生活废水深度处理技术.ppt

1、第18章 城市污水的深度处理,一、废水深度处理目的与方法,1、主要目的, 去除二级处理出水中残存的SS、有机物，或脱色、杀菌； 脱氮、除磷防止水体富营养化。,2、主要方法,物化法超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等； 生物法生物脱氮除磷，等。,完善的三级处理由除P、脱N、除有机物(主要是难以降解的有机物)、除病毒和病原菌、除SS和除矿物质等单元过程组成。,(1)脱氮,(2)除P,(3) 有机污染物的去除,(4) 溶解性无机物的去除,(5) 病毒的去除,1、物理-化学法,二、氮的去除,(1) 气提法(或叫吹脱法),(2) 折点氯化法,(3) 选择性离子交换法,(1) 气提法(或叫吹脱法)

2、,使污水中的铵离子在高pH值条件下大部分转变为氨气。,NH4+ OH NH3 H2O,(2) 折点氯化法,通过投加不同量的氯，使污水中的氨转化为氯化铵的化合物，这些氨最后又被氧化成氨气或各种含氮的无氯产物。,当水中有氨存在时，会发生如下反应： NH3 + HOCl NH2Cl + H2O NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O,反应后，一氯胺、二氯胺、三氯胺的含量与pH有关： pH9，一氯氨占优势 pH=7时，一氯氨和二氯氨同时存在 pH6.5时，二氯氨 pH4.5 三氯氨,(3) 选择性离子交换法,以沸石对NH4+比对Ca2+、Mg2

3、+和Na+等离子有优先交换吸附的性能为基础来去除氨氮的方法。,2、生物硝化反硝化,(1) 生物脱氮原理,好氧段：由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用，将NH3-N转化为NO3-N；,缺氧段：经反硝化细菌将NO3-N反硝化还原为氮气。, 硝化段,根据(3)式计算得到：每氧化1g NH3-N要消耗4.25g O2，7.07g碱度(以CaCO3计)和0.086g无机碳，合成0.17g新细胞。,硝化细菌的世代时间普遍比异养菌的世代时间长，为了硝化作用彻底，保证有足够数量活性强的硝化细菌(107个/mL以上)及足够长的停留时间。, 反硝化段,以甲醇为碳源作例子，反硝化的生物化学反应式如下：,反硝化包括外源反

4、硝化和内源反硝化。,外源反硝化：利用外来碳源，以NO3为最终电子受体，氧化有机物合成细胞物质：,从反应式看：每利用1g NO3反硝化，消耗2.47g甲醇(约合3.7gCOD)，产生0.48g新细胞和3.57g碱度。,内源反硝化：以机体内的有机物为碳源，以NO3为最终电子受体。,从以上反应式看，反硝化的结果消耗NO3，产生碱性物质OH，使出水pH上升，呈碱性。,总反应式为：,(2) 生物脱氮工艺, 传统生物脱氮工艺, A/O(anoxic-Oxic)工艺, 传统生物脱氮工艺,图18-2 传统的三级生物处理脱氮工艺, A/O(anoxic-Oxic)工艺,图18-3 A/O生物脱氮工艺,A/O工艺

5、是一种前置反硝化工艺，由Barnard为改进传统生物脱氮工艺而提出来。,三、磷的去除,1、化学法,最有效、实用，即投加石灰或铝盐、铁盐形成难溶性的磷酸钙等沉淀。,3HPO42- 5Ca2+ 4OH Ca5(OH)(PO4)33H2O,化学法的特点是磷的去除率较高，处理结果稳定，污泥在处理与处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染，但污泥的产量比较大。,2、生物除磷,(1) 生物除磷的原理,(2) 生物除磷的工艺,(1) 生物除磷的原理,在厌氧时聚磷菌能释放磷酸盐(PO43-)于体外。 在好氧时不仅能大量吸收磷酸盐(PO43-)合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量吸磷合成贮能的多聚磷酸盐颗粒

6、(即异染颗粒)于体内，供其内源呼吸用。 故可创造厌氧和好氧环境，让聚磷菌先在含磷污、废水中厌氧放磷，然后在好氧条件下充分地过量吸磷，而后通过排泥从污水中除去部分磷，可以达到减少污、废水中磷含量的目的。,(2) 生物除磷的工艺, A/O(Anaerobic/Oxic)工艺,图18-4 A/O生物除磷工艺流程图,A/O除磷工艺与A/O生物脱氮工艺类似，但也有很大不同：一是其A段为严格的厌氧(anaerobic)段，而非缺氧(anoxic)段，二是该工艺只有污泥回流，而没硝化液回流。,脱氮,除磷, Phostrip工艺,Phostrip工艺是在传统活性污泥法的污泥回流管线上增设一个除磷池及混合反应池

7、构成的。,1965年Levin首先提出，把生物除磷和化学除磷相结合，将富磷上清液引入化学沉淀池，投加石灰形成Ca3(PO4)2沉淀，通过排放磷污泥而除磷。,废水同步生物除磷脱氮工艺, A2/O(anaerobic/anoxic/oxic)工艺, Bardenpho工艺, Phoredox工艺, UCT工艺, VIP工艺, AP工艺, A2/O(anaerobic/anoxic/oxic)工艺,主要优点：厌氧、缺氧、好氧交替运行，可以同时达到去除有机物、脱氮、除磷的目的；运行不利于丝状细菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题；工艺流程简单，总的水力停留时间少，不需外加碳源，搅拌少，运行费用低。 缺点：除磷效果受污泥龄、回流污泥中含DO和NO3N限制，可能不十分理想；脱氮效果取决于混合液回流比，因该工艺回流比不宜太高(200%)，故脱氮效果不能满足较高要求。, Bardenpho工艺, Phoredox工艺, UCT工艺, VIP工艺, AP工艺,四、有机污染物的去除,活性炭能有效地去除二级处理出水中的大部分有机污染物。 臭氧氧化和活性炭吸附配合使用，往往能更有效地去除有机物和延长活性炭的使用寿命。,五、溶解性无机物的去除,离子交换、电渗析和反渗透,对使用高效除盐反渗透膜装置的一些研究表明：总溶解性固体可去除9095，磷酸盐9599，氨氮8090，硝酸盐氮