污水脱氮工艺(全)-课件

污水脱氮工艺介绍（全）1ppt课件污水脱氮工艺介绍（全）1ppt课件1.水体中氮素的来源与危害2.氮素污染控制3.生物脱氮原理4.生物脱氮技术

内容提要5.生物脱氮新工艺2ppt课件1.水体中氮素的来源与危害2.氮素污染控制3.生物脱1.水体中氮素的来源水体中氮素的来源与危害自然来源人类活动大

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水体3ppt课件1.水体中氮素的来源水体中氮素的来源与危害自然来源人类活动污染源水体中氮素的来源与危害点源

(Pointsources)非点源，面源

(Non-pointsources)通过排放口

集中排放污染物主要通过

径流过程点源污染

(Pointsourcepollution)非点源污染，面源污染

(Non-pointsourcepollution)城市污水

工业废水等地表径流，养鱼投饵

降尘，降雨等4ppt课件污染源水体中氮素的来源与危害点源

(Pointsource2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害有机氮废水的工业来源及其浓度5ppt课件2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害有机氮废水的工2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害氨氮废水的工业来源及其浓度6ppt课件2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害氨氮废水的工业2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害氨氮废水的工业来源及其浓度7ppt课件2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害氨氮废水的工业2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害氨氮废水的工业来源及其浓度8ppt课件2.氨氮废水的工业来源水体中氮素的来源与危害氨氮废水的工业3.氮在水体中的存在形态水体中氮素的来源与危害有机氮无机氮蛋白质(C,O,N,H,N=15~18%)多肽氨基酸尿素[CO(NH2)2]其他(硝基、胺及铵类化合物)COOHHRCNH2氨氮(NH3-N,NH4+-N)亚硝态氮(NO2--N)硝态氮(NO3--N)9ppt课件3.氮在水体中的存在形态水体中氮素的来源与危害有机氮无水体中氮素的来源与危害氨氮(NH3-N,NH4+-N)亚硝态氮(NO2--N)硝态氮(NO3--N)总氮

(TN)有机氮无机氮凯氏氮(TKN)=有机氮+氨氮水污染控制中经常提到的几个术语TN=TKN+NOx-N10ppt课件水体中氮素的来源与危害氨氮(NH3-N,NH4+-N)亚硝水体中氮素的来源与危害4.氮素污染的危害

造成水体的富营养化(eutrophication)现象；水生植物和藻类异常增殖水华

赤潮11ppt课件水体中氮素的来源与危害4.氮素污染的危害造成水体的富营养1998年渤海湾赤潮12ppt课件1998年渤海湾赤潮12ppt课件2004年6月

浙江近海13ppt课件2004年6月

浙江近海13ppt课件2009年中国近海赤潮情况海洋赤潮发生的原因20世纪末中国海洋水质14ppt课件2009年中国近海赤潮情况海洋赤潮发生的原因20世纪末中国海水体中氮素的来源与危害4.氮素污染的危害

增加了给水处理的成本；

例如：加氯消毒8～10gCl2/gNH3-N

引起水体缺氧；14gN64gO2每氧化1gNH4-N为NO3-N，共需要氧4.57g15ppt课件水体中氮素的来源与危害4.氮素污染的危害增加了给水处理水体中氮素的来源与危害

氨氮对水生生物有毒游离氨>1mg/L游离氨

FreeAmmonium25℃时，氨的离解常数为1.8×10-516ppt课件水体中氮素的来源与危害氨氮对水生生物有毒游离氨>1mg/L水体中氮素的来源与危害pH和温度的升高将增强氨氮的毒性？17ppt课件水体中氮素的来源与危害pH和温度的升高将增强氨氮的毒性？17水体中氮素的来源与危害

硝酸盐影响人类健康硝酸盐

(NO3-N)亚硝酸盐

(NO2-N)血红蛋白(Fe2+)+O2

氧和血红蛋白(Fe2+)(红色，具有输氧能力)血红蛋白(Fe2+)+NO2-

高铁血红蛋白(Fe3+)(褐色，丧失输氧能力)高铁血红蛋白症胃癌等亚硝酸盐能与胺或酰胺反应生成亚硝胺或亚硝酰氨，

后两者都有致癌作用。18ppt课件水体中氮素的来源与危害硝酸盐影响人类健康硝酸盐

(NO3-氨氮的浓度及其相应的毒理作用19ppt课件氨氮的浓度及其相应的毒理作用19ppt课件自然来源人类活动大

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水体氮素污染控制面源污染控制技术修建污水厂20ppt课件自然来源人类活动大

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氮1.废水脱氮技术氮素污染控制物化法生物法吹脱(气提)法折点加氯法离子交换法磷酸氨镁沉淀法其它方法21ppt课件1.废水脱氮技术氮素污染控制物化法生物法吹脱(气提)法折点吹脱(气提)法基本原理：

将水中的游离氨转移到气体(空气或蒸汽)中去。氨吹脱工艺的三个条件：提高pH，一般用NaOH;

在吹脱塔中反复形成水滴，减小表面张力，增大接触面积。气体循环，增大浓度差；影响氨气从水中向气体中转移的因素：水气界面处的表面张力；

水和气体中氨的浓度差。22ppt课件吹脱(气提)法基本原理：

将水中的游离氨转移到气体(空气或蒸沉淀池空气吹脱法工艺流程图：空气吹脱法(ammoniastripping)pH调节池进水氨和尾气出水空气排泥CaO或NaOH吹

脱

塔23ppt课件沉淀池空气吹脱法工艺流程图：空气吹脱法(ammoniast氨水蒸馏工艺流程图——以焦化废水为例：蒸氨供料槽调节池NaOH

30%pH113℃蒸汽103℃氨气NH3-N

4000mg/LNH3-N

250mg/L生化换热冷却蒸氨塔pH=8.5-9气提法冷却30~35℃106℃24ppt课件氨水蒸馏工艺流程图——以焦化废水为例：蒸氨供料槽调节池NaO重要的工艺参数：(1)pH=10.5-11.5;(2)水力负荷：2.4-7.2m3/(m2.h);(3)气液比：填料高度>6m时，G/L=2200-2300;(4)蒸汽用量：0.125~3t蒸汽/1m3水泡罩塔：0.08t蒸汽/1m3水，浮阀塔：0.13t蒸汽/1m3水。空气吹脱(气提)法低浓度氨氮废水：室温下空气吹脱；高浓度氨氮废水：蒸汽吹脱。1.0MPa蒸汽

价格在180-200元/吨25ppt课件重要的工艺参数：空气吹脱(气提)法低浓度氨氮废水：室温下空气折点加氯法法(breakpointchlorination)基本原理：26ppt课件折点加氯法法(breakpointchlorination折点加氯法法(breakpointchlorination)重要工艺参数：(1)准确控制氯投加量：

理论投氯量(以氯气计)：NH3-N=7.6:1

实际投加量(以氯气计)通常为:(8:1)-(10:1)(2)控制pH，控制反应副产物NO3-和NCl3;

控制pH在中性条件下进行。(3)反应时间：1min;27ppt课件折点加氯法法(breakpointchlorination离子交换法(Ionexchange)基本原理：废水中的NH4+与阳离子交换树脂中的阳离子进行交换。对NOx-和有机氮没有效果。常用的离子交换剂：沸石(Zeolite)沸石是含水的钙、钠以及钡、钾的硅铝酸盐矿物，一般用化学式(M,N2)·O·AlO3·nSiO2·mH2O表示。废水中的NH4+与沸石中的M+,N2+进行交换。国产沸石有：斜发沸石(Clinoptilolite)

丝光沸石(Mordenite)28ppt课件离子交换法(Ionexchange)基本原理：废水中的NH离子交换法(Ionexchange)斜发沸石对不同阳离子的选择交换顺序如下：沸石的再生：化学再生法气提再生法NaOH,Ca(OH)2,NaCl焚烧法生物再生法空气或蒸汽500~600℃高温,NH4+NH3生物硝化，研究中29ppt课件离子交换法(Ionexchange)斜发沸石对不同阳离子的离子交换法(Ionexchange)工艺流程：再生液贮槽进水(二级处理+过滤)出水沸石离子交换柱吹脱塔补充再生液空气空气和NH3Na+或Ca2+NH4+NH4+Na+或Ca2+30ppt课件离子交换法(Ionexchange)工艺流程：再生液贮槽进离子交换法(Ionexchange)重要工艺参数：(1)pH=4~8;(2)空床速度(SV),SV=Q/V

Q，流量，m3/h;V，吸附柱体积，m3;SV=5~10h-1，与沸石粒径有关。(3)沸石粒径：0.8~1.7mm;(4)床深：0.9~1.8m;(5)进入吸附柱的SS<35mg/L;31ppt课件离子交换法(Ionexchange)重要工艺参数：31pp磷酸氨镁(MAP)沉淀法基本原理：常用药剂：(1)Mg(OH)2+H3PO4;(2)MgHPO4·3H2O;(3)MgO+磷酸盐(MAP)为了降低药剂费用，所得MAP可通过碱性热解，除回收氨外，形成的磷酸钠镁可以再次作为沉淀剂，用来去除废水中的氨氮。MgNH4PO4•6H2O+NaOH→MgNaPO4+NH3+7H2O鸟粪石（struvite）magnesiumammoniumphosphate32ppt课件磷酸氨镁(MAP)沉淀法基本原理：常用药剂：(MAP)磷酸氨镁(MAP)沉淀法重要工艺参数：(1)pH=8.5~9.5;(2)理想的投加比例(摩尔比):[MgHPO4·3H2O]:NH4+-N=1.5~2.0Mg(OH)2+H3PO4

Mg(OH)2：NH4+-N=4：1H3PO4：Mg(OH)2=1.5：1

MAP为碱式盐，在酸性条件下易溶解，沉淀反应最好在较高的pH下进行。但是，若pH>9.5，MAP会释放出刺鼻的气味。33ppt课件磷酸氨镁(MAP)沉淀法重要工艺参数：MAP为碱式盐，在酸性

物化法脱氮的比较常用物化法脱氮技术比较34ppt课件物化法脱氮的比较常用物化法脱氮技术比较34ppt课件

生物法脱氮的基本原理有机氮(氨化作用)氨化菌NH4+-N(亚硝化作用)NO2--N亚硝酸菌+O2硝酸菌+O2(硝化作用)NO3--N反硝化菌+有机碳(反硝化作用)N235ppt课件生物法脱氮的基本原理有机氮(氨化作用)氨化菌NH4+-N(

生物法脱氮的基本原理1。氨化作用(Ammonification)氨化作用无论在好氧还是厌氧，中性、酸性还是碱性环境中都能进行，只是作用的微生物种类不同、作用的强弱不一2。硝化作用(Nitrification)如果不考虑硝化过程中硝化细菌的增殖，硝化过程的氧化反应式为：36ppt课件生物法脱氮的基本原理1。氨化作用(Ammonificati硝化作用(Nitrification)1.每氧化1gNH4+-N为NO3−-N需要消耗碱度7.14g(以CaCO3计)

(100/14=7.14)注：每氧化14gNH4+-N为NO3−-N，产生2molH+，需要1mol的CaCO3(分子量为100)来中和。2.不计细菌增值，每氧化1gNH4-N为NO3-N，共需要氧4.57g。37ppt课件硝化作用(Nitrification)1.每氧化1gNH4+1gNH4+-N1gNO3−-N碱度7.14g

(以CaCO3计)需要氧4.57g硝化作用(Nitrification)38ppt课件1gNH4+-N1gNO3−-N碱度7.14g

(以CaCO硝化反应动力学生物硝化反应的动力学模型可用Monod公式表示:硝化作用(Nitrification)39ppt课件硝化反应动力学生物硝化反应的动力学模型可用Monod公式表20℃条件下硝化菌的Monod参数硝化作用(Nitrification)40ppt课件20℃条件下硝化菌的Monod参数硝化作用(Nitrific亚硝酸菌和硝酸菌硝化作用(Nitrification)41ppt课件亚硝酸菌和硝酸菌硝化作用(Nitrification)41硝化段中含碳有机基质浓度与总氮(TKN)的比例将直接影响活性污泥中硝化菌所占的比例.硝化作用(Nitrification)BOD5/TKN与活性污泥中硝化细菌含量的关系摘自马文漪、杨柳燕,环境微生物工程.南京大学出版社,1998年42ppt课件硝化段中含碳有机基质浓度与总氮(TKN)的比例将直接影响活性影响硝化反应的环境因素硝化作用(Nitrification)43ppt课件影响硝化反应的环境因素硝化作用(Nitrification影响硝化反应的环境因素硝化作用(Nitrification)44ppt课件影响硝化反应的环境因素硝化作用(Nitrification1gNH4+-N1gNO3−-N碱度7.14g

(以CaCO3计)需要氧4.57g硝化作用(Nitrification)SRT>15d45ppt课件1gNH4+-N1gNO3−-N碱度7.14g

(以CaCO

生物法脱氮的基本原理2。硝化作用(Nitrification)1。氨化作用(Ammonification)3。反硝化作用(Denitrification)NO3--NNO2--NNON2ON246ppt课件生物法脱氮的基本原理2。硝化作用(Nitrificatio反硝化作用(Denitrification)生物反硝化的总反应式如下：由式(1-7)计算，转化1gNO2−-N为N2时，需要有机物(以BOD表示)1.71g[3×16/(2×14)=1.71]。由式(1-8)计算，转化1gNO3−-N为N2时，需要有机物(以BOD表示)2.86g[5×16/(2×14)=2.86]。还原1gNO2−-N或NO3−-N均可产生3.57g碱度(以CaCO3计)(50/14)，硝化过程中消耗的碱度有近50%得到回收。47ppt课件反硝化作用(Denitrification)生物反硝化的总反反硝化作用(Denitrification)反硝化过程中需要的有机物总量可按下式估算：C=2.86[NO3--N]+1.71[NO2--N]+DO式中：C

——反硝化需要的有机物总量，

按BOD5计(mg/L)；[NO3--N]——污水中硝态氮的浓度（mg/L)；[NO2--N]——污水中亚硝态氮的浓度（mg/L)；DO——污水中溶解氧的浓度（mg/L)。如果废水中缺少有机碳源，则应补加有机物，一般投加甲醇，这是因为甲醇分解的产物是CO2与H2O，不残留任何难降解的中间产物。48ppt课件反硝化作用(Denitrification)反硝化过程中需要反硝化作用(Denitrification)反硝化细菌大量存在于污水处理系统中。反硝化细菌是兼性细菌在无分子氧的条件下，它们能利用NO2−和NO3−中的N+5和N+3作为能量代谢中的电子受体，O-2作为受氢体生成H2O和OH−碱度，有机物作为碳源及电子供体提供能量并得到氧化稳定。在有分子态DO存在时，它们氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体；49ppt课件反硝化作用(Denitrification)反硝化细菌大量存反硝化作用(Denitrification)影响反硝化反应的环境因素50ppt课件反硝化作用(Denitrification)影响反硝化反应的1gNO3−-N1gN2产生碱度3.57g

(以CaCO3计)需要碳源BOD/TKN>4反硝化作用(Denitrification)DO<0.5mg/L

51ppt课件1gNO3−-N1gN2产生碱度3.57g

(以CaCO3计常用生物脱氮技术生物脱氮工艺多级污泥系统单级污泥系统生物脱氮工艺悬浮污泥系统

(SuspendedSystem)膜法系统

(AttachedSystem)三级二级A/O,氧化沟，SBR52ppt课件常用生物脱氮技术生物脱氮工艺多级污泥系统单级污泥系统生物脱氮多级污泥系统生物脱氮工艺优点：有机物降解菌、硝化菌和反硝化菌分别在各自反应器内生长繁殖，环境条件适宜，反应速度快而且比较彻底，可以获得相当好的BOD5去除效果和脱氮效果。缺点：该流程构筑物和设备多，造价高，运行管理复杂，且需要外加碳源，运行费较高，一般应用不多。53ppt课件多级污泥系统生物脱氮工艺优点：有机物降解菌、硝化菌和反硝化菌两级生物脱氮系统主要缺点：

该流程仍然较复杂，出水有机物浓度也不能保证十分理想。54ppt课件两级生物脱氮系统主要缺点：

该流程仍然较复杂，出水有机物浓度单级污泥系统生物脱氮工艺主要缺点：

要取得满意的脱氮效果，必须保证足够大的混合液回流比，通常在1～4倍的进水流量，这势必增加运行费用缺氧(Anoxic)/好氧(Aerobic)脱氮工艺

简称A/O脱氮工艺：55ppt课件单级污泥系统生物脱氮工艺主要缺点：

要取得满意的脱氮效果，必单级污泥系统生物脱氮工艺主要缺点：

污泥负荷比较低，污泥龄较长，占地面积较大。氧化沟(OxidationDitch)生物脱氮工艺56ppt课件单级污泥系统生物脱氮工艺主要缺点：

污泥负荷比较低，污泥龄较单级污泥系统生物脱氮工艺主要缺点：

占地面积大，设备利用率较低。序批式活性污泥法(SequencingBatchActivatedSludgeProcess)57ppt课件单级污泥系统生物脱氮工艺主要缺点：

占地面积大，设备利用率较A/O脱氮工艺主要设计参数：

1.有机负荷：Ns=0.1~0.7kgBOD/(kgMLSS.d);2.总氮负荷：NTN<0.03kgN/(kgMLSS.d);3.MLSS=2000~5000mg/L;4.HRT比值：A:O=1:3;5.污泥回流比：R=50%~100%;6.混合液回流比，又称内回流比：r=200%~500%;7.缺氧池采用机械搅拌，混合功率宜采用5~8W/m3;8.SRT>30d。58ppt课件A/O脱氮工艺主要设计参数：

1.有机负荷：Ns=0.1~污水脱氮工艺选择考虑的因素：1.废水的性质；2.出水要求；3.经济性。目前常用的废水脱氮工艺：1.生物脱氮法；2.氨氮吹脱；3.折点氯化法；4.离子交换法。59ppt课件污水脱氮工艺选择考虑的因素：目前常用的废水脱氮工艺：59pp污水脱氮工艺选择各种生物脱氮组合工艺及其应用范围原废水O

A处理出水CH3OHN2原废水O2

A处理出水CH3OHN2O1BarHz工艺60ppt课件污水脱氮工艺选择各种生物脱氮组合工艺及其应用范围原废水O原废水O

A处理出水A原废水O处理出水A（Spector工艺）CH3OHN261ppt课件原废水OA处理出水A原废水O处理出水A（Spector工原废水A2

O处理出水A1原废水A

O处理出水厌水解池CH4UASB

EGSBCH4N2N262ppt课件原废水A2O处理出水A1原废水AO处理出水厌水解池CH