废水中营养元素的去除

废水中营养元素的去除第一页，共四十一页，2022年，8月28日（1）氨氮消耗水体中的溶解氧；（2）氨氮与氯反应生成氯胺或氯气，增加氯的用量；（3）含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：①氨氮对鱼类有毒害作用；②NO3-和NO2-被转化为亚硝胺——一种“三致”物质；③水中NO3-高，导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby”；（4）加速水体的“富营养化”过程；营养元素的危害第二页，共四十一页，2022年，8月28日废水中营养元素的去除营养元素的去除方法营养元素去除实例第三页，共四十一页，2022年，8月28日营养元素的去除方法物化脱氮技术物化除磷技术生物脱氮技术生物除磷技术同步脱氮除磷技术第四页，共四十一页，2022年，8月28日物化脱氮技术（1）空气吹脱法（2）折点加氯法（3）选择性离子交换法（4）化学沉淀法（5）化学中和法（6）乳液膜分离法第五页，共四十一页，2022年，8月28日（1）空气吹脱法：原理：实际浓度和平衡浓度之间存在的差异，碱性条件，液相到气相，去除氨氮。物化脱氮技术第六页，共四十一页，2022年，8月28日（2）折点加氯法去除氨氮将氯气或次氯酸钠投入污水，将废水中的氨氮氧化成N2的化学脱氮工艺。

优点：

出水氨氮浓度控制在0.1mg/L之内，作为一个单独的脱氮工艺来采用，深度处理，进一步去除废水中的氮素。物化脱氮技术第七页，共四十一页，2022年，8月28日（3）选择性离子交换法去除氨氮①离子交换树脂脱氮机理：

其脱氮过程可看作是固相的交换剂和废水中的之间进行的化学置换反应。

表达式：

物化脱氮技术第八页，共四十一页，2022年，8月28日

根据质量守恒定律，平衡常数可以表述为：

或当>1时，表示RA树脂对较A+有更大的选择性；当<1时，则相反；当=1时，表示RA树脂对和A+的选择能力相同，无法进行离子交换反应。物化脱氮技术第九页，共四十一页，2022年，8月28日②沸石脱氮机理：

沸石因其孔穴中的一价和二价的阳离子具有离子交换性，所以沸石也具有离子交换能力。物化脱氮技术第十页，共四十一页，2022年，8月28日（4）化学沉淀法投加与氨氮生成难溶的复盐MgNH4PO4.6H2O沉淀物净化废水中的氨氮可以用等，

可用

等。物化脱氮技术第十一页，共四十一页，2022年，8月28日（5）化学中和法：浓度大于2%-3%的含氨碱性废水回收综合利用。不易回收的可以和酸性废水或废气进行中和。硫酸、盐酸或硝酸，常用的为工业硫酸。CO2、SO2或H2S等酸性气体，也可以用于中和含氨碱性废水，但容易引起二次污染。物化脱氮技术第十二页，共四十一页，2022年，8月28日（6）乳化液膜分离法：乳化液膜是以乳液形式存在的液膜，具有选择透过性。以选择透过液膜为分离介质；被选择透过物质（例如NH3）的浓度差和扩散传递为推动力；使透过物质（NH3）进入膜内，从而达到分离的目的。物化脱氮技术第十三页，共四十一页，2022年，8月28日物化除磷技术（混凝沉淀法）（1）铝盐除磷

（2）铁盐除磷

（3）石灰混凝除磷第十四页，共四十一页，2022年，8月28日（1）铝盐除磷：铝盐除磷的反应方程式：

理想pH条件（5.8~6.9）Al3+与PO43-反应Al3+水解成Al(OH)+等单核络合物碰撞缩合成一系列多核络合物（n>1，m3n）物化除磷技术（混凝沉淀法）第十五页，共四十一页，2022年，8月28日较高的正电荷和比表面积吸附水中带负电荷的杂质,中和胶体电荷,降低胶体ζ电位,促进胶体脱稳,凝聚和沉淀表现出良好的除磷效果。物化除磷技术（混凝沉淀法）第十六页，共四十一页，2022年，8月28日（2）铁盐除磷磷酸根取代与Fe3+结合的部分羟基形成碱式磷酸铁复合络合物，改变Fe3+的水解路径。研究表明，氢氧化铁凝胶及各种铁氧化物都能吸附大量的磷酸根。物化除磷技术（混凝沉淀法）第十七页，共四十一页，2022年，8月28日（3）石灰混凝除磷含磷污水中投加石灰，形成氢氧根离子，污水的pH值上升。磷与石灰中的钙产生反应。形成[Ca5(OH)(PO4)3]（羟磷灰石）。反应式如下：物化除磷技术（混凝沉淀法）第十八页，共四十一页，2022年，8月28日生物脱氮技术（1）生物脱氮原理（2）生物脱氮工艺①三级活性污泥法②SHARON工艺第十九页，共四十一页，2022年，8月28日（1）生物脱氮原理①氨化作用（ammonification）：含氮有机物在生物处理过程中被（好氧或厌氧）异养微生物分解为氨氮；②硝化作用（nitrification）：由好氧自养硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；③反硝化作用（denitrification）：缺氧条件下，在异养反硝化菌的作用下将亚硝酸盐和硝酸盐还原转化为N2。生物脱氮技术第二十页，共四十一页，2022年，8月28日生物脱氮技术第二十一页，共四十一页，2022年，8月28日（2）生物脱氮工艺①三级活性污泥法，它是以氨化、硝化和反硝化三项反应过程为基础建立的。流程如图：生物脱氮技术第二十二页，共四十一页，2022年，8月28日第一级：去除有机物，使有机氮转化为氨氮。第二级：硝化反应，氨氮转化为硝态氮。第三级：缺氧，反硝化，硝态氮还原为氮气。

优点：好氧菌、硝化菌和反硝化菌可在各自最适宜的环境条件下生长繁殖，故反应速度较快；相当好的BOD5去除效果和脱氮效果。生物脱氮技术第二十三页，共四十一页，2022年，8月28日②SHARON工艺短程硝化-反硝化；有氧条件下，利用氨氧化细菌将氨氮氧化控制在亚硝化阶段；缺氧条件下，以有机物为电子供体，将亚硝酸盐反硝化，生成氮气。其反应式为：生物脱氮技术第二十四页，共四十一页，2022年，8月28日优点：简化工艺流程；反硝化比反硝化可节省40%的碳源（1g亚硝氮1.72g有机物，1g硝氮2.86g有机物）;缩短水力停留时间，减小反应器体积和占地面积;减少25%左右的供气量，降低能耗。生物脱氮技术第二十五页，共四十一页，2022年，8月28日短程硝化反硝化过程的影响因素：（1）溶解氧（DO）（2）游离氨（FA）浓度（3）pH（4）泥龄（5）化学抑制剂（6）HNO2生物脱氮技术第二十六页，共四十一页，2022年，8月28日生物除磷技术（1）生物除磷原理（2）生物除磷工艺A/O工艺第二十七页，共四十一页，2022年，8月28日（1）生物除磷机理聚磷菌能够过量的，在数量上超过其生理需要，从外部摄取磷;将磷以聚合形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。生物除磷技术第二十八页，共四十一页，2022年，8月28日厌氧释磷：好氧吸磷：生物除磷技术一部分能量用于吸收外界可溶性脂肪酸，形成PHB厌氧条件下，聚磷菌将体内的聚磷分解产生能量，释放PO43-好氧条件下，PHB分解产生能量一部分能量用于主动过量吸收环境中的PO43-，并合成聚磷另一部分能量用于细胞正常生长繁殖另一部分能量用于生理活动需要第二十九页，共四十一页，2022年，8月28日生物除磷技术第三十页，共四十一页，2022年，8月28日（2）生物除磷工艺A/O工艺（Anaerobic/Oxic）污水和污泥顺次经过厌氧和好氧交替循环流动。回流污泥进入厌氧池，微生物在厌氧条件下吸收去除一部分有机物,并释放大量磷;好氧条件下摄取比在厌氧条件下所释放的更多的磷;有机物得到好氧降解，部分富磷污泥以剩余污泥的形式排出系统之外，实现磷的去除。生物除磷技术第三十一页，共四十一页，2022年，8月28日生物除磷技术第三十二页，共四十一页，2022年，8月28日同步脱氮除磷工艺第三十三页，共四十一页，2022年，8月28日（1）A2/O工艺及改良A2/O工艺

厌氧池:释放磷，使污水中磷浓度升高，溶解性有机物被吸收而使BOD5下降；氨氮因细胞的合成被去除一部分，浓度下降，硝氮含量没有变化。同步脱氮除磷工艺第三十四页，共四十一页，2022年，8月28日缺氧池:反硝化菌将NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气;BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，磷的变化很小。好氧池:有机物被微生物生化降解，继续下降；有机氮被氨化继而硝化，NH3-N显著下降，但硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，以较快的速度下降。

同步脱氮除磷工艺第三十五页，共四十一页，2022年，8月28日改良A2/O工艺在厌氧池之前增设厌氧/缺氧调节池，来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入该池，停留时间为20~30min，微生物利用约10%进水中的有机物去除所有的回流硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证厌氧池的稳定性。同步脱氮除磷工艺第三十六页，共四十一页，2022年，8月28日营养元素去除实例第三十七页，共四十一页，2022年，8月28日营养元素去除实例（1）人工湿地去除氮磷底部为集水区；湿地下部形成厌氧区间；采用多孔、吸附性较强的碳渣以及粘土和卵石作为湿地的基质。第三十八页，共四十一页，2022年，8月28日营养元素去除实例第三十九页