废水脱氮的具体指标一级标准氨氮≤15mg

第三节氮磷污水的生物处理为什么要脱氮除磷？

氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。因此，国内外对氮磷的排放标准越来越严格。第三节氮磷污水的生物处理为什么要脱氮除磷？氮污、废水脱氮的具体指标一级标准氨氮≤15mg／L污、废水脱氮的具体指标一级标准氨氮≤15m第三节氮磷污水的生物处理一、生物脱氮技术

(一)、生物脱氮原理污水中氨主要以有机氮和氨氮形式存在。在生物处理过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮，即氨化作用。传统的硝化—反硝化生物脱氮的基本原理就在于通过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮、亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。第三节氮磷污水的生物处理一、生物脱氮技术(一)、生物脱第三节氮磷污水的生物处理一、生物脱氮技术（一）生物脱氮的基本原理硝化作用：氨态氮经微生物的氧化而成为硝酸态氮的过程。第三节氮磷污水的生物处理一、生物脱氮技术第三节氮磷污水的生物处理一、生物脱氮技术（一）生物脱氮的基本原理反硝化作用：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的过程（广义）。狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的过程。反硝化途径：NO3-→NO2-→NO→N2O→N2以甲醇为碳源时：NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7CO2+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7CO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-

第三节氮磷污水的生物处理一、生物脱氮技术反硝化途径：NO第三节氮磷污水的生物处理（二）硝化-反硝化菌的培养硝化菌：培养基不含有机物；通气；补充NH4+-N；调节pH反硝化菌：培养基富含有机物；厌氧第三节氮磷污水的生物处理（二）硝化-反硝化菌的培养（三）影响硝化-反硝化的因素1．温度硝化反应的适宜温度范围是30～35℃，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5～35℃的范围内，硝化反应速率随温度的升高而加快，仅超过30℃时增加幅度减少，当温度低于5℃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℃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12～14℃时常出现亚硝酸盐的积累。在30～35℃较高温度下，亚硝酸菌的最小倍增时间要小于硝酸菌，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35～45℃，温度对硝化菌的影响比反硝化菌大。

（三）影响硝化-反硝化的因素1．温度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2～3mg/L，溶解氧浓度0.5～0.7mg/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，（三）影响硝化-反硝化的因素2．溶解氧（三）影响硝化-反硝化的因素3．pH值硝化反应的最佳pH值范围为7.5～8.5,硝化菌对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6.5～7.5，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。（三）影响硝化-反硝化的因素3．pH值（三）影响硝化-反硝化的因素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需要碳源有机物2.86g。一般认为，当废水的BOD5/TKN值大于4～6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。（三）影响硝化-反硝化的因素4．C/N比（三）影响硝化-反硝化的因素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。（三）影响硝化-反硝化的因素5、污泥龄（三）影响硝化-反硝化的因素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，活性污泥脱氮系统的碳化、硝化、反硝化可在多池中进行，也可在单池中进行。

（三）影响硝化-反硝化的因素6．抑制物质（三）影响硝化-反硝化的因素（三）影响硝化-反硝化的因素1.影响硝化作用的因素硝化菌（关键）及泥龄：数量满足；增加泥龄DO：活性污泥>2mg/L，生物膜>3mg/L温度：30℃pH：7.0-8.0，最适：7.7营养物质：BOD5/T-N应小，氨氮<100-200mg/L毒物：敏感（三）影响硝化-反硝化的因素1.影响硝化作用的因素（三）影响硝化-反硝化的因素2.影响反硝化作用的因素营养物质：需足够有机碳源（BOD5/T-N>3）DO:活性污泥<0.5mg/L，生物膜<1.5mg/L温度：最适：40℃pH：活性（6-8，最适：7.0-7.5），产物种类（三）影响硝化-反硝化的因素2.影响反硝化作用的因素（四）生物脱氮工艺1.传统三级活性污泥法第一级：有机物去除和氨化（有机碳的氧化有机氮转化为氨）第二级：好氧硝化（BOD5小，氨态氮转变为硝态氮）第三级：缺氧反硝化（硝态氮还原为N2，必须投加氢供体或碳源）（四）生物脱氮工艺1.传统三级活性污泥法2.二级活性污泥生物脱氮工艺2.二级活性污泥生物脱氮工艺3.分建式缺氧-好氧工艺（A-O工艺）特点：反硝化池前置一般无需添加外碳源硝化池混合液的回流使产生的NO3-在反硝化池内去除3.分建式缺氧-好氧工艺（A-O工艺）4.合建式A/O工艺4.合建式A/O工艺5.生物脱氮工艺新进展（1）简捷硝化-反硝化工艺（短程硝化-反硝化）：

由传统硝化-反硝化原理可知，硝化过程是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应，应该可以分开；而对于反硝化菌，亚硝酸根或硝酸根均可以作为最终受氢体。该方法就是将硝化过程控制在亚硝化阶段而终止，随后进行反硝化，在反硝化过程将亚硝酸根作为最终受氢体，故称为短程(或简捷)硝化-硝化。控制硝化反应停止在亚硝化阶段是实现短程硝化-反硝化生物脱氮技术的关键，其主要影响因素有温度、污泥龄、溶解氧、pH值和游离氨等。控制较高温度、较低溶解氧和较高pH值和极短的污泥龄条件等，可以抑制硝酸菌生成，使亚硝酸菌占绝对优势，从而使硝化过程控制在亚硝化阶段。5.生物脱氮工艺新进展由传统硝化-反硝化原理可5.生物脱氮工艺新进展（2）厌氧氨氧化工艺

厌氧氨氧化是荷兰Delft大学1990年提出的一种新型脱氮工艺。基本原理是在厌氧条件下以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，将氨氮氧化氮气，或者说利用氨作为电子供体．将亚硝酸盐或硝酸盐还原成氮气。参与厌氧氨氧化的细菌是自养菌。厌氧氨氧化过程无需有机碳源在。

5.生物脱氮工艺新进展厌氧氨氧化是荷兰Delf5.生物脱氮工艺新进展（3）亚硝酸型完全自养脱氮

基本原理是先将氨氮部分氧化成亚硝酸氮，控制氨根离子与亚硝酸根离子比例为1：1，然后通过厌氧氨氧化作为反硝化实现脱氮的目的。全过程为自养的好氧亚硝化反应结合自养的厌氧氨氧化反应．无需有机碳源，对氧的消耗比传统硝化/反硝化减少62.5%，同时减少碱消耗量和污泥生成量。5.生物脱氮工艺新进展（3）亚硝酸型完全自养脱氮二、生物除磷技术

（一）生物除磷基本原理污水生物除磷是通过微生物对磷的过量摄取(超过其正常生长的需要量)作用完成的，这是一种完全的生物摄取过程。在厌氧条件下，除磷菌能分解细胞内的聚磷酸盐同时产生ATP，摄人细胞废水中的脂肪酸，产生PHB，将磷酸排出胞外；好氧环境，氧化PHB，释放的能量来超量摄取污水中的磷，并把所摄取的磷合成聚磷酸盐而贮存于细胞内。所摄取的磷比在厌氧环境中所释放的磷多，污水生物除磷正是利用了微生物的这一过程，作为剩余污泥排走。二、生物除磷技术（一）生物除磷基本原理废水脱氮的具体指标一级标准氨氮≤15mg（二）生物除磷工艺中微生物组成及其特点所有既能积累聚磷酸盐又能积累聚-β羟基丁酸盐的细菌称为(聚磷菌)除磷菌生长慢，能适应厌氧和好氧交替环境成为优势菌。微生物组成：不动杆菌属假单胞菌属气单胞菌属其他菌属诺卡氏杆菌属、深红红螺菌、着色菌属、蜡状芽孢杆菌、肠杆菌属等共生菌：发酵产酸菌、异养好氧菌（二）生物除磷工艺中微生物组成及其特点所有既能积累聚磷酸盐又（三）聚磷菌的培育聚磷菌分离：同位素标识法培养：扩大培养（三）聚磷菌的培育1．溶解氧和氧化态氮溶解氧分别对摄磷和放磷过程影响不同。在厌氧区中必须控制严格的厌氧条件，既没有分子态氧，也没有化合态氧。溶解氧的存在，将抑制厌氧菌的发酵产酸作用和消耗乙酸等低分子脂肪酸物质；硝态氮的存在，影响聚磷菌的代谢，也会消耗部分乙酸等低分子脂肪酸物质而发生反硝化作用，都影响磷的释放，从而影响在好氧条件下对磷的吸收。在好氧区中要供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对PHB的分解和摄磷所需。一般厌氧段的溶解氧应严格控制在0.2mg／L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg／L左右。（四）影响生物除磷的因素1．溶解氧和氧化态氮（四）影响生物除磷的因素2．污泥龄由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少将决定系统的脱磷效果。一般污泥龄较短的系统产生较多的剩余污泥，可以取得较高的脱磷效果。短的泥龄还有利于好氧段控制硝化作用的发生而利于厌氧段的充分释磷，因此，仅以除磷为目的的污水处理系统中，一般宜采用较短的泥龄。研究表明，当污泥龄为30天时，除磷率为40％，污泥龄为17天时，除磷率为50%，污泥龄降至5天时，除磷率可提高到87%。（四）影响生物除磷的因素2．污泥龄（四）影响生物除磷的因素3．BOD负荷和有机物性质一般认为，较高的BOD负荷可取得较好的除磷效果，有人提出BOD/TP＝20是正常进行生物除磷的低限。不同有机物为基质对磷的厌氧释放及好氧摄取也有差别。一般低分子易降解的有机物易被聚磷菌吸收、诱导磷释放的能力较强，而高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。（四）影响生物除磷的因素3．BOD负荷和有机物性质（四）影响生物除磷的因素4．温度温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响明显，因为在高温、中温、低温条件下，不同的菌群都具有生物除磷的能力，在5～30℃的范围内，都可以得到很好的除磷效果，但低温运行时厌氧区的停留时间要低一些。5．pH值

pH值在6～8的范围内时，磷的厌氧释放比较稳定。pH值低于6时生物除磷的效果会大大下降。废水生物除磷的工艺流程一般由厌氧池和好氧池组成。A/O（厌氧—好氧生物除磷）工艺和Phostrip（旁流除磷）工艺是两种基本的生物除磷工艺。（四）影响生物除磷的因素4．温度（四）影响生物除磷的因素（四）影响生物除磷的因素1.DO/E：好氧池DO>2mg/L,厌氧池E-200~-300mV2.温度：影响不大3.pH：中性-弱碱性4.硝酸盐与亚硝酸盐浓度:硝酸盐<0.2mg/L5.碳源：进水BOD5/T-P>156.泥龄：3.5-7天（四）影响生物除磷的因素1.DO/E：好氧池DO>2mg/L（五）污水生物除磷工艺

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