污水的深度处理脱氮除磷

７.1概述第七章污水的深度处理与回用

1、深度处理——是进一步去除常规二级处理所不能完全去除污水中杂质的净化过程2、深度处理目的：水资源短缺、污水回用脱色除臭

CODBODSS3、深度处理对象

营养型无机盐重金属细菌、病菌4、深度处理水用途；排放、回用、回灌地下。

表7—1二级处理水深度处理的目的、去除对象和所采用的处理技术与工艺流程臭氧氧化、消毒(氯气、次氯酸钠、紫外线)细菌、病毒微生物反渗透、电渗析、离子交换电导度Na、Ca、Cl离子溶解性无机物

无机盐类金属盐混凝沉淀石灰混凝沉淀晶析法生物除磷PO4—PT—P磷生物脱氮吹脱、折点氯化脱氨、生物脱氮T—NK—N

NH3—NNO2-—NNO3-—N氮混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化BOD5COD

TOCTOD溶解状态快滤机、微滤机、混凝沉淀SSVSS悬浮状态采用的主要处理技术有关指标去除对象处理目的防止富营养化再用微量成分植物类营养盐排放水体再用有机物1、原理7.5.2氮的吹脱去除（1）NH3+H2O

NH4++OH-PH=7时，以NH4+存在PH=11时，90%NH3存在PH升高，去除NH3上升T上升，去除NH3上升（2）脱氮塔脱氮塔技术的特点除氮的效果稳定操作简便，容易控制

NH3二次污染（可回收）使用CaO易结垢（改用NaOH）水温下降时，效果差活性污泥法的脱氮除磷原理及应用概述脱氮原理与工艺技术污水生物脱氮理论与技术的新进展除磷原理与工艺技术污水生物除磷理论与技术的新进展概述水体富营养化氮、磷的过量排放含丰富营养盐类,使藻类等浮游生物快速生长,而后引起异养生物代谢旺盛,耗尽水体中DO,使水体变质,破坏水体中的生态平衡现象。表11998年我国三大湖泊污染状况

湖泊主要污染富营养化水体水质太湖N、P严重IV－劣V类滇池N、P非常严重V或劣V类巢湖N、P非常严重

劣V类1998年我国海域监测到赤潮22起：其中南海10起；东海5起；渤海和黄海7起。

1999年四大海区近岸海域水质类别比较

新问题：如何能经济、有效地从废水中去除氮、磷化合物，来有效地保护受纳水体解决日益严重的水体富营养现象。氮、磷与水环境问题一级处理:悬浮固体二级处理:有机物

BOD:N:P=100:5:1三级处理:脱氮除磷

主要来源于生活污水、农业废弃物（牲畜粪便等）和工业废水（如羊毛加工、制革、印染）。

无机氮一部分由有机氮经微生物分解转化后形成，还有一部分来自施用氮肥的农田排水和地表径流，某些工业废水（焦化、化肥厂）。氮在水体中的存在形态脱氮原理与工艺技术无机氮（Inorganic-N）有机氮（Org-N）硝酸氮（NO3-―N）氨氮（NH4+-N）亚硝酸氮（NO2-―N）指蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等总氮总凯氏氮（TotalKjelddlyNitrogen：TKN）好氧条件下,有机氮化合物在氨化菌的作用下，分解转化为氨态氮。脱氮原理与工艺技术氨化硝化缺氧条件下

NO2-NH2OH有机体（同化反硝化）NO3-NO2-N2ON2（异化反硝化）反硝化硝化作用段微生物亚硝酸菌：氧化氨的细菌;专性好氧,化能自养,G-,最适温度25-30℃,最适pH值7.5-8.0,世代时间8h-1d

硝酸菌：氧化NO2-的细菌;专性好氧;化能自养,以CO2为碳源;最适pH值7.5-8.0,最适温度25-30℃,世代时间8h-几天。反硝化作用段微生物反硝化菌：所有能以NO3-为最终电子受体,将HNO3还原为N2的细菌总称，化能异养菌。兼性厌氧菌：厌氧:以硝酸氮为电子受体,以有机底物为电子供体;好氧:以O2为电子受体进行好氧呼吸。反硝化菌的种类很多，重要的有：脱氮微球菌（Micrococcusdenitrificans）、脱氮假单胞菌（Pscudomonas

denitrificans

）、脱氮色杆菌（Chromobacterium

denitrificans

）、荧光假单胞菌（Pscudomonas

fluorescens）等充足的溶解氧不能低于1mg/L足够的曝气时间pH值：7.5-8.0适当补充碱度，最好是HCO3-碱度生物固体停留时间（污泥龄）：硝化菌增殖速度慢，污泥龄至少应为硝化菌最小世代时间的2倍以上。硝化反应的控制条件碳源（电子供体）:有适量的碳源

pH值7-8

溶解氧0.5mg/L以下温度20-40℃反硝化的运行控制条件外源反硝化:利用废水中的有机物或外加碳源(甲醇)作为电子供体内源反硝化:以机体内的有机物为碳源1.传统的三级活性污泥脱氮工艺曝气池去除BOD1硝化池反硝化23沉淀池沉淀池沉淀池污泥回流污泥回流污泥回流进水出水剩余污泥剩余污泥剩余污泥碱度甲醇N2缺氧A/O脱氮工艺沉淀池反硝化好氧BOD去除硝化碱度N2进水出水内循环(硝化液回流)剩余污泥污泥回流2.A/O脱氮工艺A/O脱氮工艺的特点沉淀池反硝化缺氧好氧BOD去除硝化碱度进水出水污泥回流内循环（硝化液回流）反硝化能补充一些碱度无需加碳源为硝化减轻了负担污泥产量小好氧出水，COD去除效果好流程短投资省防止污泥膨胀需要双循环系统出水中含一定的NO3-沉淀池运行不当，易产生污泥上浮为提高脱氮率须增大回流量，一方面增加了运行费用；一方面会破坏缺氧状态影响反硝化剩余污泥

3.

SBR法脱氮的典型运行方式沉淀期排水期反应期进水期反应期

在好氧条件下通过增大曝气量、反应时间与污泥龄来强化硝化反应

在缺氧条件下方便地投加原污水〔或甲醇等〕提供充足的有机碳源作为电子供体

曝气，去除有机物，硝化缺氧搅拌，反硝化碳源污水生物脱氮理论与技术的新进展

a.短程生物脱氮技术的原理与优点传统脱氮途径和亚硝酸型脱氮途径对比N2NH4+NO2-NO3-NO2-a)全程硝化反硝化生物脱氮途径NH4+NO2-N2b)短程硝化反硝化生物脱氮途径短程生物脱氮的优点

与传统硝化反硝化相比，短程硝化反硝化不仅可以节省能耗约25%（以氧计），节约碳源40%（以甲醇计），而且可以缩短反应时间，大幅度降低产生的污泥量。

a.短程生物脱氮技术的原理与优点3N2+6HCO3-+3H2O3N2+6HCO3-+7H2O节省40%CH3OH3CH3OH5CH3OH反硝化+3CO2+CO2短程硝化－反硝化工艺的优点NH4++NH4++2O23/2O2NO2-+H2O+2H+硝化节省25%O2NO3-+H2O+2H+6NO3-+6NO2-+b.厌氧氨氧化原理的研究5NH4++3NO3-→4N2+9H2O+2H+ΔG0=-297kJ/molNH4+NH4++2O2→NO3-+2H++H2OΔG0=-349kJ/molNH4+比较反应式可知：在无氧条件氨氧化与好氧氨氧化所释放的自由能相当.既然硝化菌可以从好氧氨氧化中取得能量而生长，于是Broda（1977）预言自然界也