污水生物法脱氮除磷技术及应用

污水生物脱氮除磷污水生物脱氮除磷1.污水生物脱氮1)生物脱氮基本原理①氨化反应未经处理的城市污水中氮存在主要形式是有机氮化合物（蛋白质和氨基酸）和氨氮等。在氨化菌作用下，有机氮被分解转化为氨态氮，这一过程称为氨化过程，氨化过程很容易进行。2223RCHNHCOOHORCOOHCONH氨化菌②硝化反应硝化过程可以分成两个阶段。第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐。42332235721.871.9820.9821.0441.8810.021NHOHCONOHOHCOCHON③反硝化反应反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。反硝化菌2NO2－+6[H](电子供体)———→N2↑+2H2O+2OH－反硝化菌2NO2－+6[H](电子供体)———→N2↑+2H2O+2OH－2)生物脱氮过程的主要影响因素①温度生物硝化反应适宜的温度范围为20～30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。反硝化适宜的温度范围为20～40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。②溶解氧生物硝化反应器内宜保持溶解氧浓度在2.0mg/L以上，溶解氧浓度的增加可以提高硝化反应速率。溶解氧对反硝化有抑制作用，一般控制溶解氧浓度小于0.5mg/L。③pH值硝化菌对pH值变化十分敏感，pH值在7.0～7.8时，亚硝酸菌的活性最好；而硝酸菌在pH值为7.7～8.1时活性最好。反硝化最适宜的pH值在7.0～7.5。④碳氮比对于硝化过程，碳氮比影响活性污泥中硝化细菌所占的比例，过高的碳氮比将降低污泥中硝化细菌的比例。⑤泥龄硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2倍以上。当冬季温度低于10℃，应适当提高泥龄。⑥有毒物质硝化与反硝化过程都受有毒物质的影响，硝化菌更易受到影响。对硝化菌有抑制作用的有毒物质有Zn、Cu、Hg、Cr、Ni、Pb、CN-、HCN等。3)生物脱氮的典型工艺好氧池缺氧池二沉池出水剩余污泥进水混合液回流污泥回流空气图2-20A/O生物脱氮工艺流程2.污水生物除磷1)生物除磷基本原理厌氧好氧溶解性有机物能量H3PO4CO2+H2O能量H3PO4O2剩余污泥（除磷）污水排水含碳物质聚磷酸盐微粒异染粒沉淀（混合液）（污泥回流）图2-21生物除磷基本过程示意图2)生物除磷的主要影响因素①温度生物除磷的温度宜大于10℃，聚磷菌在低温时生长速率减慢。②pH值生物除磷系统合适的pH范围与常规生物处理相同，为中性和弱碱性。③碳源的数量和性质碳源的数量是影响生物除磷效果的一个重要因素。有机物浓度越高，污泥放磷越早，越快。碳源的性质对磷的吸收也非常重要。污水中的有机物对厌氧放磷的影响情况比较复杂，存在大量不能够被直接利用的大分子有机物。④溶解氧生物除磷的厌氧环境要求既没有溶解氧也没有硝态氮。实际中应控制溶解氧浓度小于0.2mg/L。通常存在硝酸盐时，微生物进行吸磷，磷浓度缓慢地减少，只有当硝酸盐经反硝化全部耗完后才开始放磷。好氧池是好氧微生物生化活动的场所，溶解氧浓度通常要求保持在2.0mg/L以上。⑤泥龄在生物污泥含磷量一定时，污泥排放的越多系统去除的磷的量就越多。剩余污泥的排放量直接与系统的泥龄相关，剩余污泥排泥量大，则泥龄就小。生物除磷系统的泥龄宜控制3.5～7d的范围内。3.同时生物脱氮除磷典型工艺缺氧池好氧池沉淀池出水进水回流污泥R剩余污泥厌氧池混合液回流Ri图2-23典型的同时生物脱氮除磷A2/O工艺出水进水剩余污泥污泥回流（a）流程1混合液回流厌氧池缺氧池好氧池二沉池出水进水剩余污泥污泥回流（b）流程2混合液回流厌氧池缺氧池好氧池二沉池前置缺氧池同时生物脱氮除磷A2/O的变形工艺4、Bardenpho同步脱氮除磷工艺工艺特点：各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其首要功能，同时又兼有二、三项辅助功能；脱氮除磷的效果良好。5、UCT工艺—含NO3-N的污泥直接回流到厌氧池，会引起反硝化作用，反硝化菌将争夺除磷菌的有机物而影响除磷效果，因此提出UCT（UnivercityofCapeTown）工艺。厌氧池缺氧池缺氧池好氧池二沉池剩余污泥（1-2）Q回流NO3-回流生物脱氮除磷的应用实例1、昆明兰花沟废水处理厂TP(mg/l)TN(mg/l)原废水2~430处理水1.0NH3-N1.0TKN6生物脱氮除磷的应用实例2、广州大坦沙废水处理厂水力停留时间（h）溶解氧（mg/l）污泥回流比（%）混合液内循环回流比（%）AAOAAO1250.20.51.5~225~100100~200BOD5(mg/l)SS(mg/l)TN(mg/l)TP(mg/l)原废水200250405处理出水2030152污水生物脱氮除磷理论与技术的新进展1、传统的废水脱氮除磷工艺存在的问题硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，增加基建投资和运行费用。系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗及运行费用。抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌生长。2、新突破硝化过程不仅由自养菌完成，异养菌也可以参与硝化作用。某些微生物好氧条件下也可以进行反硝化作用在厌氧条件下，NH4+－N减少。聚磷菌能利用硝酸盐实现反硝化和过量吸收磷。