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污水脱氮除磷研究进展ppt课件演示文稿

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污水厂生物脱氮除磷工艺讲座PPT

污水厂生物脱氮除磷工艺讲座PPT
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；

《生物脱氮除磷》课件

《生物脱氮除磷》课件

生物除磷
1
机理
通过将废水中的磷转化为无机磷和有机
A2 /O生物脱氮除磷工艺
2
磷，再通过微生物代谢过程去除。
结合好氧、厌氧和沉淀等工艺，实现废
水中氮、磷的去除。
3
Bardenpho工艺
在好氧、厌氧、好氧的条件下，通过不
SBR污水处理工艺
4
同污泥的代谢过程实现氮、磷的去除。
利用SBR反应器对废水进行交替好氧/厌 氧处理，最终实现氮、磷的去除。
《生物脱氮除磷》PPT课 件
生物脱氮除磷技术是一种高效、环保、可持续发展的废水处理技术。本课件 将为大家详细介绍生物脱氮除磷技术的定义、分类与应用实例。
概述
定义
生物脱氮除磷是利用微生物代谢特性，将废水中的氮、磷物质转化为气体、微量元素等不容 易造成环境污染和资源浪费的物质。
作用与意义
生物脱氮除磷技术能够达到国家排放标准，不仅是治理污水的有效手段，同时也是重要的水 资源再生和开发途径。
现状与展望
现状
生物脱氮除磷技术在全球范围得到了广泛的应用和 推广，成为污水处理领域的基础性技术。
发展趋势
生物脱氮除磷技术还有进一步完善和提升的空间， 例如膜技术、基因工程技术等将对其进行更进一步 的优化和推广。
结论
1
优势与不足
生物脱氮除磷技术具有高效、环保等优
未来前景
2
势，但同时也存在设备投入成本高的不 足。
分类
生物脱氮除磷技术可分为好氧法、厌氧法和好氧/厌氧复合法三大类。
生物脱氮
机理
通过微生物氧化还原过程实现废水中的氮质转化和 去除。
好氧乙烯氧化法
将氨氮依次氧化成亚硝酸盐态氮和硝酸盐态氮，并 在好氧环境下脱除。

《生物脱氮除磷》课件

《生物脱氮除磷》课件

有机物浓度和泥龄对生物除磷的影响也 较大，适宜的有机物浓度和泥龄需要针 对不同的工艺进行优化。
溶解氧浓度对生物除磷的影响较大，适 宜的溶解氧浓度范围为0.5-3mg/L。
温度对生物除磷的影响较大，适宜的温 度范围为10-30℃。
pH值对生物除磷的影响也较大，适宜的 pH值范围为6.5-8.5。
04 生物脱氮除磷技 术案例分析
温度
温度对生物脱氮效率有显著影 响，适宜的温度范围是20-30℃
。
pH值
pH值对硝化细菌和反硝化细菌 的生长和活性有重要影响，适 宜的pH值范围是7.0-8.0。
溶解氧
溶解氧对硝化反应和反硝化反 应均有影响，适宜的溶解氧浓 度是2-4mg/L。
碳源
碳源的种类和浓度对反硝化反 应有重要影响，常用的碳源有
某污水处理厂生物脱氮除磷运行管理
运行管理要点
为确保生物脱氮除磷工艺的稳定运行，需要定期对工艺参数进行监测与调整，如溶解氧、 pH值、温度等。同时，需要加强设备维护与保养，确保设备的正常运行。
应急处理措施
针对可能出现的异常情况，如污泥膨胀、污泥流失等，制定相应的应急处理措施，确保工 艺的可靠性。
人员培训与安全管理
某污水处理厂生物脱氮除磷效果分析
1 2 3
脱氮效果
通过合理的工艺控制，该污水处理厂的生物脱氮 效率较高，总氮去除率达到85%以上，满足国家 排放标微生物的聚磷作用，有效去除 磷元素，总磷去除率达到90%以上，显著降低水 体富营养化的风险。
经济效益与社会效益
该工艺的运行不仅提高了污水处理效果，减少了 污染物排放，同时也为污水处理厂带来了经济效 益和社会效益。
原理
生物脱氮基于硝化反硝化原理，通过好氧硝化和缺氧反硝化过程实现氮的去除 ；生物除磷则通过聚磷菌在厌氧和好氧环境下的代谢作用实现磷的去除。

污水的脱氮除磷技术 PPT

污水的脱氮除磷技术 PPT
在厌氧条件下，聚磷菌将其体内的有机磷转化为无机 磷并加以释放，并利用此过程产生的能量摄取废水中的溶 解性有机基质以合成聚-β-羟基丁酸盐（PHB）颗粒；
在好氧条件下，聚磷菌将PHB降解以提供摄磷所需能 量，从而完成聚磷过程。
可见，生物除磷是系统中污泥在厌氧-好氧交替运行 的条件下通过磷的释放和对磷的摄取，最终通过剩余污泥 的排放而完成的。
吹脱法脱氨处理流程
N 4 H O N 2 C C H H l l H 2 O 2 N 2 C H H l O N 2 3 C C H 2 l O l 3 H
（２）化学氧化法 利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种
方法。(折点加氯法）
（３）离子交换法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱
① 同化反硝化，即最终产物是有机氮化合物，是菌体 的组成部分；
② 异化反硝化，即最终产物是氮气（N2）。 ⅱ：反硝化反应过程与方程式
以甲醇为电子供体：
ⅲ：硝化反应所需要的环境条件 ① 碳源：一是原废水中的有机物，当废水的C/N大于
3~5时，可认为碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇； ② pH值：适宜的pH值是6.5~7.5，pH值高于8或低于6，
采用石灰作为除磷的絮凝剂已在国内外被广泛采用。
据研究，当pH值为11.5时，石灰法的除磷效率较高， 磷的去除率可达99%。缺点是药剂费导致系统运行费用偏 高，同是易在池子、管道和其他设备上结垢，大量沉渣污 泥需处理，费用较高。
2、生物法除磷
（1）生物法除磷的机理 生物法除磷的核心是聚磷菌的超量吸磷现象：
污水的脱氮除磷技术
主要内容
水体富营养化的概念、危害及控制方法 污水脱氮技术 污水除磷技术 污水同步脱氮除磷技术

脱氮除磷污水处理工艺 ppt课件

脱氮除磷污水处理工艺 ppt课件
最近，荷兰BDG咨询公司在此基础上开发了BCFS的新型反应器。 该反应器由5个同轴圆环组成，依次构成功能相对专一的5个独立反 应器。这些同轴圆环使水流具有活塞流与完全混合流的优点，采用 预制混凝土建造这种一体化构筑物减少了工程投资，同时使污水厂
的布置简洁，节约了工程投资及建设用地。
30
BCFS工艺是在帕斯韦尔氧化沟（Pasveersloot）与 UCT工艺及原理的基础上开发的生物除磷脱氮新工艺， 它由5个功能相对专一的反应器组成，通过控制反应 器之间的3个循环来优化各反应器内细菌的生存环境， 具有污泥产率低、除磷脱氮效率高（均大于90％）等 特点，其出水总氮<5mg/L，正磷酸盐含量几乎为零。
⑥使用生物除磷器获得富含磷的污泥，使磷的循环利用成为可
⑦与Pasveer氧化沟的污泥负荷相同。
34
前景
BCFS工艺在荷兰的应用已有10例， 目前正在规划处理规模相当于 10×104m3/d的Rotterdam污水处理
表2为3座采用BCFS工艺的城市 污水厂的设计及运行情况。
35
36
37
SHARON与ANAMMOX联合工艺
脱氮除磷污水处理工艺
1
2
精品资料
你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？ 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭 “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
②SVI值低(80～120mL/g)且稳定(夏季为80mL/g，冬季为100mL/g， 最大值为120m L/g)，从而可有效地减少曝气池及二沉池的容积。
③控制简单，通过氧化还原电位与溶解氧可有效地实现过程稳

污水的脱氮除磷技术课件

污水的脱氮除磷技术课件

d.硝化反应所需要的环境条件
两种硝化菌对环境的变化都很敏感，要求较苛刻，主要如下： ① 好氧条件(DO不小于1mg/L)，并能保持一定的碱度以维 持稳定的pH值(适宜的pH为8.0~8.4)； NH4+ NH3+H+
100 NH3（％）＝10 pH 1 Ka
pH值过高，导致游离氨（ NH3）浓度偏高，对硝化产生抑制 HNO2 制 NO2-+H+
物则作为碳源及电子供体提供能量并得到氧化稳定。
b：反硝化反应过程与方程式 在反硝化菌的代谢活动下， NO3-或NO2-中的N可以 有两种转化途径： ① 同化反硝化，即最终产物是有机氮化合物，是 菌体的组成部分； ② 异化反硝化，即最终产物是氮气（N2）。 以甲醇为电子供体：
c：硝化反应所需要的环境条件
污水的脱氮除磷技 术
主要内容
水体富营养化的概念、危害及控制方法 污水脱氮技术概述 污水除磷技术概述
污水同步脱氮除磷技术
脱氮新工艺、新技术介绍
一、水体富营养化的概念、危害及控制方法 之概念
水体富营养化是由于氮、磷等植物营养物的排入引 起水体中藻类大量繁殖的现象。 在湖泊、水库、河口和港湾等水流较缓的区域，最 容易发生水体富营养化现象。一般来说，总磷和无机氮 分别为20mg/m3和300mg/m3，就可以认为水体已处于富营
水体富营养化的防治是水环境保护中的重要问题， 受到国内外的重视，水体富营养化主要防治的方 法有：
（1）控制N、P的排放； （2）对废水作深度处理； （3）打捞藻类，人工曝气； （4）疏浚底泥；
（5）引水（不含营养物）稀释；
（6）使用化学药剂或引入病毒杀死藻类等。
二、污水脱氮技术概述 １、物理化学法

污水脱氮除磷课件ppt

污水脱氮除磷课件ppt

5H7O2N
0.47 N2
0.76CO
2
2.44H
2O
从以上的过程可知，约96％的NO3-N经异化过 程还原，4％经同化过程合成微生物。
污水的生物处理（一）
反硝化过程的影响因素：
（a）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。
聚合磷酸盐：焦磷酸盐(P2O74－) 、三磷酸盐(P3O105-)、 三磷酸氢盐(HP3O92-)
污水的生物处理（一）
一般城市污水水质与排放要求
项目
CODcr BOD5
SS TKN(NH3-N)
TP
进水水质/（mg·L-1）
250~300 100~150 150~200 35（25）
5~6
国家排放标准/（mg·L-1）
在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化 菌对pH的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在污 水中保持足够的碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮 （以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.14g。 对硝化菌的适宜的pH为8.0~8.4。
污水的生物处理（一）
硝化过程的影响因素：
（b）混合液中有机物含量不应过高：硝化菌是 自养菌，有机基质浓度并不是它的增殖限制因素，若 BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增 殖，从而使硝化菌不能成为优势种属。
设立两个缺氧段，第一段利用原水中的反硝化反应。
为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝 化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。

污水的脱氮除磷技术学习教育课件PPT

污水的脱氮除磷技术学习教育课件PPT

（4）生物脱氮的工艺流程
ⅰ、传统脱氮工艺
活性污泥法传统脱氮工艺 （三级生物脱氮系统）
第一级曝气池的功能： ① 碳化——去除BOD5、COD； ② 氨化——使有机氮转化为氨氮； 第二级是硝化曝气池，投碱以维持pH值；
污水的脱氮除磷技术
主要内容

水体富营养化的概念、危害及控制方法


污水脱氮技术
污水除磷技术
污水同步脱氮除磷技术
一、富营养化的危害及控制方法
1、水体的富营养化
水体富营养化是由于氮、磷等植物营养物的排入 引起水体中藻类大量繁殖的现象。
在湖泊、水库、河口和港湾等水流较缓的区域， 最容易发生水体富营养化现象。一般来说，总磷和无 机氮分别为 20mg/m3 和 300mg/m3 ，就可以认为水体 已处于富营养化的状态。
（ 2 ）藻类大量繁殖，降低了水的透明度；同时，藻 类的生长过程还会向水体排放有毒物质，影响鱼类的生 存； （ 3 ）藻类在水体中占据的空间越来越大，占据水体 空间、阻塞水道，使鱼类活动的空间越来越小；
（ 4 ）沉于水底的死亡藻类在缺氧状态下腐化、分解， 使水体变黑、变臭。
3、水体富营养化的控制
在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间 的气液平衡关系进行分离的一种方法。
污水中的氨氮是以氨离子 (NH4+)和游离氨(NH3)两种 形式保持平衡状态而存在： NH3 + H2O NH4+ + OH－
将pH值保持在11.5左右(投加一定量的碱)，让污水流 过吹脱塔，使NH3逸出，以达脱氮目的。
吹脱法脱氨处理流程
NH 4 HOCl NH 2Cl H H 2O
2NH 2Cl HOCl N 2 3Cl H 2O 3H

污水生物脱氮除磷新工艺PPT课件

污水生物脱氮除磷新工艺PPT课件
成。硝化过程可以分为两个过程，分别由亚硝酸菌 和硝酸菌完成。
硝化反应式如下：
氨化反应：
RC2 C HO N O O H 2 N H3 H C2 O RCOOH
硝化反应：
NH
4
1.5O2
NO2
H2O
2H
NO2 0.5O2 NO3
硝化过程总反应式
NH
4
2O2
NO3
H2O 2H
反硝化菌为异养型兼性厌氧菌，在有氧气存在时，它会 以氧气为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有硝酸盐氮或 亚硝酸盐氮存在时，则以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮为电子受 体，以有机碳为电子供体进行反硝化反应。
上较小的完全混合式反应格串联组成，在各反应 段具有良好的基质浓度梯度分布。 （2）污泥龄短、负荷高，运行速率高，除磷效果好。
4.MSBR工艺 MSBR是SBR和A2/O工艺的组合，污水和脱
氮后的活性污泥一并进入厌氧区，聚磷污泥在此 充分放磷，然后泥水混合液交替进入缺氧区和好 氧区，分别完成反硝化、有机物的好氧降解和吸 磷作用，最后在SBR池中沉淀出水。
由于硝化菌是自养菌，水中的C/N 不宜过高，否则将有助于异养菌的 迅速增殖，微生物中的硝化菌的比 例下降。
在反硝化反应中，最大的问题 就是污水中可用于反硝化的有 机碳的多少及其可生化程度。
硝酸菌的停留时间必须大于其最小 世代时间
2.新的硝化-反硝化脱氮原理
同步硝化反硝化：在供氧受限或缺少有机碳源的厌氧 条件下发生同步硝化反硝化，这时氨和亚硝酸盐分别充当电子 供体和电子受体，致使曝气能耗和有机碳源需求量大大减少。 与其他活性污泥法工艺相比，同步硝化反硝化在氧化沟工艺中 最为显著。究其原因是在氧化沟中独特的表面曝气，打散了活 性污泥絮体，形成了新的活性污泥絮体，使活性污泥能够很好 地进行新陈代谢。另外，氧化沟工艺较长的HRT缓解了同步硝化 反硝化速率较低的问题。
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2.1.3 SHARON与ANAMMOX结合工艺 SHARON 与 ANAMMOX 结合主要针对 高浓度氨氮污水。 进水首 先进入 一 悬 浮 、 无 污 泥 停 留 的 SHARON单元，运行最佳温度为35℃。
SHARON与ANAMMOX相结合的 自养脱氮工艺流程
目前，世界上SHARON工艺的首例工程应用 已在荷兰鹿特丹的 Dokhaven污水处理处理厂 内实现；它被用于污泥消化液 ( 含有 1000 ～ 1500mgN/L)反硝化的前处理(亚硝化)。
这个SHARON亚硝化单元以实验室2L小试反 应器为基础，通过数学模拟直接放大到现场 1500m3处理构筑物。 几年实际运行情况表明，这个亚硝化处理单 元性能良好，亚硝化率几乎可达100%(需控 制pH)。
硝化作用
NH+4 + 1.5O2 →→→→ NO-2 + H2O + 2H + NH+4 + 2O2 →→→→ NO-3 + H2O + 2H+
节约O2 25%
脱氮作用
6 NO-2 + 3CH3OH + 3CO2 →→→→ 3N2 + 6HCO3- + 3H2O 6 NO-3 + 5CH3OH + CO2 →→→→ 3N2 + 6HCO3- + 7H2O 节约 CH3OH 40%
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
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。
2.1.2 厌氧氨(氮)氧化 (Anaerobic Ammonium Oxidation，简 称为ANAMMOX)。 氨氮以亚硝酸氮作为电子接受体而被直 接氧化至成氮气，即： NH+4 + NO-2 → N2 + 2H2O
起ANAMMOX作用的微生物已被成功 地分别在实验室流化床与SBR反应器中 培养、富集到一定浓度，合成培养基为 氨氮与亚硝酸氮的混合物。
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。
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。
磷最常见的形式有： 无机磷: 磷酸盐（H2PO4-、 HPO42-、PO43-）；聚磷酸盐； 有机磷。
生活污水中的含磷量一般在1015mg/L左右，其中70%是可溶性的。
活性污泥在好氧、厌氧交替条件下时， 活性污泥中可产生所谓的“聚磷菌”。 聚磷菌在好氧条件下从废水中过量摄取 磷，形成多聚磷酸盐作为贮藏物质。
污水生物脱氮除磷新工艺
污水生物脱氮除磷新工艺

一、脱氮除磷的传统工艺 二、脱氮除磷的新工艺
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、 亚硝酸盐氮和 硝酸盐氮等。
二、脱氮除磷的新工艺
2.1 脱氮新工艺 2.2 除磷新工艺
2.1脱氮新工艺
2.1.1中温亚硝化 2.1.2厌氧氨(氮)氧化 2.1.3 SHARON与ANAMMOX结合工艺
2.1.1中温亚硝化 (Single reactor for High Ammonium Removal Over Nitrite，简称为 SHARON) 亚硝化/反硝化脱氮 即(NH+4→NO-2) ， (NO-2 → N2)
亚硝化反应 NH4+ + O2 + HCO3- → NO2- + H2O + H2CO3 + 亚硝酸菌 硝化反应 NO2- + NH4+ + H2CO3 + HCO3-+ O2 → NO3- + H2O + 硝酸菌
总反应
NH4+ + O2 + HCO3- → NO3- + H2O + H2CO3 + 微生物细胞
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%。
图1 污水生物脱氮的可能途径
传统上，通过两步生物反应，即硝化 (NH+4→ NO-3)与反硝化(NO-3→N2)，实 现污水的生物脱氮。
硝化反应可表示为:
从这一反应中所产生的Gibbs自由能甚 至比产生于好氧氨(氮)氧化(硝化)的能量 还高，所以，能够支持自养细菌生长。
早在20世纪70年代中期，Broda便从自 由能理论计算中预测到自然界应该存在 着ANAMMOX现象，但它的现实发现 是在理论预测10年之后。
荷兰人Mulder首先在用于反硝化的流化床中 发现了这一现象。
排放的剩余污泥中的含磷量在6%左 右（污泥干重）。
除磷机理的作用过程
A/O除磷工艺系统
进水
厌氧池
好池
二沉池
出水 剩余污泥
污泥回流（0.5Q）
为防止水体富 营养化，一般 污水处理既需 要脱氮,也需要 除磷，是否可 以把两者结合 起来实现氮磷 同时去除？
A2/O工艺
生物除磷脱氮生化代谢模型
NH+4 + 1.5O2 →→ NO-2 （∆G◦ = -275kjmol-1）
NH+4 + 2O2 →→ NO-3 （∆G◦ = -349kjmol-1） NH+4 + NO-2 →→ （∆G◦ = -357kjmol-1）
+ H2O + 2H+
+ H2O + 2H+ N2 + 2H2O
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， 要消耗大量能源(因为曝气)； 其次，还需要有足够碳源(COD)来还原 硝酸氮到氮气。
1.2除磷传统工艺