生物脱氮除磷原理
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A-A-O生物脱氮除磷工艺的原理、控制及异常分析一、A-A-O生物脱氮除磷的原理及过程A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。
在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。
以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。
污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。
在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。
在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。
在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。
在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。
在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。
在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。
二、A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。
如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD5。
但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。
1.F/M和SRT。
完全生物硝化,是高效生物脱氮的前提。
因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。
脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。
A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。
生物脱氮和生物除磷是水环境治理中常见的技术手段,其基本原理和过程对于水质净化具有重要意义。
下文将分别对生物脱氮和生物除磷的基本原理和过程进行简要阐述,以便更好地理解和应用这两种技术手段。
一、生物脱氮的基本原理和过程1. 基本原理:生物脱氮是指利用生物的作用将水体中的氮气态化合物转化为氮气排放出去的过程。
其主要包括硝化和反硝化两个过程。
2. 过程:1)硝化作用:首先是硝化细菌将水体中的氨氮转化为亚硝酸盐,然后再将亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程。
这一过程主要发生在水中砷、锰等微生物和有机物贪婪性好氧微生物的作用下。
2)反硝化作用:反硝化细菌将水中的硝酸盐还原成氮气气体,从而实现氮的脱除。
这一过程主要发生在水中缺氧或厌氧条件下,反硝化细菌在有机物的作用下进行。
二、生物除磷的基本原理和过程1. 基本原理:生物除磷是指利用生物的作用将水体中的磷物质转化为无机磷沉积或有机磷的过程。
其主要包括磷的吸附和磷的沉淀两个过程。
2. 过程:1)磷的吸附:指微生物在生长过程中,通过细胞活性或胞外聚合物等结合机制,将水体中的磷物质吸附到微生物体表面或细胞内,从而减少水体中的磷含量。
这一过程主要发生在水中的底泥、生物膜等介质上。
2)磷的沉淀:指在适当的环境条件下,微生物可以促进水中磷物质的沉淀作用,将磷固定到底泥中,从而减少水体中的可溶性磷含量。
这一过程主要发生在水中的缺氧或厌氧条件下。
生物脱氮和生物除磷是通过利用微生物的作用,将水体中的氮和磷物质转化为氮气或无机磷沉积的技术手段。
其基本原理和过程涉及硝化、反硝化、微生物吸附和微生物沉淀等生物学过程,在水环境治理中具有重要的应用价值。
希望通过本文的介绍,读者对生物脱氮和生物除磷技术有更深入的了解,并能更好地应用于实际的水质净化工作中。
生物脱氮和生物除磷作为水环境治理的重要手段,对于改善水体质量、保护生态环境具有重要意义。
在实际应用中,为了更好地发挥生物脱氮和生物除磷技术的效果,需要结合具体的水体特点和环境条件,采取相应的措施和管理方式,以确保技术的有效运行和水体的稳定净化。
简述生物脱氮除磷的原理
生物脱氮除磷的原理是通过微生物在厌氧和好氧条件下的代谢作用,将废水中的氮和磷分别转化为气态和固态的形式,从而实现废水的净化。
具体来说,生物脱氮是通过硝化和反硝化过程实现的。
在硝化过程中,亚硝化单胞菌将废水中的NH3-N氧化为亚硝酸盐,然后再由硝化杆菌将其转化为更加稳定的硝酸盐。
在反硝化过程中,缺氧条件下污水中存在的硝酸盐被微生物还原为氮气,实现脱氮。
而生物除磷则是通过聚磷菌在厌氧条件下释放磷,有氧条件下摄取磷,通过排除富磷污泥达到除磷目的。
为了保证聚磷菌的繁殖以及有效的生物除磷作用,需要有充足的挥发性脂肪酸。
在污水处理厂的生物脱氮除磷系统中,一
般会采用A/A/O方法,即厌氧池-缺氧池-好氧池组成,以达到同时脱氮、除磷和降解有机物的目的。
脱氮除磷原理脱氮除磷是指通过一系列工艺手段,将废水中的氮和磷去除,以达到净化水质的目的。
脱氮除磷是水处理工程中非常重要的一环,也是保护水环境的关键步骤。
下面我们将介绍脱氮除磷的原理及其常见的处理方法。
首先,我们来介绍脱氮的原理。
氮在废水中的主要形式有氨氮、硝态氮和有机氮等。
脱氮的原理主要包括生物脱氮和化学脱氮两种方式。
生物脱氮是通过好氧条件下的硝化和厌氧条件下的反硝化作用,将氨氮和硝态氮还原成氮气的方式去除。
而化学脱氮则是通过添加化学药剂,将氨氮和硝态氮转化成氮气,达到脱氮的效果。
其次,我们来介绍除磷的原理。
废水中的磷主要以无机磷和有机磷的形式存在。
除磷的原理主要包括化学沉淀法、生物吸附法和生物除磷法等。
化学沉淀法是通过添加化学药剂,将废水中的磷沉淀下来,达到除磷的效果。
生物吸附法则是利用微生物对磷的吸附作用,将废水中的磷去除。
生物除磷法则是通过生物体内的磷释放和磷吸收过程,将废水中的磷去除。
综合来看,脱氮除磷的原理主要是通过生物作用和化学作用,将废水中的氮和磷去除,从而达到净化水质的目的。
在实际的水处理工程中,通常会采用生物处理和化学处理相结合的方式,以达到更好的脱氮除磷效果。
除了上述介绍的脱氮除磷原理,还有一些新型的脱氮除磷技术正在不断发展和应用。
例如,膜生物反应器、生物接触氧化法等技术,都在脱氮除磷领域取得了一定的应用效果。
这些新技术的出现,为脱氮除磷提供了更多的选择和可能性,也为水环境的保护和治理提供了新的思路和方法。
总之,脱氮除磷是水处理工程中非常重要的一环,其原理主要包括生物脱氮和化学脱氮、化学沉淀法、生物吸附法和生物除磷法等方式。
随着新技术的不断发展和应用,相信脱氮除磷技术将会在未来取得更大的突破和进步,为保护水环境作出更大的贡献。
污水生物脱氮除磷的基本原理1.生物脱氮废水中存在着有机氮、NH3-N、NxO--N等形式的氮, 而其中以NH3-N和有机氮为主要形式。
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。
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。
1.1.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, 也称为矿化作用。
参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。
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。
另一是某些好氧菌, 在水解酶的催化作用下能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。
RCH(NH2)COOH→RCH2COOH+NH1CH3CH(NH2)COOH→CH3CH(OH)COOH+NH3CH2(OH)CH(NH2)COOH→CH3COCOOH+NH31.2.硝化作用硝化作用是指将NH3-N氧化为NxO--N的生物化学反应, 这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成, 包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤。
亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。
发生硝化反应时细菌分别从氧化NH3-N和N2O--N 的过程中获得能量, 碳源来自无机碳化合物, 如CO2-3.HCO-、CO2等。
硝化过程的三个重要特征:⑴NH3的生物氧化需要大量的氧, 大约每去除1g的NH3-N需要4.2gO2;⑵硝化过程细胞产率非常低, 难以维持较高物质浓度, 特别是在低温的冬季;⑶硝化过程中产生大量的质子(H+), 为了使反应能顺利进行, 需要大量的碱中和, 理论上大约为每氧化需要碱度5.57g(以NaCO3计)。
1.3.反硝化作用反硝化作用是指在厌氧或缺氧(DO<0.3-0.5mg/L)条件下, NOx--N及其它氮氧化物被用作电子受体被还原为氮气或氮的其它气态氧化物的生物学反应, 这个过程由反硝化菌完成[3--4]。
生物脱氮原理
图1 硝化和反硝化过程图2 A2/O工艺流程(碳源)
(碳源)
水体中氮的存在形态
生物脱氮原理
1、氨化作用
在好氧或厌氧条件下,有机氮化合物在氨化细菌的作用下,分解产生氨氮的过程,常称为氨化作用。
有机氮
氨氮
2、硝化作用
以A 2/O 工艺为例,硝化作用主要发生在好氧反应器中,污水中的氨氮NH 4+-N 在亚硝酸
细菌的作用下转化为亚硝酸氮NO 2--N ,亚硝酸氮NO 2--N 在硝酸细菌的作用下进一步转化为硝酸氮NO 3
--N 。
(见图
1左边)
亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化细菌,属于好氧自养型微生物,不需要有机物作为营养物质。
3、反硝化作用 反硝化作用主要发生在缺氧反应器中,好氧反应器中生成的硝酸氮NO 3--N 和亚硝酸氮NO 2--N 通过内循环回流到缺氧池中,在有一定碳源的条件下,由反硝化细菌先将硝酸氮NO 3--N 转化为亚硝酸氮NO 2--N ,亚硝酸氮再进一步转化为氮气N 2,水体中的氮从化合物转化为氮气进入到空气中,才能最终将污水中TN 降低。
(见图1右边)
反硝化细菌是异养兼性缺氧型微生物,其反应需要在缺氧环境中才能进行。
氨化菌
生物除磷原理
磷在自然界以2 种状态存在:可溶态(正磷酸盐PO43-)或颗粒态(多聚磷酸盐)。
所谓除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷,达到磷水分离。
厌氧释磷
污水在生物处理中,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,同时产生自身生长所需的所需的能量,称该过程为磷的释放。
好氧吸磷
进入好氧环境后,聚磷菌活力得到充分恢复,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。
富含磷的污泥通过剩余污泥外排的方式最终使磷得到去除。