水处理新技术

1 1 简述生物脱氮机理及生物除磷机理 答：1、生物脱氮 生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和 NH3-N 转化为 N2 和 NxO 气体的 过程。废水中存在着有机氮、NH3-N、NOx － -N 等形式的氮，而其中以 NH3-N 和 有机氮为主要形式。在生物处理过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过 氨化作用转化为成 NH3-N，而后经硝化过程转化变为 NOx － -N，最后通过反硝化 作用使 NOx － -N 转化成 N2，而逸入大气，从而达到脱氮的目的。 由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。由于氨化反 应速度很快，在一般废水处理设施中均能完成，故生物脱氮的关键在于硝化和反 硝化。 （1）氨化作用 氨化作用是指将有机氮化合物转化为 NH3-N 的过程，也称为氨化作用。参 与氨化作用的细菌称为氨化细菌。在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性 的荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。氨化细菌有好 氧、兼性和厌氧等不同种类。在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶 催化下的氧化脱氨，二是在水解酶的催化作用下的水解脱氮反应。在厌氧或缺氧 的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱 氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。 （2）硝化作用 硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。硝化反应是由一群自养型好氧微 生物完成的，它包括两个基本反应步骤，第一阶段是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚 硝酸盐，称为亚硝化反应。第二阶段则由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐， 称为硝化反应。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌，均是化能自养菌。这类菌利用 无机碳化合物如 CO2、CO3 2-、HCO3 -等作为碳源，通过与 NH3、NH4 +、NO2 的氧 化反应来获得能量。该反应历程为： 亚硝化反应： NH3 + 1.5O2 NO2 - + H + + H2O + 273.5KJ 硝化反应: NO2 - + 0.5O2 NO3 - + 73.19KJ 总反应式： NH3 + 2O2 NO3 - + H + + H2O + 346.69KJ 2 （3）反硝化作用 反硝化反应是由一群异养型微生物完成的生物化学过程。它的主要作用是在 缺氧（无分子态氧）的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气 态氮（N2）或 N2O、NO。反应历程为： NO3 - NO2 - NO N2O N2 NO3 - + 5[H](有机电子供体) 0.5N2 + 2H2O + OH - NO2 - + 3[H](有机电子供体) 0.5 N2 + H2O + OH - 2、生物除磷 生物除磷，就是利用聚磷菌一类的微生物，能够过量的、在数量上超过其生 理需要，从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，排出系统外， 达到从污泥中除磷的效果。 生物除磷的基本过程是： （1） 聚磷菌对磷的过量摄取 在好氧条件下，聚磷菌营有氧呼吸，不断地氧化分解其体内储存的有机物， 同时也不断地通过主动运输的方式，从外部环境向其体内摄取有机物，由于氧化 分解，又不断地放出能量，能量为 ADP 所获得，并结合 H3PO4 而合成 ATP（三 磷酸腺苷），即： ADP + H3PO4 + 能量 ATP + H2O H3PO4，除一小部分是聚磷菌分解其体内聚磷酸盐而取得的外，大部分是聚 磷菌利用能量，在透膜酶的催化作用下，通过主动输送的方式从外部将环境中的 H3PO4 摄入体内的，摄入的 H3PO4 一部分用于合成 ATP，另一部分则用于合成聚 磷酸盐。这种现象就是“磷的过剩摄取”。 （2） 聚磷菌的放磷 在厌氧条件下（DO = 0，NOX = 0），聚磷菌体内的 ATP 进行水解，放出 H3PO4 和能量，形成 ADP，即： ATP + H2O ADP + H3PO4 + 能量 3 这样，聚磷菌具有在好氧条件下，过剩摄取 H3PO4，在厌氧条件下，释放 H3PO4 的功能。 2 简述 UCT 工艺及改良 UCT 工艺的优缺点 答：UCT 工艺（Univerdity of Cape Town）是由南非开普敦大学研究开发的。UCT 工艺与传统的 A2/O 工艺类似，反应池由厌氧、缺氧、好氧三部分组成，其基本 原理是原污水和含磷回流污泥进入厌氧反应池进行磷的释放和吸收低分子量有 机物；在缺氧池，以进水中的有机物为碳源，利用混合液回流带入的硝酸盐进行 反硝化脱氮；然后从缺氧池进入曝气池，进一步去除 BOD，进行硝化反应和磷 的过量吸收；在沉淀池中进行泥水分离，富磷污泥通过排剩余污泥把磷排出处理 系统，达到生物除磷的目的。工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 如图 1。 与 A2/O 工艺相比，UCT 工艺在适当的 CODcr/TKN 比例下，缺氧区的反硝 化可使回流至厌氧区的混合液中硝酸盐含量接近于零。当进水 CODcr/TKN 较高 时，缺氧区可能不足以实现完全的反硝化，仍会有部分硝酸盐进入厌氧区。 UCT 工艺减小了厌氧反应器的硝酸盐负荷，提高了除磷能力， 达到脱氮除 磷目的。特别是对于 C/ N、C/ P 比值不高的污水，更能显示工艺的优越性。但 由于增加了回流系统，操作运行复杂， 运行费用相应提高。同时 UCT 工艺在 运行过程中也不可避免地存在着脱氮除磷对碳源的竞争问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 进水 厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池 出水 污泥回流 剩余污泥 混合液回流 缺氧液回流 图 1 UCT 工艺流程 4 改良型的 UCT 工艺流程如图 2。 改进点主要是缺氧池被分为两个部分，第一缺氧池接纳回流污泥，然后由该 反应池将污泥回流到厌氧池。硝化混合液回流到第二缺氧池，大部分反硝化在第 二缺氧池进行。改良后的 UCT 工艺基本克服了 UCT 工艺存在的缺点和问题，最 大限度地消除了向厌氧池回流液中的硝酸盐氮对释磷产生的不利影响。其不足是 由于增加了缺氧池向厌氧池的回流，使运行费用增加。 3 简述 MBR 技术的优缺点 答：膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型 水处理技术，是膜技术和生物技术的有机结合。用超滤膜或微滤膜分离技术取代 传统活性污泥法的二沉池和常规过滤单元，使水力停留时间和泥龄完全分离。其 中，超滤膜组件作为泥水分离单元完全取代二沉池，微孔截留活性污泥混合液中 微生物絮体和较大分子有机物，重新回流至生物反应器内，使生物反应器内获得 高生物浓度和延长有机固体停留时间。 厌氧 缺氧 缺氧 好氧 二沉池 出水 进水 水 废弃含磷污泥 回流污泥 混合液回流 2 混合液回流 1 图 2 改良 UCT 工艺流程 5 MBR 的运行方式如图 3 所示，首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的 有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离，工作运行一段 时间后，定期对膜组件进行清洗（气洗、水洗和药剂清洗）。 膜生物反应器的优缺点 优点: 1）运行管理方便 传统的好氧活性污泥处理工艺，在高污泥负荷的情况运行会出现污泥膨胀现 象，使得泥不难于分离导致系统不能正常运 行、出水不达标。而 MBR 工艺是 用膜抽吸作用来进行泥水分离，污泥膨胀不会影响 MBR 系统的正常运行和出水 水质，因此运行管理极为方便。 2）占地面积小 传统的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在 3000～5000mg/l，而 MBR 工 艺的活性污泥浓度一般在 8000～12000mg/l，且不需生化沉淀池，故大大减少了 占地面积和土建投资，其土建占地约为传统工艺的 1/3。 3）出水水质好，稳定性高。膜过滤出水使得膜生物反应器内获得比普通活 性污泥法高得多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同 时，污泥停留时间较长，这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微 生物得以在反应器内繁殖富集，特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理 UF 进水 出水 图 3 MBR 的运行方式 6 想效果。另一方面，膜生物反应器膜分离对小于膜孔径有机大分子物质的截留作 用，能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低 BOD 方面很稳定。 4）膜生物反应器操作维护简单。膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污 泥泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。 5）泥龄长 膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的 停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥 负荷、长泥龄下运行，可以实现基本无剩余污泥排放。 6）动力消耗低 缺点: 尽管 MBR 工艺有很多优点，但同其他工艺一样，MBR 工艺的发展不仅取 决于工艺本身，还取决于其经济可行性。膜工艺的费用主要来自膜的价格、膜的 更换频率和能耗需求。膜的价格已大大降低，而膜的更换频率与膜的稳定运行有 关，这就取决于料液对膜的作用，其中膜污染成为一个很重要的因素。因此，膜 污染和能耗问题是 MBR 推广应用中的主要问题。 另外除了膜污染和能耗问题外，每种 MBR 还存在自身的一些问题，如对分 离式活性污泥 MBR，存在不可降解的有机物和无机成分在反应器内积累的问题 以及污泥的活性衰减问题；对无泡曝气 MBR，由于膜增加了氧的传递阻力而使 工艺的能耗增加问题；对萃取 MBR，存在生物膜厚度控制的问题等。 4 谈谈对水体富营养化控制的看法 答：近年来，随着废水排放总量的增加及化肥、合成洗涤剂及农药的使用，富营 养型污染已成为水体污染中的突出问题。 绝大多数水体富营养化主要是外界输入的氮、磷等营养物质在水体中富集造 成的，如能减少或者截断外部输入的营养物质，就使水体失去了营养物质富集的 可能性。因此减少排入水体的污水中氮、磷浓度，控制外源性营养物质的输入， 是防治水体富营养化的重要手段。 污水脱氮除磷的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 主要包括物理化学法、生物处理法和生物-化学联合法。 其中，生物法除磷脱氮由于其处理效率高、运行成本较低、污泥处理相对容易， 而受到广泛重视。 污水处理实践中，根据受纳水体的水质要求及其他的一些客观情况，生物脱 7 氮除磷的过程可以分成以下几个层次：硝化、硝化反硝化、除磷、硝化除磷、硝 化反硝化除磷。虽然各层次要求不同，但它们的作用原理都是相似的，即将生物 脱氮过程和除磷过程有机结合起来,形成各种脱氮除磷工艺。 从生物脱氮除磷的机理分析，生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好 氧三种状态，这三个不同的工作状态可以在空间上进行分离，也可以在时间上进 行分离。空间顺序工艺的最大特征是污水的各种生化反应在不同的反应池里同时 完成，整个生化反应是连续进行，典型代表工艺有 A2/O、UCT、VIP、Phoredox 等。时间顺序的生物除磷脱氮技术的最大特征是污水的各种生化反应均在同一个 反应池里，按时间顺序进行污水处理，典型代表是间歇活性污泥法(SBR 法)。 然而根据目前生物脱氮除磷机理开发的生物脱氮除磷工艺流程基本上是生 物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。在此类工艺中脱氮和除磷是两个不 同的生化机理，而且聚磷菌与反硝化菌因竞争有机碳而相互抑制，特别是在低 COD 浓度时，NO3 -存在于厌氧区会限制甚至终止生物除磷。为解决低有机物浓 度时，聚磷菌与反硝化菌竞争有机碳这一难题，同时提高生物脱氮和除磷能力， 人们开发了不同的工艺，但终因基于现有的生物脱氮除磷机理的局限性而不能从 根本上解决这一难题。在实际污水处理厂的运行中，为同时保证脱氮和除磷效果 不得不采用投加有机物和化学试剂的方法，增加了污水处理成本。因此希望能够 深入探索、更经济、更高效的脱氮除磷工艺。 (2)治理水土流失。目前我国水土流失面积已达 367 万 km。占国土总面积的 32.8%，已构成全国性威胁。严重的水土流失，不仅恶化了当地生产生活条件和 生态环境，而且对下游地区造成极大危害，同时水土流失作为载体，将大量面源 污染物带入下游，加剧了水体水质的恶化，对人们的饮水安全构成严重威胁。 (3)农业施肥提倡化肥和有机肥混合施用。化肥可以被有机肥料吸收保蓄， 减少流失；可以增加作物营养,有机肥所含养分较全，肥效稳定长久，含有机质 多，能提高土壤有机质含量,改善土壤理化性质；不仅可以供给作物，而且可以 供给土壤微生物以氮、磷、钾等养分，以及维生素和生长激素等。这样，就可以 避免或减少土壤营养物质的流失，减少因此产生的水体污染。 (4)对畜禽粪便处理的最好途径就是用作“农家肥”，否则，应进行无害化处 理后方可排入水体。水体富含营养物质的底泥会成为水体的内源污染。采取清淤 8 挖泥的方法，通过对底泥的清掏，减少水体沉积物的营养盐含量，从而减轻可能 发生的内源污染。另外，也可以投加化学复合剂改良缓流水体底层水质。化学复 合剂主要成份是过氧化钙，投入水中能迅速增氧，促进硝化作用，降低池水的氨 氮、亚硝酸盐的含量，还能补充生物生长所需的钙，并使底质疏松透气，利于有 机质的完全分解。总之，消除水体的内源污染关键在于削减水体及底泥中的氮、 磷负荷，以消除藻类疯长的基础,达到降低水体中藻类生物量、提高水体透明度 的目的。 水体的富营养化已经严重制约了我国的经济发展，水体富营养化的防治应从 点源到面源，从内源到外源。并且，通过城市环保基础设施和生态农业体系的建 设可有效切断营养物质进入水体的途径，对于控制水体富营养化具有长远的意 义。