生物脱氮除磷课件

概述
废水生物脱氮利用自然界氮素循环的原理， 在水处理构筑物中营造出适宜于不同微生物 种群生长的环境，通过人工措施，提高生物 硝化反硝化速率，达到废水中氮素去除的目 的。废水生物脱氮一般由三种作用组成：氨 化作用、硝化作用和反硝化作用。
氨化作用
在未经处理的原废水中，含氮化合物主要以
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，此外还含有 部分氨态氮如NH3和NH+4-N。在细菌的作用 下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮。以 氨基酸为例，反应式为：
亚硝酸菌
H4+ +H2CO3 + HCO3- + O2 NO3- +
H2O + 硝酸菌
（13-3）
总反应：
NH4+ + O2 + HCO3微生物细胞
生物脱氮的基本原理及影响因素
一、生物脱氮的基本原理 二、生物脱氮的影响因素
生物脱氮的基本原理
概述 1、氨化作用（Nitrogen） 2、硝化作用（Nitrification） 3、反硝化作用（Denitrification） 4、生物脱氮的新发现
概述
废水生物脱氮技术是70年代中期美国和南 非等国的水处理专家们在对化学、催化和生 物处理方法研究的基础上，提出的一种经济 有效的处理技术。废水生物脱氮有同化脱氮 与异化脱氮。同化脱氮是指微生物的合成代 谢利用水体中的氮素合成自身物质，从而将 水体中的氮转化为细胞成分而使之从废水中 分离。通常所说的废水生物脱氮是指异化脱 氮。
氮、磷污染的环境效应及现状
我国水体富营养化问题已越来越突出，成 为近几年我国水体污染中非常严峻的问题。 “富营养化”（Eutrophication）是湖泊分类 方面的概念。湖泊学家认为天然富营养化是 水体衰老的一种表现。而过量的植物性营养 元素氮、磷进入水体则是人为加速了水体的 富营养化过程。

厌氧—好氧生物除磷工艺 生物法与化学法结合的除磷工艺
生物除磷原理与过程
好氧条件下， 除磷菌过量 摄取磷
厌氧条件下， 除磷菌将磷 释放
I——PHB（聚羟基丁酸） S——聚合磷酸盐
高含磷污 泥的排出
一、厌氧——好氧除磷工艺(A—O工艺)
一、厌氧——好氧除磷工艺(A—O工艺)
工艺特点： 水力停留时间为3~6h； 曝气池内的污泥浓度一般在2700~3000mg/l； 磷的去除效果好（~70%），出水中磷的含量低于1mg/l； 污泥中的磷含量约为4%，肥效好； SVI小于100，易沉淀，不易膨胀。
5Ca 2
4OH
3HPO
2 4
Ca5 (OH )( PO4 )3
3H 2O
羟磷灰石
废水生物脱氮工艺与技术
一、活性污泥法脱氮传统工艺 二、缺氧—好氧活性污泥法生物脱氮系统（A—O工艺） 三、氧化沟生物脱氮工艺 四、生物转盘生物脱氮工艺
一、活性污泥法脱氮传统工艺
1、三级活性污泥法流程：
①碳化： ②氨化：
二、缺氧——好氧活性污泥脱氮系统（A—O工艺）
在反硝化反应过程中产生的碱度可补偿硝化反应消耗的碱 度的一半左右；
硝化曝气池在后，使反硝化残留的有机物得以进一步去除， 无需增建后曝气池。
三、氧化沟生物脱氮工艺
四、生物转盘硝化脱氮工艺
好氧碳化及硝化
进 水
BOD去除
缺氧 脱氮
好氧
废水生物除磷工艺与技术
生物脱氮除磷工艺
概述 生物脱氮工艺与技术 生物除磷工艺与技术 同步脱氮除磷工艺
概述
一、营养元素的危害 二、脱氮的物化法 三、除磷的物化法
一、营养元素的危害
氨氮会消耗水体中的溶解氧；

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• ANAMMOX微生物的增长率与产率是非常低的。 • 但是氮的转换率却为0.25mgN/(mgSS·d)，这与传
统好氧硝化的转换率相当。
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• ANAMMOX反应在10～43℃的温度范围内具有活 性，适宜的pH为6.7～8.3。
• ANAMMOX无需有机碳源存在，碳酸盐/二氧化碳 是ANAMMOX微生物生长所需的无机碳源。
• 虽然目前CANON工艺在世界范围内仍处于研发阶段，还没有真正的工程应用，但是它必将会给污水脱氮技 术带来革命性的变革。
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•2.2 除磷新工艺
• 反硝化除磷细菌 • 反硝化除磷工艺
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反硝化除磷细菌
• 脱氮要经历好氧(硝化)/厌氧(反硝化), • 除磷要经历厌氧(释放磷)/好氧(积聚 磷). • 如果能使反硝化细菌同时具有生物摄/ 放磷作用则可以将反硝化脱氮与生物除 磷有机地合二为一。
+
CO2
→→→→ 2 3N + 6HCO3- + 7H2O
• 节约 CH3OH 40%
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图3 亚硝化细菌和硝化细菌的 最小污泥龄与温度关系
0.8d 0.4d
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• SHARON工艺的基本工作原理便是利用温度高有 利于亚硝化细菌增殖这一特点，使硝化细菌失去 竞争。
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▪（缺氧/好氧）混合池 ▪主要功能是脱氮，正常情况 下该池可不充氧，缺氧条件可 通过好氧池回流的混合液来维 持。
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• 好氧池 • 同常规的处理工艺一样，其主要功能是去除COD、BOD及氨氮的硝化。
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响厌氧产物PHB的合成，进而影响到后续除磷效果。
▪ 一般而言，要同时达到氮磷的去除目的，城 市污水中碳氮比(COD/TKN）至少为 9。当城 市污水中碳源低于此要求时，由于大多数处 理工艺流程都把缺氧反硝化置于厌氧释磷之 后，反硝化效果受到碳源量的限制，大量的 未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区 ，干扰厌氧释磷的正常进行，最终影响到整 个营养盐去除系统的稳定运行。
▪ 一、脱氮除磷的传统工艺
▪ 1、 脱氮的传统工艺 ▪ 2 、除磷的传统工艺
▪ 1、 脱氮的传统工艺 ▪ 自然界中氮一般有四种形态：
▪ 有机氮、
▪ 氨氮、 ▪ 亚硝酸盐氮 ▪ 硝酸盐氮
▪ 生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮。
▪ 有机氮占生活污水含氮量的40-60%， ▪ 氨氮占50-60%，
▪ 亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占0-5%。
▪ 总反应
▪ NH4+ + O2 + HCO3- →
▪
NO3- + H2O + H2CO3 + 微生物细胞
▪ 反硝化反应如下：
▪
▪ NO3- + CH3OH + H2CO3 → ▪ N2↑+H2O + HCO3-+微生物细胞 ▪
生物脱氮工艺
▪ 传统生物脱氮存在问题?
▪ 首先，需要充分地氧化氨氮到硝酸氮，要消
内回流
污泥回流
图3 MUCT工艺
▪ MUCT工艺有两个缺氧池，前一个接受二沉池回流污泥，后一个接受好 氧区硝化混合液，使污泥的脱氮与混合液的脱氮分开，进一步减少硝酸 盐进入厌氧区的可能。
OWASA工艺
进水
初沉池 污泥
混合液内回流
厌氧
缺氧