧條件下，除磷菌能分解細胞內(nèi)的聚磷酸鹽同時產(chǎn)生ATP，攝人細胞廢水中的脂肪酸，產(chǎn)生PHB，將磷酸排出胞外；好氧環(huán)境，氧化PHB，釋放的能量來超量攝取污水中的磷，并把所攝取的磷合成聚磷酸鹽而貯存于細胞內(nèi)。所攝取的磷比在厭氧環(huán)境中所釋放的磷多，污水生物除磷正是利用了微生物的這一過程，作為剩余污泥排走。二、生物除磷技術(shù)（一）生物除磷基本原理廢水脫氮的具體指標一級標準氨氮≤15mg（二）生物除磷工藝中微生物組成及其特點所有既能積累聚磷酸鹽又能積累聚-β羥基丁酸鹽的細菌稱為(聚磷菌)除磷菌生長慢，能適應(yīng)厭氧和好氧交替環(huán)境成為優(yōu)勢菌。微生物組成：不動桿菌屬假單胞菌屬氣單胞菌屬其他菌屬諾卡氏桿菌屬、深紅紅螺菌、著色菌屬、蠟狀芽孢桿菌、腸桿菌屬等共生菌：發(fā)酵產(chǎn)酸菌、異養(yǎng)好氧菌（二）生物除磷工藝中微生物組成及其特點所有既能積累聚磷酸鹽又（三）聚磷菌的培育聚磷菌分離：同位素標識法培養(yǎng)：擴大培養(yǎng)（三）聚磷菌的培育1．溶解氧和氧化態(tài)氮溶解氧分別對攝磷和放磷過程影響不同。在厭氧區(qū)中必須控制嚴格的厭氧條件，既沒有分子態(tài)氧，也沒有化合態(tài)氧。溶解氧的存在，將抑制厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸作用和消耗乙酸等低分子脂肪酸物質(zhì)；硝態(tài)氮的存在，影響聚磷菌的代謝，也會消耗部分乙酸等低分子脂肪酸物質(zhì)而發(fā)生反硝化作用，都影響磷的釋放，從而影響在好氧條件下對磷的吸收。在好氧區(qū)中要供給足夠的溶解氧，以滿足聚磷菌對PHB的分解和攝磷所需。一般厭氧段的溶解氧應(yīng)嚴格控制在0.2mg／L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg／L左右。（四）影響生物除磷的因素1．溶解氧和氧化態(tài)氮（四）影響生物除磷的因素2．污泥齡由于生物脫磷系統(tǒng)主要是通過排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少將決定系統(tǒng)的脫磷效果。一般污泥齡較短的系統(tǒng)產(chǎn)生較多的剩余污泥，可以取得較高的脫磷效果。短的泥齡還有利于好氧段控制硝化作用的發(fā)生而利于厭氧段的充分釋磷，因此，僅以除磷為目的的污水處理系統(tǒng)中，一般宜采用較短的泥齡。研究表明，當污泥齡為30天時，除磷率為40％，污泥齡為17天時，除磷率為50%，污泥齡降至5天時，除磷率可提高到87%。（四）影響生物除磷的因素2．污泥齡（四）影響生物除磷的因素3．BOD負荷和有機物性質(zhì)一般認為，較高的BOD負荷可取得較好的除磷效果，有人提出BOD/TP＝20是正常進行生物除磷的低限。不同有機物為基質(zhì)對磷的厭氧釋放及好氧攝取也有差別。一般低分子易降解的有機物易被聚磷菌吸收、誘導磷釋放的能力較強，而高分子難降解的有機物誘導磷釋放的能力較弱。（四）影響生物除磷的因素3．BOD負荷和有機物性質(zhì)（四）影響生物除磷的因素4．溫度溫度對除磷效果的影響不如對生物脫氮過程的影響明顯，因為在高溫、中溫、低溫條件下，不同的菌群都具有生物除磷的能力，在5～30℃的范圍內(nèi)，都可以得到很好的除磷效果，但低溫運行時厭氧區(qū)的停留時間要低一些。5．pH值

pH值在6～8的范圍內(nèi)時，磷的厭氧釋放比較穩(wěn)定。pH值低于6時生物除磷的效果會大大下降。廢水生物除磷的工藝流程一般由厭氧池和好氧池組成。A/O（厭氧—好氧生物除磷）工藝和Phostrip（旁流除磷）工藝是兩種基本的生物除磷工藝。（四）影響生物除磷的因素4．溫度（四）影響生物除磷的因素（四）影響生物除磷的因素1.DO/E：好氧池DO>2mg/L,厭氧池E-200~-300mV2.溫度：影響不大3.pH：中性-弱堿性4.硝酸鹽與亞硝酸鹽濃度:硝酸鹽<0.2mg/L5.碳源：進水BOD5/T-P>156.泥齡：3.5-7天（四）影響生物除磷的因素1.DO/E：好氧池DO>2mg/L（五）污水生物除磷工藝

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