环境工程中级职称考试复习资料污水处理的脱氮除磷工艺

1、环境工程中级职称考试复习资料污水处理的脱氮除磷工艺 5.1生物脱氮原理氮在水中的存在形态与分类微生物的脱氮原理过程1) 先氨化/硝化，再反硝化：这是一个先好氧、后缺氧的组 合过程。含氮化合物诙反硝化细菌反硝化反应过程硝化细菌硝化反应过程2) 氨化与硝化反应过程氨化反应化:RCH(NH 2)cooh 。2氨化菌一 RCOOH CO2NH硝化反应:猪黑宅辽弋吾4 57g阳3茂需氧3.43g西蚤笛赛no:-n3) 硝化反应的条件(1) 好氧状态：DO2mg/L ; 1gNH 3-N完全硝化需氧 4.57g, 即硝化需氧量。(2) 消耗废水中的碱度：1gNH3-N完全硝化需碱度 7.14g(以CaCO

2、3计)，废水中应有足够碱度，以维持pH值不变。(3) 污泥龄 9 C 15d。(4) BOD 5 20mg/L。4) 反硝化反应反硝化包括异化反消化和同化反消化，以异化反消化为主反硝化菌在DO浓度很低的环境中，利用硝酸盐中的氧作为 电子受体，有机物作为碳源及电子供体而得到降解。当利用 的碳源为甲醇时：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-反硝化反应可使有机物得到分解氧化，实际是利用了硝

3、酸盐中的氧，每还原1gNO3-N所利用的氧量约2.6g05）反硝化反应条件DO0.5mg/L，一般为0.20.3mg/L （处于缺氧状态），如果DO较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，阻碍no3- O成为电子受体而使 N难还原成N2 To但是反 硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合 成。反硝硝化菌以在缺氧-好氧交替的环境中生活为宜。BOD5/TN56，否则需另投加碳源， 现多采用CH3OH , 其分解产物为co2+h2o,不留任何难降解的中间产物， 且反 硝化速率高。目前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物还原1g硝态氮能产生3.57g碱度，而在硝化反应中，1gN

4、H 3 N 氧化为 NO3- N 要消耗 7.14g碱度，在缺氧-好氧中，反 硝化产生的碱度可补偿硝化消耗碱度的一半左右。影响硝化反硝化反应过程的主要因素1）温度硝化反应的适宜温度范围是3035 C,温度不但影响硝化茵的比增长速率，而且影响硝化菌的活性，在535 C的范围内，硝化反应速率随温度的升高而加快，仅超过30 C时增加幅度减少，当温度低于5C时，硝化细菌的生命活动几乎停止。对于同时去除有机物和进行硝化反应的系统，温度 低于15 C即发现硝化速率迅速降低，低温对硝酸菌的抑制作用更为强烈，因此在低温1214 C时常出现亚硝酸盐的积累。在3035C较高温度下，亚硝酸菌的最小倍增时间要小 于硝

5、酸菌，因此，通过控制温度和污泥龄，也可控制反应器 中亚硝酸菌的绝对优势。反硝化反应的最佳温度范围为3545 C,温度对硝化菌的影响比反硝化菌大2) 溶解氧硝化反应必须在好氧条件下进行，一般应维持混合液的溶解氧浓度为23mg/L，溶解氧浓度0.50.7 mg/L，是硝化菌可以忍受的极限。硝化可在高溶解氧状态下进行，高达 60mg/L的溶解氧浓度也不会抑制硝化的进行，为了维持较高的硝化速率，污泥龄降低时要相应地提高溶解氧浓度。溶解 氧对反硝化反应有很大影响，主要由于氧会同硝酸盐竞争电 子供体。同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活 性，3) pH 值硝化反应的最佳pH值范围为7.58.5，硝

6、化菌对pH值 变化十分敏感，当 pH值低于7时，硝化速率明显降低.低 于6和高于9.6时，硝化反应将停止进行。反硝化过程的最 佳pH值范围为6.57.5，不适宜的PH值会影响反硝化菌的 生长速率和反硝化酶的活性。当pH值低于6.0或高于8.0时，反硝化反应将受到强烈抑制。4) C/N 比C/N比值是影响硝化速率和过程的重要因素。硝化菌是 自养菌，硝化菌产率或比增长速率比活性污泥异养菌低得 多，若废水中BOD5值太高，将有助于异养菌迅速增殖，从 而使微生物中的硝化菌的比例下降，一般认为，只有BOD5低于20mg/L时，硝化反应才能完成。反硝化过程需要充足 的碳源，理论上lgNO2还原为N2需要碳

7、源有机物2.86g。二 般认为，当废水的 BOD5/TKN值大于46时，可认为碳源 充足，不需另外投加碳源，反之则要投加甲醇或其他易降解 的有机物作碳源。5）污泥龄为使硝化菌能在连续流的反应系统中存活并维持一定 数量，微生物在反应器的停留时间即污泥龄应大于硝化菌的 最小世代期。一般应取系统的污泥龄为硝化最小世代期的两 倍以上。较长的污泥龄可增强硝化反应的能力，并可减轻有 毒物质的抑制作用。6）抑制物质对硝化反应有抑制作用的物质有：过高浓度氨氮、重金 属、有毒物质以及有机物。一般来说，同样毒物对亚硝酸菌的影响比对硝酸菌大。反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化 菌低很多，与一般好氧异养菌相同。在应用一

8、般好氧异养菌 文献数据时，应该考虑驯化的影响。生物脱氮工艺包括含碳有机物的氧化、氨氮的硝化、硝态氮的反硝化等生物过程，即碳化-硝化-反硝化过程。从完成这些过程的反应器来分，脱氮工艺可分为活性污泥脱氮系 统和生物膜脱氮系统，其分别采用活性污泥法反应器与生物 膜反应器作为好氧/缺氧反应器，实现硝化/反硝化以达到脱 氮的目的。从完成这些过程的时段和空间不同，活性计泥脱 氮系统的碳化、硝化、反硝化可在多池中进行，也可在单池 中进行。生物脱氮反应过程各项生化反应特征生化反应类 型去除有机物 （好氧分解）硝化反硝化亚硝化硝化微生物好氧菌和兼性菌 （异养型细菌）Nitrosom onas自养型细菌Nitro

9、bacter自养型细菌兼性菌异养型细菌能源有机物化学能化学能有机物氧源（H受体）。2O2O2NO 3- NO 2-溶解氧12mg/l 以上2mg/l以上2mg/l以上00.5mg/l碱度没有变化氧化 1mg NH 4+-N 需要7.14mg的碱度没有变化还原 1mgNO 3-N,N0 2-N 生成 3.57g碱度氧的消耗分解1mg有机物（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有机物（COD）需要NO 3-N 0.35mg, N0 才N0.58mg，以提供化合态的氧最适pH值687 8.56 7.56 8最适温

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)产率16%gOH/gC 5H7O2N0.040.13 mg SS/ mg NH 4+- N 能量 转换率为5% 35%0.02 0.07 mg VSS/mg N0 2-N 能 量转换率10% 30%16% CHaOH/gC 5H7O2N85.2生物脱氮工艺一一A/O工艺基本原理混介液回流AiOA/0是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机 污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌 氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L , O段DO=24mg/L。在缺氧段异养菌 将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性 有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机 物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水 解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化