工艺方法——生物脱氮除磷技术
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生物脱氮除磷工艺生物脱氮除磷工艺是一种通过微生物代谢作用来减少废水中氮和磷的浓度的工艺。
该工艺逐渐被广泛应用于城市污水处理、农业生产、工业废水处理等领域。
生物脱氮除磷工艺涉及多个过程,包括生物脱氮池、一/二级沉淀池、生物滤池、化学除磷装置等。
其中生物脱氮池和生物滤池是主要的过程单元。
生物脱氮池是一个特殊的好氧反应器,主要是使用异养菌为营养基础,利用硝化反应将氨氮和有机氮转化为硝态氮,然后通过反硝化反应将硝态氮还原为氮气排出。
为了使池内的好氧环境被保持,池内需要提供足够的氧气。
生物滤池是一个非常重要的污水处理单位,它是通过微生物群落代谢作用,利用吸附作用来吸附废水中的氮和磷元素。
微生物生长在滤料表面,铺设在水平或者竖直的格栅上,滤料可以是沙砾、玄武岩等物质。
滤料的特殊结构、表面特性和自备的微生物群落成为生物滤池内的去除污染物的主要手段。
废水在流经滤料层时,氮和磷元素在滤料表面被吸附,吸附到细胞表面的氮被异养菌氧化为氮气,磷元素则随着污泥浓度增加,在池内逐步沉积。
生物脱氮除磷工艺的优点在于原理简单,适用范围广泛,处理效率高,成本较低,不需要大量的化学物质,并且不会产生二次污染。
然而,这种工艺也存在一些缺陷。
例如,处理后的产物含有大量的氮和磷,商业利用它们困难,造成浪费;污水中如果有过多的脂肪和油脂,可能会对生物脱氮除磷工艺产生影响,导致工艺失效。
总之,生物脱氮除磷工艺是一种受到广泛关注的废水处理方案。
未来,随着社会对环境保护意识的不断提高,生物脱氮除磷工艺势必会在更多的领域得到应用,成为减少污染物排放的重要手段。
脱氮除磷工艺指南一、引言脱氮除磷是水处理工艺中非常重要的环节,它能有效地去除废水中的氮和磷,减少对环境的污染。
本文将介绍脱氮除磷的工艺原理、常用方法和设备以及操作注意事项,以帮助读者更好地了解和应用该工艺。
二、工艺原理脱氮除磷的原理是利用生物和化学方法将废水中的氮和磷转化为氮气和无机磷,从而实现去除的目的。
生物脱氮除磷是利用硝化细菌和反硝化细菌的作用,将废水中的氨氮和亚硝酸盐氮转化为氮气释放到大气中。
化学脱氮除磷是利用化学药剂与废水中的氮结合形成沉淀物,从而去除氮。
除磷主要是通过化学沉淀、吸附和生物吸附等方式将废水中的磷去除。
三、常用方法1. 生物脱氮除磷工艺生物脱氮除磷工艺主要包括A2O法、SBR法、AO法等。
其中,A2O法是指将好氧区、缺氧区和厌氧区结合在一起的工艺,通过不同区域中的细菌作用实现脱氮除磷。
SBR法是指在同一反应器中通过不同阶段的工作实现脱氮除磷。
AO法是指通过好氧区和厌氧区结合的方式,分别去除氮和磷。
2. 化学脱氮除磷工艺化学脱氮除磷工艺主要包括化学沉淀法和化学吸附法。
化学沉淀法是通过加入适量的化学药剂,使废水中的氮和磷形成沉淀,然后通过沉淀物的分离去除。
化学吸附法是利用一些特殊的吸附材料,如活性炭、氧化铁等,将废水中的氮和磷吸附在表面,从而实现去除。
四、常用设备1. 好氧池和厌氧池好氧池和厌氧池是生物脱氮除磷工艺中常用的设备。
好氧池提供氧气和充足的微生物,促进氮的氧化和磷的吸附,而厌氧池则提供缺氧条件,促进氮的还原和释放。
2. 沉淀池沉淀池是化学脱氮除磷工艺中常用的设备。
通过加入化学药剂,废水中的氮和磷形成沉淀物,在沉淀池中进行沉淀分离,然后排出清水。
3. 吸附装置吸附装置是化学吸附法中常用的设备。
利用特殊吸附材料,将废水中的氮和磷吸附在表面,然后进行分离和去除。
五、操作注意事项1. 控制好氧和厌氧条件,保证生物脱氮除磷工艺的正常运行。
2. 加入化学药剂时,要注意药剂的种类和用量,避免过量使用或不足。
传统生物脱氮除磷工艺概述6.2.1 传统生物脱氮除磷工艺由生物除磷原理可以看出:生物除磷几乎全为活性污泥法,生物膜法很少。
作为生物膜法的一种工艺—Linpor-CN工艺,以缺氧-好氧两段式延续流运行的方式,既能有效去除有机物和总氮,又能有效去除磷,其除磷机理主要是其生物膜载体填料,1cm3的泡沫塑料小方块,在其表面形成生物膜后,从表面对内部存在溶解氧的梯度,相应处于好氧、缺氧和厌氧状态,致使每个泡沫塑料小方块都是一个微型生物反应器,污染物进入其中能举行好氧、缺氧和厌氧反应,从而能举行硝化、反硝化和生物除磷等过程,并达到相当高的脱氮除磷效率。
王宝贞等讨论开发的序批间歇式沉没生物膜工艺,在厌氧(3h)—好氧(6h)—沉淀(1h)周期的运行条件下,除磷效率达到90%,排出的剩余污泥含磷高达14%。
对于延续流固定式沉没生物膜工艺,在无活性污泥回流或回流量很少的状况下,难以实现有效的生物除磷。
但是,在大多数状况下,生物除磷与生物脱氮同时发生在一个处理流程中。
应用最广泛的生物脱氮、除磷工艺有A/O、A2/O、Bardenpho、UCT、Phoredox工艺(改良型巴顿普工艺)、氧化沟工艺和VIP工艺等,近年来用SBR及其各种改进型的工艺,如CASS(CAST)、MSBR、UNITANK 等,因为其序批间歇式工序和间歇曝气的运行特点,在进水、曝气、沉淀和出水的运行周期中,形成溶解氧的浓度梯度变幻,先后形成厌氧、缺氧和好氧环境,使聚磷菌、硝化菌和反硝化菌共存,都能有效地举行生物脱氮和除磷。
(1)A2/O除磷脱氮工艺A2/O(Anaerobic/Aerobic/Oxic)工艺的特点如下:厌氧、缺氧、好氧在不同环境条件和不同种类微生物菌群的有机结合,能同时去除有机物和除磷脱氮。
A2/O工艺流程容易,总水力停歇时光少于其他同类工艺,并且不需外加碳源,厌氧、缺氧段只举行缓速搅拌,所以基建和运行费用都较低。
(2)UCT工艺与A2/O工艺不同之处在于沉淀池污泥是回流到缺氧池而不是厌氧池,同时增强了缺氧池到厌氧池的缺氧混合液回流。
脱氮除磷的水污染处理工艺近几十年来,水污染问题日益严重。
其中,氮和磷的排放是造成水体富营养化的主要原因之一。
为了解决这个问题,脱氮除磷的水污染处理工艺被广泛应用。
本文将对脱氮除磷的工艺进行详细介绍。
一、脱氮工艺1.生物法生物法是目前广泛使用的脱氮工艺。
主要包括生物硝化脱氮和生物反硝化技术两种方式。
生物硝化脱氮:通过硝化作用将氨氮先转化为亚硝酸盐,然后进一步转化为硝酸盐,最终转化成氮气释放。
生物硝化脱氮技术适合于高温和中温条件下的工业和城市污水处理。
生物反硝化技术:通过微生物将污水中的硝态氮还原成分子态氮。
生物反硝化技术在低温条件下和含有高浓度有机物或有毒物质的废水中有着较好的效果。
2.生物化学联合法生物化学联合法是将化学脱氮和生物脱氮相结合的方法。
将化学氮移除和Nitrifier-Denitrifier反应器相结合,可以同时去除废水中的氨氮、硝酸盐和有机氮。
二、除磷工艺1.生物法生物法反应器中添加特定的微生物种类,通过细胞内聚磷体的形成来去除废水中的磷。
生物法可以采用常温条件下的生物除磷法和PRB(磷酸根还原菌)方法。
生物除磷法:将一部分有机质转化为聚磷体,降低了废水中的磷浓度。
其中产生的胞外聚磷体通过化学加药破坏,从而将磷元素移除。
PRB技术:利用磷酸酯酶降解废水中的聚磷体,释放出其身上的磷元素,然后在还原本身成为无磷物质。
2.化学法化学法是使用化学物质来去除废水中的磷。
包括化学沉淀法和吸附法。
化学沉淀法:添加化学药剂,生成难溶的沉淀物,从而使废水中的磷以沉淀物的形式存在,达到去除的效果。
吸附法:利用化学吸附剂吸附废水中的磷元素,将其移除。
在吸附剂表面形成的吸附床与污水中的磷发生交换,达到去除的效果。
三、联合工艺脱氮除磷联合工艺是将脱氮和除磷相结合的工艺。
其中包括生物化学联合法、化学-生物工艺和物理化学-生物工艺。
联合工艺相比于单纯的脱氮或除磷工艺,具有去除效率高、运行稳定等优势。
综上所述,脱氮除磷是解决水污染的重要手段之一。
污水脱氮除磷技术介绍污水脱氮除磷技术是指对污水中的氮、磷进行有效去除的技术。
磷和氮是污水中的主要污染物之一,如果不进行有效去除,会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,影响水体的生态平衡。
因此,对污水中的氮、磷进行去除是保护水体环境的重要措施之一一、污水脱氮技术1.生物脱氮法:生物脱氮法是利用特定微生物将污水中的氨氮转化为氮气排放。
这种方法需要提供好氧和缺氧条件,通过调控曝气和停氧时间,使特定微生物发挥作用。
目前常用的生物脱氮方法有硝化-反硝化法和厌氧氨氧化-硝化法两种。
2.化学脱氮法:化学脱氮法是指通过加入化学药剂使污水中的氮污染物发生化学反应,将氮污染物转化为氮气排放。
常用的化学药剂有硫酸铁、硫酸铝等。
这种方法操作简单,但药剂投入量大,处理成本较高。
3.膜法脱氮:膜法脱氮是利用气液界面上的气流驱动气体分子穿透膜,并利用膜的选择性透过性,选择性去除污水中的氮气。
膜法脱氮技术通常包括反渗透法(RO)、气体渗透法(GO)、气体渗透双极渗透法(GPD)等。
二、污水除磷技术1.化学除磷法:化学除磷法是通过加入化学药剂与污水中的磷形成沉淀物,将磷从污水中去除。
常用的化学药剂有氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化铝(Al(OH)3)等。
这种方法操作简单,但药剂投入量大,处理成本较高。
2.生物除磷法:生物除磷法是通过调控好氧-缺氧情况下特定微生物的生长环境,促使其在缺氧条件下吸收和积累磷。
常用的生物除磷方法有反硝化除磷法、AO法、高效耐磷生物工艺等。
3.吸附除磷法:吸附除磷法是通过将特定材料引入污水中,利用材料对磷的吸附性能,将污水中的磷吸附到材料表面。
常用的吸附材料有Fe3O4、氧化铝、活性炭等。
4.膜法除磷:膜法除磷是利用膜的选择性透过性,选择性去除污水中的磷。
常见的膜法除磷技术有微滤膜法(MF)、超滤膜法(UF)、纳滤膜法(NF)、反渗透膜法(RO)等。
需要注意的是,不同的工业场所的污水特性各异,其处理过程、工艺选择也会有所不同。
生物脱氮除磷机理及新工艺
生物脱氮除磷是指利用生物学原理对水体中的氮和磷进行去除的一种技术。
其基本原理是将含有氮、磷的有机物通过生物降解转化为氮气和磷酸盐,从而达到净化水体的目的。
生物脱氮除磷技术的应用非常广泛,包括城市污水处理、工业废水处理、农业面源污染治理等领域。
生物脱氮除磷的主要机理是利用微生物的代谢活动来进行脱氮除磷。
在生物脱氮过程中,利用硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,进而转化为氮气排放。
在生物除磷过程中,利用聚磷菌将水体中的磷转化为无机磷酸盐,进而去除。
生物脱氮除磷技术是一种相对成熟的技术,其优点包括高效、经济、环保等。
近年来,随着科技的不断发展,新型的生物脱氮除磷工艺也得到了广泛应用。
这些新型工艺包括厌氧氨氧化工艺、硝化除磷工艺、硝酸盐还原工艺等。
其中,厌氧氨氧化工艺是一种新兴的脱氮技术,具有高效、节能等优点。
硝化除磷工艺则是将氮素和磷素同时通过硝化反应进行去除,能够达到较高的脱氮除磷效率。
硝酸盐还原工艺则是通过还原反应将水体中的硝酸盐转化为氨氮,从而达到脱氮的效果。
总的来说,生物脱氮除磷技术是一种非常重要的污水处理技术,对于保护水环境具有重要的意义。
未来随着科技的不断发展,生物脱氮除磷技术也将不断完善和发展,为净化水体、改善环境质量做出更大的贡献。
废水脱氮除磷工艺
废水脱氮除磷工艺是一种用于处理含有高浓度氮和磷的废水的技术,旨在减少这些有害污染物的排放,以满足环保标准。
以下是常见的废水脱氮除磷工艺:
1.生物脱氮除磷工艺:
生物脱氮(BNR):生物脱氮是通过在废水处理系统中引入一些特定的微生物,将废水中的氮转化为氮气的过程。
这通常包括硝化和反硝化两个阶段,其中氨氮首先被氧化成亚硝酸盐,然后转化为氮气。
生物除磷(BPR):生物除磷是通过引入能够吸附磷的微生物,将废水中的磷物质吸附并沉淀出来的过程。
2.化学脱氮除磷工艺:
化学沉淀:添加化学药剂,如氧化铁、氧化铝等,与废水中的磷形成沉淀物,从而实现除磷的效果。
这一过程通常被称为磷酸盐的化学沉淀。
硝化-脱硝:使用化学方法将废水中的氨氮氧化成硝酸盐,然后再还原成氮气。
3.物理化学脱氮除磷工艺:
生物物理化学一体化工艺:将生物处理、物理处理和化学处理结合在一起,以提高脱氮除磷效果。
膜分离技术:利用膜过滤技术,如超滤、反渗透等,从废水中去除氮和磷。
4.湿地处理:
人工湿地:利用植物和微生物的协同作用,通过湿地过程去除废水中的氮和磷。
自然湿地模拟:模仿自然湿地的生态系统,利用湿地中的植物和微生物去除废水中的有机和无机污染物。
生物脱氮除磷原理及工艺1 引言氮和磷是生物的重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍利用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁衍,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物和人体健康产生专门大的危害。
但是, 我国现有的城市污水处置厂要紧集中于有机物的去除,污(废)水一级处置只是除去水中的沙砾及悬浮固体;在好氧生物处置中,生活污水经生物降解,大部份的可溶性含碳有机物被去除。
同时产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和-24SO ,其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥取得去除;二级生物处置那么是去除水中的可溶性有机物,能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%~ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准。
因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处置厂改造的脱氮除磷工艺显得尤其重要。
2 生物脱氮除磷机理生物脱氮机理污水生物脱氮的大体原理确实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,将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,即,将3NH 转化为N NO --2和N NO --3。
在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气,即,将N NO --2(经反亚硝化)和N NO --3(经反硝化)还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环。
水中含氮物质大量减少,降低出水的潜在危险性,达到从废水中脱氮的目的[1]。
○1硝化——短程硝化:O H HNO O NH 22235.1+→+ 硝化——全程硝化(亚硝化+硝化):O H HNO O NH 22235.1+−−−→−+亚硝酸菌 3225.0HNO HNO O −−→−+硝酸菌 ○2反硝化——反硝化脱氮:O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮:O H N HNO NH 22232+→+][35.122233H O H N HNO NH ++→+反硝化——厌氧氨反硫化脱氮:O H S N SO H NH 2242342++→+废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成份。
生物脱氮除磷技术简介生物脱氮技术污水中氮的存在形式,城市污水中氮的主要存在形式是有机氮和氨氮。
其中的有机氮一部分被微生物利用分解合成自身能量,一部分被转化成无机氮进行生物脱氮。
生物脱氮机理:脱氮的过程就是把各种形态的氮转化成氮气从水中逸入大气的过程。
生物脱氮分为三步,第一是把有机氮转化成无机氮。
第二是把非硝态氮转化成硝态氮,第三就是把硝态氮转化成氮气,逸入大气。
在生物脱氮机理下,这三步都是通过微生物来实现的,每一步有一种或一类微生物参与反应。
第一,氨化作用,就是将有机氮转化成氨氮。
这过程中参与的微生物为异养型微生物。
在异养微生物分泌的水解酶的催化作用之下,有机氮化合物的肽键会被破坏,在经过一系列的反应形成氨氮。
氨化作用主要在好氧池内发生,厌氧池只有部分有机物氨化。
氨化菌 总氮有机氮无机氮 氨氮 亚硝酸氮 硝酸氮有机氮+ O2羧酸+CO2 +NH3 第二,硝化作用,在有氧条件下,将氨氮转化成硝酸盐的过程。
在这个过程中参与的微生物是化能自养微生物其中包含亚硝酸菌和硝酸菌,首先在亚硝酸菌的作用下,利用水中的溶解氧,水中的氨氮被氧化成亚硝酸盐,由于亚硝酸不稳定,继而被硝酸菌继续氧化成硝酸盐。
至此,硝化作用完成。
在这个过程中需要消耗大量的氧气(氨氮是水中主要的耗氧污染物)亚硝酸菌NH4++1.5O2 NO2-+H2O+2H++能量硝酸菌NO2-+1.5O2 NO3-+H2O+2H++能量第三,反硝化作用,在缺氧条件下,把硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程。
在这个过程中参与的微生物是反硝化细菌。
为兼性异养菌。
反硝化细菌2NO2-+6H+ N2+2H2O+2OH-反硝化细菌2NO3-+10H+ N2+4H2O+2OH- 以上就是生物脱氮的机理,要保证每一步的反应能顺利高效的运行就必须保证其合适的外部条件,在这三步的反应中主要有三类微生物参与,要调节各反应环境,使其在特定区域或者时间段内形成优势菌群,让其优先吸收养分提供自身繁殖和新陈代谢所需要的能量。
生物脱氮除磷工艺简介1、生物脱氮除磷工艺的进展从20世纪60年代开始,美国曾系统地进行了脱氮除磷物化方法研究,结果认为该法的主要缺点是药耗量大,产生的污泥多,特别对处理大量城市污水时,处理成本高。
因此,转入研究生物脱氮除磷工艺。
从20世纪70年代开始,在活性污泥法脱氮工艺(A/0工艺)逐步实现工业化,并在此基础上研究开发出了生物脱氮除磷工艺(如A2/0工艺等)。
以后,随着微生物学和细胞学在污水生化处理上的新应用,又不断出现了多种变形的生物脱氮除磷工艺,如MSBR等。
我国从20世纪80年代初开始生物脱氮除磷研究,80年代后期实现了工业化流程。
污水脱氮除磷可供选择的工艺通常有生物处理和物理化学处理两大类。
后者由于需要投加相当数量的化学药剂,存在运行费用高,残渣量大和运行管理难度大等缺陷,因此,城市污水处理中一般不推荐采用。
而一般生物处理又分为活性污泥和生物膜法两种。
目前对城市污水的生物脱氮除磷工艺,指的是活性污泥生物脱氮除磷工艺。
目前已实用的几种生物脱氮除磷工艺有:A2/O、氧化沟、SBR工艺以及以上三种工艺的系列改良工艺。
2、生物脱氮除磷的工艺原理简述(1)生物脱氮首先,污水中的蛋白质和尿素等在水解酶和尿素酶的作用下转化为氨氮,而后在有氧条件下和在硝化菌的作用下,氨氮被氧化为硝酸盐,这阶段称为硝化(即氨氮转化为硝酸盐)。
再以后,在缺氮条件和反硝化菌的参与作用,并有外加碳源提供能量,硝酸盐还原成气态氮(N2)逸出,这阶段称为反硝化(即硝酸盐的氮转化为氮气)。
整个脱氮过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取。
在脱氮过程中,硝化菌增长速度较缓慢,所以要有足够的污泥泥龄。
反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,还要有充裕的碳源提供能量,才可能使反硝化作用顺利进行。
除上述条件以外,影响脱氮效率的因素还有溶解氧,温度和PH 值等。
硝化阶段,应有足够的溶解氧,其值一般应大于2g/L。
反硝化阶段为缺氧条件,溶解氧值宜为0.4mg/L左右。
生物脱氮除磷原理及工艺生物脱氮的原理主要是利用微生物中的硝化和反硝化过程。
首先,硝化细菌通过氧化氨将氨氮转化为亚硝酸盐,然后亚硝酸盐进一步被亚硝酸盐脱氢酶转化为硝酸盐。
这个过程被称为硝化作用。
反硝化过程是指在缺氧或低氧条件下,反硝化细菌通过还原硝酸盐来释放出氮气。
生物脱磷的原理主要是利用微生物中的磷酸盐积累和释放过程。
一些细菌和藻类能够以有机物的形式从水中吸收和积累磷酸盐,并在一定条件下释放出来。
这个过程被称为磷酸盐吸收和释放作用。
通过调节水体中的氧气、有机负荷和pH值等条件,可以促进微生物的磷酸盐吸收和释放过程,从而实现生物脱磷。
非曝气法主要是在低氧或缺氧条件下进行处理。
这种方法的优点是能够节省能源和减少氧气需求,适用于中小型处理单位。
常见的非曝气法包括:厌氧氨氧化-硝化还原法(Anammox-Detritus-Anoxia法)、系统内侧流间歇式处理法(SCT法)和单球状厌氧硝化反硝化法等。
曝气法主要是通过加氧来提供充足的氧气供给,促进硝化和反硝化过程。
这种方法的优点是处理效果稳定可靠,适用于大型处理装置。
常见的曝气法包括:AO法(活性污泥法)、A2/O法(改良后的活性污泥法)和SBR法(顺序批处理法)等。
在实际的生物脱氮除磷工程中,通常会采用多级处理工艺。
例如,可以将生物脱氮和生物除磷结合起来,构建生物反硝化除磷工艺(SND)。
这种工艺可以同时去除水体中的氮和磷,效果较好。
总的来说,生物脱氮除磷通过利用微生物的生长和代谢活动,可以有效地降低水体中的氮和磷浓度,改善水质,保护生态系统。
不同的工艺可以根据具体情况选择和组合,以达到最佳的去除效果。
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污水处理中的高效氮磷回收技术随着城市化的快速发展,厂矿企业的增多以及人口的增加,污水处理已经成为了一个重要的环境问题。
除去水中的有害物质,特别是氮和磷是一项具有挑战性的任务。
氮和磷是污水中主要的营养元素,然而它们的排放会导致水体的富营养化,引发藻类过度生长等问题。
因此,高效的氮磷回收技术变得至关重要。
本文将介绍一些目前应用广泛的污水处理中的高效氮磷回收技术。
一、生物脱氮除磷技术生物脱氮除磷技术是一种利用微生物完成氮和磷去除的生物工艺方法。
其中,生物脱氮主要是通过硝化和反硝化作用将氨氮转化为氮气释放到大气中,而生物除磷则是利用聚磷菌将有机磷物质转化为多磷酸盐后沉淀。
此技术具有投资和操作成本低、能源消耗少等优点。
二、化学沉淀技术化学沉淀技术是一种利用化学反应将氮和磷沉淀出水的方法。
常用的化学沉淀剂有氢氧化铁、氢氧化铝等。
这些沉淀剂会与污水中的氮和磷形成不溶于水的沉淀物,在适当的条件下沉降到污水底部,从而实现氮磷的回收。
这种技术具有处理效果好、操作简单等优点,但是化学药剂消耗量大,处理成本较高。
三、镁铝贵金属复合沉淀技术镁铝贵金属复合沉淀技术是一种结合化学反应和物理沉淀的方法。
该技术利用添加的复合物与污水中的氮和磷形成不溶于水的化合物,同时将污水中的重金属沉淀下来。
通过对混合沉淀物进行分离和处理,可以实现对氮和磷的回收。
这种技术具有处理效果好、沉淀物含量低等优点。
四、膜分离技术膜分离技术是一种利用特定的膜材料将水中的氮和磷分离出来的方法。
膜分离技术可以分为微滤、超滤、反渗透等多个阶段,不同阶段的膜孔径分离范围也不同。
通过调节膜孔径的大小,可以实现对不同粒径的氮和磷的分离和回收。
膜分离技术具有高效、节能等优点,但是膜的成本和维护较高。
综上所述,污水处理中的高效氮磷回收技术有多种选择。
每种技术都有其适用的场景和优缺点,选择合适的技术需要综合考虑技术成熟度、投资成本、操作维护等因素。
未来,随着科技的进步和环保意识的提升,相信会有更多更高效的氮磷回收技术被开发出来,更好地解决污水处理中的氮磷污染问题。
工艺方法——生物脱氮除磷技术工艺简介
一、传统生物脱氮除磷技术
1、传统生物脱氮原理
污水经二级生化处理,在好氧条件下去除以BOD5为主的碳源污染物的同时,在氨化细菌的参与下完成脱氨基作用,并在硝化和亚硝化细菌的参与下完成硝化作用;在厌氧或缺氧条件下经反硝化细菌的参与完成反硝化作用。
2、传统生物除磷原理
在厌氧条件下,聚磷菌体内的ATP进行水解,放出H3PO4和能量形成ADP;在好氧条件下,聚磷菌有氧呼吸,不断地放出能量,聚磷菌在透膜酶的催化作用下利用能量、通过主动运输从外部摄取H3PO4,其中一部分与ADP结合形成ATP,另一部分合成聚磷酸盐(PHB)储存在细胞内,实现过量吸磷。
通过排除剩余污泥或侧流富集厌氧上清液将磷从系统内排除,在生物除磷过程中,碳源微生物也得到分解。
3、常用工艺及升级改造
具有代表性的常用工艺有A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺、SBR 工艺、Bardenpho工艺、生物转盘工艺等,这些工艺都是通过调节工况,利用各阶段的优势菌群,尽可能的消除各影响因素间的干扰,以达到适应各阶段菌群生长条件,实现水处理效果。
近年来随着研究的深入,对常用工艺有了一些改进,目前应用最广泛、水厂升级改造难度较低的是分段进水工艺。
与传统A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等相比,分段进水工艺可以充分利用碳源并能较好的维持好氧、厌氧(或缺氧)环境,具有脱氮除磷效率高、无需内循环、污泥浓度高、污泥龄长等优点。
分段进水工艺适用于对A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺等的升级改造,通过将生化反应池分隔并使进水按一定比例分段进入各段反应池,以充分利用碳源,解决目前污水处理厂普遍存在的碳源不足和剩余污泥量过大的问题。
分段进水工艺虽然对提高出水水质有较好的效果,但该工艺并不能提高处理能力,当水厂处于超负荷运行时,分段进水改造也不能达到良好的处理效果。
二、新型生物脱氮除磷技术
近年来,科学研究发现,生物脱氮除磷过程中出现了超出传统生物脱氮除磷理论的现象,据此提出了一些新的脱氮除磷工艺,如:短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺、反硝化除磷工艺。
1、短程硝化反硝化工艺
传统生物脱氮理论为全程硝化反硝化过程,即以NO3-为反硝化过程的电子受体;而短程硝化反硝化利用NO2-为反硝化过程的电子受体。
短程硝化反硝化相对全程硝化反硝化节省了25%的曝气量、节省了40%的有机碳源并缩短了反应时间,因此实现与维持短程硝化反硝化具有实际工程应用价值。
实现短程硝化反硝化的关键在于硝化反应过程中氨氧化菌相对于亚硝酸盐氧化菌优势增殖,即氨氧化菌积累。
短程硝化反硝化的影响因素主要有温度、pH、溶解氧(DO)浓度、
游离氨(FA)浓度、污泥龄(SRT)、有机物浓度等。
具有代表性的短程硝化反硝化工艺为SHARON工艺,该工艺利用高温(30-36℃)抑制亚硝酸盐氧化菌增殖、实现氨氧化菌积累,从而控制硝化反应维持在NO2-阶段,随后进行反硝化。
2、同步硝化反硝化工艺
同步硝化反硝化工艺是指硝化和反硝化过程在同一个反应器中进行,系统不需要明显的缺氧时间或缺氧区域而能将总氮去除的工艺。
利用固定化微生物技术将包埋有硝化细菌的微生物载体投入好氧池,氨氮去除率达到90%以上,处理效果有明显提高。
硝化细菌载体投加方便、抗冲击负荷能力较强、运行管理方便、成本较低、处理效果较好,具有良好的应用前景。
3、厌氧氨氧化工艺
厌氧氨氧化工艺是指在厌氧条件下,以NO2-作为电子受体,将NH3转化为N2的工艺,反应过程中无需有机碳源和O2的介入。
从工程角度看,厌氧氨氧化工艺较传统生物脱氮工艺有明显优势,这一过程可以摆脱对传统电子供体(有机碳源)的束缚,又可以省去硝化过程的需氧量,从而减少了剩余污泥,又节约了能源。
此外,将厌氧氨氧化菌以颗粒污泥的形式富集于反应器中,可以充分利用垂直空间,减少占地。
当然,厌氧氨氧化工艺的反应器形式不仅可以是颗粒污泥形式,也可以是SBR、生物转盘、移动床等。
虽然厌氧氨氧化技工艺有诸多优点,但其工程应用受限于厌氧氨氧化菌极低的生长率(世代时间10d左右),反应器启动时间极长。
目前,该工艺主要针对高NH4+、低COD且有一定余温的污废水,如厌氧消化液、垃圾渗滤液等。
4、反硝化除磷工艺
反硝化除磷的机理与传统生物除磷机理类似,其反应主要依靠反硝化除磷菌,该类微生物以O2或NO3-为电子受体吸磷,并以聚磷酸盐形式储存在细胞内,同时NO3-转化为N2。
利用反硝化除磷菌实现生物除磷,对氮、磷的去除率高,同时可以减少剩余污泥,降低有机碳源的需求。
三、可持续生物脱氮除磷与碳中和运行
传统的污水处理理论将水作为主要产品,其他物质作为处理废物以废气和污泥的形式排出,存在着能源浪费和资源浪费等问题,同时传统的水处理工艺会占用大量土地。
污水处理碳中和运行的实质是实现处理过程所需能源的自给自足,从而解决“以能消能”和“污染转嫁”的问题。
在这一过程中,不仅是能源的“开源”,更要考虑处理工艺的“节流”。
污水处理的可持续性和碳中和运行是大势所趋。
1、可持续生物脱氮除磷
可持续生物脱氮除磷工艺的技术基础是反硝化除磷技术和厌氧氨氧化技术。
利用兼性反硝化细菌,将反硝化脱氮和生物除磷合二为一,降低有机碳源和O2的消耗量,相比传统专性好氧除磷菌能节约50%的有机碳源和30%的O2,同时减少50%的剩余污泥量。
厌氧氨氧化菌使得NH4+以NO2-为电子受体而被直接转化为N2,这一过程无需有机碳源和O2,相比传统全程硝化反硝化工艺最大限度的减少了有
机碳源和O2的消耗。
通过在生物脱氮除磷过程中对有机碳源的节约,为剩余COD不经过传统的氧化稳定(至CO2)而进行甲烷化并产生能量创造条件;同时,对O2的消耗量的减少,降低了曝气量,间接地减少了为污水处理提供能源而燃烧化石能源排放的CO2。
基于上述技术基础,研究提出了一种可持续生物脱氮除磷工艺,该工艺以A/B为基础架构并结合了BCFS@工艺和CANON工艺,突出了COD甲烷化(能源化)、磷酸盐回收和处理水回用等可持续性目标的实现。
进水经格栅、沉沙预处理后进入AB法的A段,采用很短的污泥龄使细菌快速增值,原水中70%-80%的COD合称为细菌细胞;经A段沉淀池分离后,上清液进入BCFS@工艺进行脱氮除磷处理;BCFS@工艺排出的高磷含量污泥与A段排出的污泥一起进入污泥消化池,产生CH4和高磷、高NH4+的污泥消化液,消化液通过投加镁化物形成磷酸按镁化合物沉淀后分离并回收磷;磷回收后的消化液采用CANON工艺脱除高浓度的NH4+;CANON工艺出水与BCFS@工艺出水混合后排放。
经此工艺处理的生活污水仅需经过简单的深度处理即可达到中水回用标准。
可持续生物脱氮除磷工艺与传统生物处理工艺相比,氧消耗量减少了约45%,节约了约70%的有机碳源,减少了25%的剩余污泥量,减少了18%的CO2释放量,同时每公斤COD产生了0.28ka的CH4并回收了49%的磷。
2、碳中和运行
研究表明,受限于我国市政污水处理厂进水COD较低,剩余污
泥厌氧消化回收的CH4(能量)仅能提供污水处理厂50%的能量消耗,间接减少了50%的CO2排放量。
这一限制决定了我国污水处理碳中和运行必须走“开源”、“节流”并重的道路,除了通过研究、开发新型的污水处理理论、工艺,还需要利用水源热泵、空气源热泵、风能、太阳能、微生物燃料电池等非传统能源。