反硝化聚磷菌同步解决脱氮除磷两大问题
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高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程(下册).高等教育出版社.2007一、污水水质和污水出路(总论)。
1.简述水质指标在水体污染控制、污水处理工程设计中的作用。
答:水质污染指标是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。
2.分析总固体、溶解性固体、悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系,画出这些指标的关系图。
答:水中所有残渣的总和称为总固体(TS),总固体包括溶解性固体(DS)和悬浮性固体(SS)。
水样经过滤后,滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体(DS),滤渣脱水烘干后即是悬浮固体(SS)。
固体残渣根据挥发性能可分为挥发性固体(VS)和固定性固体(FS)。
将固体在600℃的温度下灼烧,挥发掉的即市是挥发性固体(VS),灼烧残渣则是固定性固体(FS)。
溶解性固体一般表示盐类的含量,悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量,挥发性固体反映固体的有机成分含量。
关系图3.生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么?分析这些指标之间的联系与区别。
答:生化需氧量(BOD):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。
化学需氧量(COD):在酸性条件下,用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。
总有机碳(TOC):水样中所有有机污染物的含碳量。
总需氧量(TOD):有机物除碳外,还含有氢、氮、硫等元素,当有机物全都被氧化时,碳被氧化为二氧化碳,氢、氮及硫则被氧化为水、一氧化氮、二氧化硫等,此时需氧量称为总需氧量。
这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数。
生化需氧量间接反映了水中可生物降解的有机物量。
化学需氧量不能表示可被微生物氧化的有机物量,此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧。
总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法,前者测定以碳表示,后者以氧表示。
TOC、TOD的耗氧过程与BOD 的耗氧过程有本质不同,而且由于各种水样中有机物质的成分不同,生化过程差别也大。
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。
反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略共3篇反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略1反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略反硝化除磷菌群是底泥和污泥中的一种微生物,可以达到同时去除氮和磷的效果。
本文将对反硝化除磷菌群的结构和工艺调控策略进行探讨。
一、反硝化除磷菌群的种类和特征在反硝化除磷菌群中,主要有两类菌群:一类是反硝化除磷菌群,具有同时去除氮、磷的特点;另一类是硝化除磷菌群,具有偏向于去除氮的特性。
反硝化除磷菌群是厌氧微生物,在厌氧条件下能够利用硝酸盐和硝酸盐为电子受体和有机物为电子供给体进行反硝化反应,把硝酸盐还原为氮气,同时还能利用源于有机物的磷酸盐形成包括聚β-羟基丁酸钝菌体(PHB)在内的多种有机物质,从而实现氮、磷的脱除。
其中,有机物的磷酸盐可以通过菌群内某些菌株的代谢环节,转化为内源性,或表观转化为外源性,进而得到吸附并去除。
硝化除磷菌群是好氧微生物,它们能够利用氨或尿素作为氮源,通过硝化的反应途径将氨氮转化为亚硝酸和硝酸,然后再反硝化为氮气。
在此过程中,磷与氮形成的化合物也能够被菌群吸附,实现同步去除。
二、反硝化除磷菌群结构的影响因素反硝化除磷菌群的生长和繁殖受到很多因素的影响,包括水质、底泥、温度、pH值、溶解氧等等。
水质因素包括有机质含量、硝酸盐氮、磷酸盐等等。
底泥因素包括底泥矿物质含量、渗透率、氧化还原电位等。
温度对反硝化除磷菌群的生长和繁殖也有很大影响,一般在25℃左右最为适宜。
pH值也是反硝化除磷菌群的重要影响因素之一,多数菌群在6-8的pH值下生长和繁殖最佳。
三、反硝化除磷菌群工艺调控策略为了让反硝化除磷菌群达到较好的脱除效果,需要进行科学严谨的工艺调控。
以下提出几个工艺调控策略:1.控制水质:必须严格控制水体中有机质的含量,并且注意避免过量的氨氮和磷酸盐的加入。
2.增加菌群量:可以通过加入菌剂的方式,提高水体菌群的数量。
而且,通过增加氧气浓度,可提高菌群的代谢活性,加速菌群的生长和繁殖。
A2O工艺脱氮与除磷矛盾A2O法又称AAO法,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(厌氧-缺氧-好氧法),是一种常用的污水处理工艺,可用于二级污水处理或三级污水处理,以及中水回用,具有良好的脱氮除磷效果。
在传统A2O工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程,就会发生各种矛盾冲突,比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧(DO)残余干扰等。
一、传统A2O工艺存在的矛盾1、污泥龄矛盾传统A2/O工艺属于单泥系统,聚磷菌(PAOs)、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中,而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同:1)自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比,硝化菌的世代周期较长,欲使其成为优势菌群,需控制系统在长泥龄状态下运行。
冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄(SRT)需控制在30d以上;即使夏季,若SRT<5 d,系统的硝化效果将显得极其微弱。
2)PAOs属短世代周期微生物,甚至其最大世代周期(Gmax)都小于硝化菌的最小世代周期(Gmin)。
从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。
若排泥不及时,一方面会因PAOs的内源呼吸使胞内糖原消耗殆尽,进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚-β-羟基烷酸(PHAs)的贮存,系统除磷率下降,严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放;另一方面,SRT也影响到系统内PAOs和聚糖菌(GAOs)的优势生长。
在30℃的长泥龄(SRT≈10d)厌氧环境中,GAOs对乙酸盐的吸收速率高于PAOs,使其在系统中占主导地位,影响PAOs释磷行为的充分发挥。
2、碳源竞争及硝酸盐和DO残余干扰在传统A2/O脱氮除磷系统中,碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面,其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。
一般而言,要同时完成脱氮和除磷两个过程,进水的碳氮比(BOD5 /ρ(TN))>4~5,碳磷比(BOD5/ρ(TP))>20~30。
论同步脱氮除磷技术近年来,随着城市化进程的加速以及工业污染和农业污染的日益严重,我国水质污染问题日趋突出。
其中,氮、磷是影响水质的重要因素,其过量排放会引起水体富营养化,危害水生态系统健康。
因此,同步脱氮除磷技术成为了处理水体中氮、磷含量的重要途径。
同步脱氮除磷技术,即采用一种工艺同时去除废水中的氮、磷,通过生化作用使氨氮转化为亚硝酸盐,再转化为硝酸盐,最后形成气体排出;同时抑制磷的生化与化学反应,使之沉淀或沉积于污泥中。
该技术不仅能够达到环保处理水体的目的,还可将脱氮和除磷过程同时高效完成,节省了处理工序和处理成本。
同步脱氮除磷技术包括物理、生化、化学多种方法,常用的主要有AO法、A2/O法、BCR法等。
其中,AO法是最简单且最常用的方法之一,其原理是将污水分别送到好氧区和缺氧区中进行处理,好氧区主要进行脱氮处理,缺氧区主要进行除磷处理。
A2/O法则将AO法中的好氧区和缺氧区合并,采用同一区域一次完成脱氮和除磷处理,减少了处理过程,提高了处理效率和稳定性。
BCR法则是通过调节池中厌氧、好氧和缺氧的条件,使之适应不同微生物的生长和代谢需求,从而达到同步脱氮和除磷的效果。
同步脱氮除磷技术不仅具有清洁、高效、经济、安全等优势,而且能够降低废水对环境的影响,改善水质,满足人们对清新水环境的需求。
但是,要达到最佳效果,还需考虑好氧条件、微生物种类、活性污泥浓度等因素的选择和调节,进行合理、科学的处理。
总之,同步脱氮除磷技术是一种先进的水处理技术,在现代环保事业中发挥着重要作用。
未来,随着技术的进步和应用的不断推广,同步脱氮除磷技术将成为水处理领域的主流技术,发挥更大的治理和保护作用。
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的迅猛发展,大量生活污水和工业废水被排放到水环境中,造成了严重的环境问题。
为了有效减少污水对环境的危害,人们研发了多种污水处理技术。
其中,污水生物脱氮除磷工艺因具有较好的处理效果和较低的运行成本,得到了广泛的应用。
本文将就污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展进行详细探讨。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种基于微生物作用,利用活性污泥法等生物处理技术,将污水中的氮、磷等营养元素去除的工艺。
该工艺主要利用微生物的代谢作用,将污水中的氮、磷转化为无害物质,从而达到净化水质的目的。
2. 国内外应用现状目前,国内外广泛应用的污水生物脱氮除磷工艺主要包括A/O法、A2/O法、氧化沟法等。
这些工艺在我国污水处理领域得到了广泛应用,特别是在城市污水处理厂和工业废水处理中。
此外,一些新型的生物脱氮除磷技术,如MBR(膜生物反应器)技术、超声波强化生物脱氮除磷技术等也在逐步推广应用。
三、工艺运行机制与原理污水生物脱氮除磷工艺主要依靠活性污泥中的微生物完成。
在反应过程中,微生物通过吸附、吸收、代谢等作用,将污水中的氮、磷等营养元素转化为无害物质。
具体来说,脱氮过程主要通过氨化、硝化和反硝化等步骤实现;除磷过程则主要通过聚磷菌的过量摄磷和释磷实现。
四、工艺发展及挑战1. 技术发展随着科技的不断进步,污水生物脱氮除磷工艺也在不断发展和完善。
新型的生物反应器、高效的微生物菌剂、智能化的控制系统等技术手段的应用,使得污水处理效率得到了显著提高。
同时,一些新型的污水处理理念和技术,如低碳、低能耗、资源化等也得到了广泛关注。
2. 面临的挑战尽管污水生物脱氮除磷工艺取得了显著的成果,但仍面临一些挑战。
如:如何进一步提高处理效率、降低运行成本;如何解决污泥处理与处置问题;如何应对复杂多变的水质等。
此外,一些新兴污染物(如微塑料、新型有机污染物等)也对传统污水处理技术提出了新的挑战。
生物脱氮原理(碳源)(碳源)图1 硝化和反硝化过程图2 A2/O工艺流程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。
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PO 43-)或颗粒态(多聚磷酸盐)。
氨化菌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。
水处理生物学期中小综述题目:反硝化除磷工艺的基本原理和影响因素学院:建筑工程学院系土木工程系专业:给水排水工程班级:给排水111班学号:***********名:***指导教师:**日期:2013 年11 月23 日反硝化除磷工艺的基本原理和影响因素摘要:概述了反硝化除磷工艺的基本原理及反硝化单双污泥系统,介绍了污泥龄、活性污泥浓度、温度、PH值、硝态氮、碳源和溶解氧等影响因素,同时简单介绍了反硝化除磷技术的运用现状及其发展前景。
关键词:反硝化除磷;DPAOs(反硝化聚磷菌);DPB(反硝化除磷菌)一、前言传统的脱氮除磷工艺,如A2/O工艺存在很多问题,如二沉池回流污泥中的硝酸盐对厌氧区磷的释放产生的不利影响;反硝化菌与聚磷菌之间存在碳源的竞争,而城市污水的碳源浓度普遍较低,难以满足同时高效脱氮除磷的要求;污泥中硝酸盐氮,亚硝酸盐氮在二沉池中发生反硝化产生的氮气附着在污泥表面而使其上浮,造成污泥沉降性能较差,出水SS升高的问题。
【1】反硝化除磷工艺是一种新型的污水生物脱氮除磷工艺。
它是利用DPAOs(反硝化聚磷菌)的生理代谢活动产生的一种能够实现节能降耗的污水脱氮除磷新工艺。
DPAOs能够利用在厌氧阶段吸收的有机物在缺氧阶段以硝酸盐为电子受体氧化分解,同时利用此过程产生的能量将污水中的磷过量吸收进入胞内。
这样利用同一部分COD(化学需氧量)完成了同步的脱氮和除磷效果。
【2】反硝化除磷技术作为一种新型高效低能耗的技术成为近年来水处理领域的热点。
反硝化除磷作用可以在缺氧段无碳源的情况下进行,不仅实现同时除磷脱氮,还克服了生活污水中基质缺乏的问题,尤其适用于高氮磷废水及产生挥发性脂肪酸潜力低的城市污水。
应用反硝化除磷工艺处理城市污水时不仅可节省曝气量,而且还可减少剩余污泥量,即可节省投资和运行费用。
二、反硝化除磷工艺基本原理DPB(反硝化除磷菌)可以利用硝酸盐、亚硝酸盐或O2为电子受体,其基于体内的聚β-羟基丁酸酯(PHB)和糖原质生物代谢原理与传统A/O法中的PAOs极为相似。
A2O生物脱氮除磷工艺原理A2/O生物脱氮除磷工艺原理在首段厌氧池进行磷的释放使污水中P的浓度升高,溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降,另外NH3-N因细胞合成而被去除一部分,使污水中NH3-N浓度下降,但NO3--N浓度没有变化。
在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将回流混合液中带入的大量NO3--N和NO2--N还原为N2释放至空气,因此BOD5浓度继续下降, NO3--N浓度大幅度下降,但磷的变化很小。
在好氧池中,有机物被微生物生化降解,其浓度继续下降;有机氮被氨化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降, NO3--N浓度显著增加,而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。
A2/O合建式工艺中,厌氧、缺氧、好氧三段合建,中间通过隔墙与孔洞相连。
厌氧段和缺氧段采用多格串连为混合推流式,好氧段则不分隔为推流式。
厌氧段、缺氧段,均采用水下搅拌器搅拌;好氧段采用鼓风曝气A2/O工艺影响因素1. 污水中可生物降解有机物的影响2. 污泥龄ts的影响3. DO的影响4. NS的影响5. TKN/MLSS负荷率的影响(凯氏氮,污泥负荷率的影响)6. R与RN的影响A2/O工艺存在的问题该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得较好的效果。
其原因是:回流污泥全部进入到厌氧段。
好氧段为了硝化过程的完成,要求采用较大的污泥回流比,(一般R为60%,100%,最低也应,40%),NS较低硝化作用良好。
但由于回流污泥将大量的硝酸盐和DO带回厌氧段,严重影响了聚磷菌体的释放,同时厌氧段存在大量硝酸盐时,污泥中的反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化,等脱N完全后才开始磷的厌氧释放,使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大大减少,使出磷效果?如果好氧段硝化不好,则随回流污泥进入厌氧段的硝酸盐减少,改变了厌氧环境,使磷能充分厌氧释放,?ηP ?,但因硝化不完全,故脱氮效果不佳,使ηN?A2/O工艺改进措施.1. 将回流污泥分两点加入,减少加入到厌氧段的回流污泥量,从而减少进入厌氧段的硝酸盐和溶解氧。
生物脱氮除磷工艺及研究随着水体富营养化问题的日渐突出,污水综合排放标准日趋严格,污水处理技术逐渐从以单一去除有机物为目的的阶段进入既要去除有机物又要脱氮除磷的深度处理阶段。
生物脱氮除磷技术是经济' 高效的脱氮除磷技术,在污水处理领域已得到广泛的应用。
1反硝化除磷机理生物脱氮除磷主要是利用反硝化达到除磷的目的。
生物脱氮除磷是在厌氧/缺氧环境的交替运行的条件下,易富集一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物,该微生物能利用氧气或硝酸根作为电子受体,通过他们的代谢作用同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到除磷脱氮的目的。
对于反硝化除磷现象研究者们提出了两种假说来进行解释:(1) 两类菌属学说,即生物除磷系统中的聚磷菌(PAO)可分为两类菌属,其中一类PAO只能一氧气作为电子受体,而另一类则既能以氧气又能以硝酸盐作为电子受体,因此他们在吸磷的同时能进行反硝化;(2) 一类菌属学说,即在生物除磷系统中只存在一类PAQ他们在一定的程度上都具有反硝化能力,该能力能否表现出来关键在于厌氧/缺氧这种交替运行的环境条件是否得到了强化。
而J.Y.Hu等通过试验发现厌氧/缺氧SBR系统中存在一类能以氧气'硝态氮' 和亚硝态氮作为电子受体的聚磷微生物,因此他将厌氧/缺氧型反硝化聚磷污泥系统的两类微生物的两类微生物菌属假说扩增到三类微生物菌属;第三类就是既能够以氧气和硝酸盐氮,也能以亚硝酸盐氮作为电子受体的类聚磷微生物。
通过总结可以确立的反硝化除磷机理: 反硝化除磷菌作为兼性厌氧细菌可以通过厌氧/缺氧条件的驯化培养大量富集;在缺氧条件下能产生分别或同时利用氧气,亚硝酸盐、硝酸盐作为电子受体的DPBo并且通过胞内PHB和糖原质的生物代谢作用来过量吸收磷,其代谢作用与传统PAO相似。
DPB体内包含3类内聚物:PHB糖原和聚磷颗粒。
首先在厌氧条件下,DPBS过厌氧释放磷获取能量体内合成PHB在缺氧条件下DPB可利用3种物质作为电子受体完成磷的摄取,同时完成反硝化过程,PHB 消耗和聚磷颗粒的生长同时进行。
聚磷菌的除磷机理及影响因素污水生物除磷的原理就是人为创造生物超量除磷过程,实现可控的除磷效果。
整个过程必须通过创造厌氧与好氧交替环节利用聚磷菌的作用来实现生物除磷过程。
一、聚磷菌除磷机理聚磷菌也叫做摄磷菌、除磷菌,是传统活性污泥工艺中一类特殊的细菌,在好氧状态下能超量地将污水中的磷吸入体内,使体内的含磷量超过一般细菌体内的含磷量的数倍,这类细菌被广泛地用于生物除磷。
1)厌氧条件下释磷在没有溶解氧或硝态氮存在的条件下,兼性细菌通过发酵作用将可溶性BOD5转化为低分子挥发性有机酸VFA。
聚磷菌吸收这些发酵产物或来自原污水的VFA,并将其运送到细胞内,同化成胞内碳能源储存物质PHB,所需的能力来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解,并导致磷酸盐的释放。
2)好氧条件下摄磷好氧条件下,聚磷菌的活力得到恢复,并以聚磷的形式存储超过生长所需的磷量,通过PHB的氧化代谢产生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储,磷酸盐从水中被去除。
3)富磷污泥的排放产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放,从而将磷去除。
从能量角度来看,聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物,在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。
除磷的关键是厌氧区的设置,聚磷菌能在短暂的厌氧条件下,由于非聚磷菌吸收低分子基质并快速同化和储存这些发酵产物,即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。
这样一来,能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖,并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。
这种选择性增殖的另一好处是抑制了丝状菌的增殖,避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能,因此厌氧/好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀。
二、聚磷菌代谢的影响因素生物除磷中通过聚磷菌在厌氧状态下释放磷,在好氧状态下过量地摄取磷。
经过排放富磷剩余污泥而除磷,其影响聚磷菌代谢的影响因素包括:温度、pH值、厌氧池DO、厌氧池硝态氮、泥龄、CP比、RBCOD含量、糖原、HRT等。
a2o同步脱氮除磷工艺流程A2O同步脱氮除磷工艺流程。
一、前言。
今天咱们来唠唠A2O同步脱氮除磷这个超厉害的工艺流程。
这个工艺在污水处理领域可是个“明星”,它能同时搞定污水中的氮和磷,让污水变得更干净呢。
二、A2O工艺的组成部分。
(一)厌氧区。
1. 功能。
- 这是污水进入A2O工艺的第一站。
在这里,主要发生的是聚磷菌的释磷过程。
污水中的有机物会被聚磷菌分解利用,同时聚磷菌会释放出体内储存的磷。
就像聚磷菌在这个小天地里把自己的“磷仓库”打开,把磷放出来一样。
2. 环境特点。
- 这个区域基本没有氧气哦。
如果有氧气跑进来,就会干扰聚磷菌的正常工作,它们就不能好好地释磷啦。
(二)缺氧区。
1. 功能。
- 污水从厌氧区流到缺氧区后,这里可是反硝化细菌的“主战场”。
反硝化细菌会利用污水中的有机物作为碳源,把在好氧区产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气。
这就相当于把污水里的氮元素以气体的形式赶出去,是不是很神奇呢?2. 环境特点。
- 缺氧区的氧气含量非常低,主要是为了满足反硝化细菌的生长和反应需求。
如果氧气太多,反硝化细菌就不乐意干活了,它们更喜欢这种低氧的环境。
(三)好氧区。
1. 功能。
- 这是整个A2O工艺中最热闹的地方啦。
在这里,好氧微生物们可忙乎了。
一方面,有机物会被好氧微生物分解成二氧化碳和水,这就是污水中有机物被去除的重要过程。
另一方面,氨氮会被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐,这是硝化反应哦。
而且聚磷菌在这个区域会大量吸收污水中的磷,把之前在厌氧区释放的磷加倍吸收回来,储存在体内。
2. 环境特点。
- 好氧区充满了氧气,就像一个充满活力的有氧健身房一样。
这些氧气是通过曝气系统提供的,就像给好氧微生物们吹泡泡一样,让它们有足够的氧气来进行各种反应。
三、污水在A2O工艺中的流动过程。
1. 进水。
- 污水首先进入厌氧区,开始它的“变身之旅”。
2. 区域间流动。
- 从厌氧区出来后,污水就流到了缺氧区,然后再进入好氧区。
这个流动顺序可不能乱哦,就像排队一样,每个区域都有自己的任务要完成。
反硝化聚磷菌同步解决脱氮除磷两大问题
01 ?反硝化除磷机理
反硝化除磷就是在厌氧 /缺氧环境交替运行的条件下,易富集一
类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物,该聚磷菌能利用
NO3-作为电子受体,通过它们的代谢作用同时完成过量吸磷和反硝化
过程。最大限度地减少碳源需求量,实现了能源和资源的双重节约。
反硝化除磷能节省 COD 约 50%,节省氧约 30%,剩余污泥量减少 50%
左右。
大量实验室和生产性规模的生物除磷脱氮研究也表明,当微生物
依次经过厌氧、缺氧和好氧 3个阶段后,约占 50%的聚磷菌既能利
用氧气又能利用NO3-作为电子受体来聚磷,即反硝化聚磷菌(DPB的
除磷效果相当于总聚磷菌的 50%左右)。这些发现一方面说明了硝酸
盐亦可作为某些微生物氧化PHB 的电子受体,另一方面也证实了在
污水的生物除磷系统中的确存在着 DPB 属微生物,而且通过驯化可
得到富集 DPB 的活性污泥。
02 ?反硝化除磷工艺
该技术对城市污水特别是 C/N 比较低的污水有很好的处理效
果。目前满足 DPB 所需环境和基质的工艺有单双两级。在单级工艺
中,DPB 细菌、硝化细菌及非聚磷异养菌同时存在于悬浮增长的混合
液中,顺序经历厌氧/缺氧/好氧 3种环境,最具代表性的是 BCFS
工艺。在双级工艺中,硝化细菌独立于DPB 而单独存在于某一反应
器中,Dephanox 工艺和A2N 工艺是最具代表性的双级工艺。
1、BCFS 工艺
BCFS 工艺是在 UCT 工艺及原理的基础上开发的。
其工艺流程如图 1。改进在于增加了 2个反应池,接触池与混
合池;增加了 2个混合液循环 Q1和Q3 。
接触池的功能为:回流污泥和来自厌氧池的混合液在池中充分混
合,吸附剩余 COD;有效防止污泥膨胀。
混和池的功能为:最大程度地保证污泥再生而不影响反硝化或除
磷;容易控制 SVI;最大程度地利用 DPB 以获得最少的污泥产量。
混合液循环Q1 的功能是为了增加硝化或同时反硝化的机会,从
而获得良好的出水氮浓度。Q3则是起辅助回流污泥向缺氧池补充硝
酸盐氮的作用。
BCFS 将生物、化学除磷工艺合并,是在线磷分离与离线磷沉淀
的生物与化学除磷结合方式,充分利用反硝化聚磷菌的反硝化除磷和
脱氮双重作用,来实现磷的完全去除和氮的最佳去除过程。由于充分
利用 BCFS 工艺中的污泥龄易满足硝化细菌增长所需的生长条件,污
泥产量较低。荷兰 BDG与 WGS 工程咨询公司针对 BCFS 技术合作开
发设计出同心圆反应池,实现了计算机自动控制。但是该工艺回流系
统较复杂且总回流比高,同时在流程上比较复杂,污水处理厂通常采
用同心圆构型,运行管理相对复杂,运行成本相对较高。
2、Dephanox 工艺
Dephanox 工艺是在厌氧池和好氧池之间增加了沉淀池和固定膜
反应池。固定膜反应池的功能在于可以避免由于氧化作用而造成的有
机碳源的损失和稳定系统的硝酸盐浓度。
污水在厌氧池中释磷,在沉淀池中进行泥水分离,含氨较多的上
清液进入固定膜反应池进行硝化,被沉淀的污泥则与固定膜反应池中
的 NO 一同进入缺氧段,完成反硝化和摄磷。
此工艺的优点在于能解决除磷系统反硝化碳源不足的问题和降
低系统的能耗,降低剩余污泥量且COD 消耗量低。
3、A2N工艺
把硝化菌和反硝化聚磷菌在不同的污泥系统分别进行培养,即双
污泥系统,简称为 A2N工艺。A2N连续流反硝化除磷脱氮双泥系统利
用 DPB 体内PHB 的“一碳两用”来实现脱氮除磷。
A2N-SBR 工艺是一种新兴的双泥反硝化除磷工艺,由 AAO-SBR
反应器和 N-SBR 反应器组成。AAO-SBR 的主要功能是去除 COD 和
反硝化除磷脱氮;N-SBR 的反应器主要起硝化作用,这 2个反应器
的活性污泥是完全分开的,只将各自沉淀后的上清液相互交换。连续
流双泥系统反硝化脱氮除磷的特性:A2N 双泥系统能使硝化菌和反硝
化聚磷菌分别在各自最佳的环境中生长,利于系统脱氮除磷的高效和
稳定,当 C/N 提高到,TN、TP、COD 的去除率分别为 %、% 、95%。
A2N工艺在实际应用中面临的主要问题是:当缺氧段硝酸盐量不
充足时磷的过量摄取受到限制,而硝酸盐量富余时硝酸盐又会随回流
污泥进入厌氧段,干扰磷的释放和聚磷菌 PHB 的合成。反硝化除磷
技术将反硝化脱氮和生物除磷两者相结合,是可持续发展的污水生物
处理工艺。
污水除磷技术的发展
01 ?物化除磷与生物除磷技术相结合
目前普遍采用物化和生化相结合的城市污水处理工艺。其最显着
的特点是流程中投加化学混凝剂,其余则与普通活性污泥法类似。生
物除磷的工艺稳定性可通过附加化学沉淀来改善。
在国外很多二级污水处理厂的曝气池中投入混凝剂,主要目的是
帮助除磷,使原来设计具有氮磷脱除能力的污水厂的除磷功能更加有
效。对一些已建成的二级生物污水处理厂,在生物处理的基础上物化
法,可大大提高出水水质。
将生物除磷与化学除磷相结合,可以充分利用生物除磷费用低、
化学除磷出水磷浓度低且比较稳定的优点。
02 ?采用微生物固定化技术处理含磷废水
微生物固定化技术通常用于难降解有机废水、含氨氮有机废水
等。以 PVA-硼酸法固定以假单胞菌为优势菌的活性污泥进行除磷的
研究中,固定化的污泥具有较高的活性及除磷效率,6h内可将起始
质量浓度为 mg·L-1 的磷降至 44mg·L-1。
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