污水脱氮除磷-2

污水脱氮除磷污水经传统的二级处理以后，虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了，但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物，如氮和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和水生生物，引起水体的富营养化，影响饮用水水源。一、氮的去除 废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮四种形式存在。（一）化学法除氮1、吹脱法吹脱法用于脱除水中的氨氮，将空气通入水中，使水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱。废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：NH4++OH-↔NH3+H2O 这一平衡受pH值的影响，当pH值高时，平衡向右移动，游离氨的比例较大，当pH值为11左右时，游离氨大致占90％。 因废水中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。2、折点加氯法废水中含有氨和各种有机氮化物，大多数污水处理厂排水中含有相当量的氮。如果在二级处理中完成了硝化阶段，则氮通常以氨或硝酸盐的形式存在。投氯后次氯酸极易与废水中的氨进行反应，在反应中依次形成三种氯胺。通过适当的控制，可完全去除水中的氨氮。为减少氯的投加量，常与生物硝化联用，先硝化再除微量的残留氨氮。3、离子交换法 离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。 离子交换法选用对离子有很强选择性的沸石作为交换树脂，从而达到去除氨氮的目的。 沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用，它是一类硅质的阳离子交换剂，成本低，对离子有很强的选择性（二）生物法脱氮1、生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，即将转化为和。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，和还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。 同化作用去除的氮依运行条件和水质而定，如果微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原污水BOD的2%~5%，氮去除率在8%~20%。有机氮（蛋白质、尿素）细菌分解和水解氨氮同化有机氮有机氮（NH3-N）（细菌细胞）（净增长）O2硝化自溶和自身氧化亚硝态氮反硝化（NO2-）O2有机碳硝化硝态氮反硝化氮气（NO3-）（N2）有机碳2、氨化反应好氧新鲜污水中，含氮化合物主要是以有机氮，如蛋白质尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的，此外也含有少数的氨态氮等。微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用，很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮。3、硝化反应 短程硝化全程硝化（亚硝化+硝化）硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响。硝化过程的影响因素 好氧环境条件，并保持一定的碱度 混合液中有机物含量不应过高 硝化反应的适宜温度是20~30℃，15℃以下时，硝化反应速度下降，5℃时完全停止。硝化过程的影响因素 硝化菌在反应器内的停留时间，即生物固体平均停留时间（污泥龄）SRTn，必须大于其最小的世代时间，否则将使硝化菌从系统中流失殆尽，一般认为硝化菌最小世代时间在适宜的温度条件下为3d。 除有毒有害物质及重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有高浓度的、高浓度的、高浓度的有机基质、部分有机物以及络合阳离子等。4、反硝化反应 反硝化脱氮厌氧氨氧化脱氮厌氧氨反硫化脱氮反硝化过程的影响因素 碳源：能为反硝化菌所利用的碳源较多，从污水生物脱氮考虑，可有下列三类：一是原污水中所含碳源，对于城市污水，当原污水BOD5/TKN>3-5时,即可认为碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（CH3OH），因为甲醇被分解后的产物为CO2和H2O，不留任何难降解的中间产物；三是利用微生物组织进行内源反硝化。 pH：对反硝化反应，最适宜的pH是6.5-7.5。pH高于8或低于6，反硝化速率将大为下降。反硝化过程的影响因素 溶解氧浓度：反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在无分子氧同时存在硝酸根离子和亚硝酸根离子的条件下，它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。另一方面，反硝化菌体内的某些酶系统组分，只有在有氧条件下，才能够合成。这样，反硝化反应宜于在缺氧、好氧条件交替的条件下进行，溶解氧应控制在0.5mg/L以下。反硝化过程的影响因素 温度：反硝化反应的最适宜温度是20-40℃，低于15℃反硝化反应速率最低。为了保持一定的反硝化速率，在冬季低温季节，可采用如下 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ：提高生物固体平均停留时间；降低负荷率；提高污水的水力停留时间。二、磷的去除 磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素。磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。 污水中磷的去除有化学和生物两种途径：化学途径是指加Ca2+、Al3+、Fe3+途径，形成金属磷酸盐沉淀，生物途径是指微生物对磷的吸收，磷最终通过沉淀池排放剩余污泥得以去除。 磷在自然界以2种状态存在：可溶态或颗粒态。所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。废水在生物处理中,在厌氧条件下,聚磷菌的生长受到抑制,为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐,同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量,称该过程为磷的释放。进入好氧环境后,活力得到充分恢复,在充分利用基质的同时,从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐,从而完成聚磷的过程。将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除,即可达到除磷的目的。城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 序号 项目 一级标准/（mg·L-1） 一级A 一级B 1 COD 50 60 2 BOD5 10 20 3 SS 10 20 4 总氮 15 20 5 氨氮 5（8） 8（15） 6 总磷（2006年1月1日起建设的） 0.5 1厌氧释放磷的过程 聚磷菌在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB。与此同时释放出于环境中。好氧吸磷过程 聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的PHB和外源基质，产生质子驱动力将体外的输送到体内合成ATP和核酸，将过剩的聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐（异染颗粒）。生物除磷的影响因素 温度：对于良好的生物除磷工艺，无论水温高低，都能成功运行。（a）Shapiro所做的活性污泥样品静态试验结果表明:水温从10℃升到30℃时磷的比释放速率提高了4倍，这一结果意味着低温运行时厌氧区的停留时间要更长一些，以保证发酵作用的完成和基质的吸收。（b）朱还兰等在四个不同温度下对SBR生物除磷工艺的试验结果表明:温度对污泥的厌氧释磷有较大的影响，0℃时磷的释放量很小，温度为17℃、27℃、37℃时，前三小时的平均放磷速率分别为0.87、1.23、2.6mg/(1•h)。温度每升高10℃，放磷速率增加近一倍。（c）顾夏声认为:在一定范围内除磷速率一般随温度的增加而下降，并解释其原因为除磷菌是嗜冷性细菌。 pH值：生物除磷的适宜pH值大致范围是6.5-8.0。徐乐中认为:生物除磷要求厌氧区存在有机酸，所以pH值宜小于等于7.0。根据pH值对一株不动杆菌最大比生长率的影响的研究表明:pH值为8.5时最大比生长率42%，pH值为7.0时为85%，pH值低于6.0时微生物不再生长。生物除磷的影响因素 用于除磷的有效有机物：有效有机物对生物除磷工艺的影响主要取决于有机物的类型以及有机物与磷的浓度比(BOD5/TP或COD/TP)。（a）有机物的类型：生物除磷的效率在很大程度上取决于基质的类型，这是因为生物除磷过程中起重要作用的不动杆菌属(Acinetobacter)在好氧期超量摄磷和厌氧期有效释磷的前提是污水能够提供各种不同的易于生物降解的有机物(如短链有机酸、醇等)。（b）BOD5/T：Pastall和Sheward证实:只有当COD/TP>64时，才能取得较好的除磷效果。另有资料表明:当进水BOD5/TP≤20时，出水TP可达到1mg/l，进水BOD5/TP<20的生物除磷系统出水TP难以达到1-2mg/l。生物除磷的影响因素 溶解氧：控制生物除磷工艺中厌氧段(即释磷区)的厌氧条件极为重要，它直接影响聚磷菌在此段的释磷能力、合成PHB的能力以及好氧段的超量摄磷能力。据资料报道，厌氧段的溶解氧应控制在0.2mg/1以下，好氧段的溶解氧应控制在1.5-2.5mg/l。生物除磷的影响因素 污泥龄(SRT)（a）脱氮污泥龄与除磷污泥龄的协调根据生物除磷理论，要获得好的除磷效果通常需要控制较短的污泥龄，而较短的污泥龄不利于硝化反应的顺利进行。（b）污泥龄对聚磷菌活性的影响，通常认为:污泥龄较长时，聚磷菌吸磷和放磷的能力下降且污泥的含磷率也会下降，除磷效果也会相应降低；污泥龄较短时，聚磷菌活性较高，除磷效果较好。但目前有一种观点认为：长污泥龄系统(SRT＞50d)仍然能获得很好的除磷效果。生物除磷的影响因素