反硝化除磷理论、工艺及影响因素
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反硝化除磷技术概述土建学院季斌摘要:反硝化除磷技术是废水生物除磷的一个新方式,能够解决废水处理工艺运行中碳源不足、污泥产量大和好氧阶段曝气能耗大等问题,因而受到环境保护领域的关注。
文章对反硝化除磷的机理、影响因素、现有工艺及研究现状做出综述。
关键词:废水处理;反硝化除磷;DPBs ;缺氧吸磷Abstract: As a new way to achieve waste water biological phosphorus removal, denitrifying phosphorus removal tech no logy can resolve problems such as orga nic deficie ncy, large product ion of sludge and big energy consumption. It gets much attention from environmental protection doma in. The mecha ni sms, effect factors, processes and research status of den itrify ing phosphorus removal were reviewed and discussed in the paper.Key words :wastewater treatment; denitrifying dephosphatation ; DPBs ;anoxic phosphorus uptake 污水脱氮除磷技术因能有效控制水体富营养化,因而是现阶段污水生物处理技术研究的热点问题。
传统的生物脱氮除磷是利用硝化菌和反硝化菌脱氮、聚磷菌PAOs (Phosphorusaccumulating organism)除磷达到去除目的。
由于释磷和反硝化菌反硝化都需要碳源,两种菌争夺进水中的碳源,当可用碳源量不足时,磷的去除效率将受到影响。
反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略反硝化除磷是一种重要的废水处理技术,它可以同时实现氮与磷的去除,被广泛应用于废水处理厂中。
而反硝化除磷的效果主要取决于反硝化除磷菌群的结构和功能。
本文将围绕反硝化除磷菌群的结构以及工艺调控策略展开论述,以期为反硝化除磷技术的优化提供理论基础和实践指导。
一、反硝化除磷菌群结构的特点反硝化除磷菌群是由多种不同类型的微生物组成的。
其中,主要的反硝化除磷菌群包括异烟酸亚硝酸盐还原菌(anaerobic nicotinic acid nitrate-reducing bacteria,ANRB)、有机酸亚硝酸盐还原菌(organic acid nitrate-reducing bacteria,ONRB)、无机酸亚硝酸盐还原菌(inorganic acid nitrate-reducing bacteria,INRB)和短程污泥硝化菌(short-chain nitrifying bacteria,SCNB)等。
1. 异烟酸亚硝酸盐还原菌(ANRB):ANRB是一类具有异烟酸亚硝酸盐还原能力的反硝化除磷菌群。
它们能够利用异烟酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮,同时释放出磷酸盐。
ANRB在反硝化除磷过程中起着关键作用。
2. 有机酸亚硝酸盐还原菌(ONRB):ONRB是一类以有机酸为电子供体的反硝化除磷菌群。
它们能够利用有机酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮,并释放出磷酸盐。
ONRB在废水中有机物较多的情况下发挥重要作用。
3. 无机酸亚硝酸盐还原菌(INRB):INRB是一类以无机酸为电子供体的反硝化除磷菌群。
它们能够利用无机酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮,并释放出磷酸盐。
INRB在废水中有机物较少的情况下扮演重要角色。
4. 短程污泥硝化菌(SCNB):SCNB是一类能够利用废水中的有机物产生腐殖质,同时通过腐殖质吸附底物氮并产生亚硝酸盐的菌群。
它们在反硝化除磷过程中起到了连接氮磷去除的作用。
反硝化除磷工艺原理以及研究进展反硝化除磷工艺一直以来都是污水处理领域研究的热点,随着环保意识的不断提高,工艺的研究、改进和应用也在不断推进。
在这篇文章中,我们将重点介绍反硝化除磷工艺的原理、发展历程以及目前的研究进展,并对其未来的应用前景进行展望。
1. 反硝化除磷工艺的原理反硝化除磷工艺是一种利用硝化-反硝化的生物反应过程去除污水中氮、磷元素的工艺。
其原理是,通过污水里的有机物质,使污水中的有机物质被氨氧化成以NH4+为主要形态的氮化物,然后将NH4+通过硝化由细菌氧化成NO3-。
而在后续的反硝化过程中,反硝化细菌利用NO3-作为电子受体,将NO3- 还原成N2气体,同时磷元素被沉淀在活性污泥中。
2. 反硝化除磷工艺的发展历程反硝化除磷工艺的研究可追溯至上世纪60年代,当时相关研究人员在对生活污水处理过程中,意外发现生物膜反应器在净化污水时可同时达到除磷和除氮的效果,同时出水中还具有较低的有机物含量。
然而,由于当时的反硝化除磷工艺并不完善,存在的问题较多,因此直到上世纪80年代,才逐渐发展出采用前置浸出法去除COD,此后通过反硝化除磷,再加上碳源补加进一步提高除磷效果的新工艺。
随着上述工艺不断完善,反硝化除磷工艺逐步成为了当今污水处理领域中广泛应用的一种成熟工艺方法。
3. 反硝化除磷工艺的研究进展自反硝化除磷工艺被提出以来,相关领域的研究工作已经取得了许多进展,其中包括:(1) 研究采用新型碳质填料增强反硝化除磷工艺的效果新型碳质填料具有高比表面积、孔径分布均匀、生物可附着性好等特点,对于提高反硝化除磷工艺的效果具有良好的应用前景。
研究中发现,采用新型碳质填料结合生物反应器培养啮齿动物阶段污泥,反应器内的Pb2+、Cu2+等重金属离子含量分别下降了50%、74%。
(2) 研究通过温度的调节来影响反硝化除磷的效率研究发现,适当降低反硝化除磷工艺中反硝化反应的温度可以提高反应效率。
此外,在反应器中采用沼气将一些固体废弃物转化为高含量的磷酸盐,可增强反硝化除磷的效果,而不改变反应器的能源消耗情况。
反硝化除磷污水处理工艺的主要影响因素探讨反硝化除磷是一种常用的污水处理工艺,它具有高效、环保等优点。
然而,反硝化除磷工艺的性能受到许多影响因素的制约。
本文将从环境因素、操作参数和污水性质三个方面对反硝化除磷污水处理工艺的主要影响因素进行探讨。
环境因素对反硝化除磷工艺的影响主要体现在温度、pH 值和氧气含量三个方面。
首先,温度是影响反硝化除磷效率的重要因素之一。
高温有利于细菌的生长繁殖,加快反硝化除磷反应速率,提高处理效果。
其次,pH值对反硝化除磷的影响也十分显著。
一般来说,中性至弱碱性的pH范围有利于反硝化细菌的生长和代谢活动,从而提高反硝化除磷效果。
最后,氧气含量对反硝化除磷的影响也十分重要。
反硝化细菌在缺氧环境下才能发挥其除磷功能,因此要保持污水处理系统内氧气的充分供应,避免出现过高的氧气浓度,以充分利用反硝化除磷工艺的优势。
操作参数对反硝化除磷工艺的影响主要包括曝气量、进水流量和COD/P比值。
首先是曝气量的影响。
适当的曝气量能提供足够的氧气供应,促使反硝化细菌活跃,提高除磷效果。
进水流量也是影响反硝化除磷效果的重要参数之一。
过高的进水流量会降低反应器中污水和生物菌体的停留时间,导致反硝化除磷效果下降。
此外,COD/P比值也是影响反硝化除磷效果的重要因素。
适当的COD/P比值有利于微生物的代谢反应,提高反硝化除磷效果。
污水性质对反硝化除磷工艺的影响主要包括BOD5/COD比值、污水中抑制物质的含量和总磷浓度。
首先是BOD5/COD比值的影响。
适当的BOD5/COD比值有利于微生物菌群的稳定和健康生长,提高反硝化除磷效果。
其次,污水中抑制物质的含量对反硝化除磷效果也有影响。
高浓度的重金属、抗生素等抑制物质会对反硝化细菌的生长和代谢活动产生负面影响,降低反硝化除磷效果。
最后,总磷浓度是影响反硝化除磷效果的重要因素之一。
高浓度的总磷会影响微生物菌群的活性和代谢功能,减少反硝化除磷效果。
综上所述,反硝化除磷工艺的性能受到环境因素、操作参数和污水性质的综合影响。
试述反硝化聚磷菌在低碳源城市污水脱氮除磷处理中的应用摘要:在低碳水源的城镇生活废水治理中,应用反硝化聚磷菌可以很好地解决常规废水中的氮、磷去除问题,对我国的污水治理具有重大意义。
在城市生活废水的脱氮除磷过程中,在环境温度和设备等因素的影响下,反硝化聚磷菌在对氮、磷进行处理时很难取得较为可观的效果,这在一定程度上会对低碳源城市生活污水的治理工作带来困扰。
为此,需深入研究国内外关于反硝化聚磷菌型废水中氮磷的利用状况,探讨其在城市生活废水中的脱氮除磷效果。
关键词:反硝化聚磷菌;低碳源城市污水处理;脱氮除磷生物法、物理法和化学法是低碳源城市生活废水治理的常用手段。
采用反硝化聚磷菌对废水进行脱氮除磷的处理这一方式与常规的聚磷菌相比,反硝化聚磷菌可在低氧条件下以多聚磷酸盐(Poly-P)的形态聚积并将其从水体中剥离。
由于利用反硝化聚磷菌处理废水的效率高,而且对碳源的要求比较低,因此适合应用于连续废水的治理中。
1.反硝化聚磷菌污水脱氮除磷应用现状对于我国的城市生活废水治理工作而言,由于废水中含有大量的反硝化聚磷菌,当采用多段多级AO工艺对低碳源废水进行脱氮除磷时,一方面曝气的持续时间过长会对废水的处理产生一定的影响;另一方面会增加系统的功率消耗和运营费用。
因此采用多段多级AO工艺进行曝气,不仅会使废水的脱氮率降低,而且废水的各项性能也不符合要求。
除此之外,多段多级AO工艺的脱氮率普遍较高,但在耗氧与低氧的交错分配下,其脱氮除磷的作用并不明显。
使用反硝化聚磷菌处理的废水,气温的变化对其脱氮除磷的去除率有较大的影响。
有关研究结果显示,在低温环境下,聚磷菌群的竞争优势得以凸显,从而有助于改善除磷的效率;在高温约200℃时,该菌群的除磷作用将达到最高值。
因为反硝化聚磷菌的除磷作用是不相同的,所以低碳源城市废水的脱氮处理也存在一定的差异性。
在碳源级上,单个碳来源对细菌的筛选很容易产生某些反应,这会对细菌的生长产生一定的干扰,进而对整个体系的稳定性造成不利的影响。