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第3章__脱氮除磷.ppt

第3章__脱氮除磷

艾尔小茜茜 2018-05-06 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《第3章__脱氮除磷ppt》,可适用于工程科技领域,主题内容包含第三章污水的脱氮除磷深度处理城市污水经传统的二级处理以后虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物如氮和磷等的化合物。符等。

第三章污水的脱氮除磷深度处理城市污水经传统的二级处理以后虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物如氮和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质能助长藻类和水生生物引起水体的富营养化影响饮用水水源。一般城市污水水质与排放要求项目进水水质(mgmiddotL)国家排放标准(mgmiddotL)一级A一级BCODcr~BOD~SS~TKN(NHN)()()()TP~第一节氮的去除废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。氨化反应:新鲜污水中含氮化合物主要是以有机氮如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的此外也含有少数的氨态氮如NH及NH等。微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化微生物在氨化微生物的作用下有机氮化合物分解、转化为氨态氮以氨基酸为例:化学法除氮()吹脱法:生物法脱氮()生物脱氮机理生物脱氮是在微生物的作用下将有机氮和氨态氮转化为N和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。同化作用去除的氮依运行条件和水质而定如果微生物细胞中氮含量以计算同化氮去除占原污水BOD的~氮去除率在~。、生物脱氮机理生物脱氮工艺(a)三段生物脱氮工艺:将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。(b)缺氧mdashmdash好氧生物脱氮工艺:该工艺将反硝化段设置在系统的前面又称前置式反硝化生物脱氮系统。反硝化反应以水中的有机物为碳源曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液在缺氧池中进行反硝化脱氮。(c)Bardenpho生物脱氮工艺:设立两个缺氧段第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。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。曝气池用于吹脱废水中的氮气提高污泥的沉降性能防止在二沉池发生污泥上浮现象。第二节磷的去除常规活性污泥法的微生物同化和吸附生物强化除磷投加化学药剂除磷。生物除磷机理()AO法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统。厌氧好氧除磷工艺流程AO生物除磷工艺()Phostrip去除磷工艺流程:第三节生物除磷及生物脱氮除磷工艺AO工艺AO工艺基本流程改进的Bardenpho工艺UCT工艺SBR工艺SBR工艺是将除磷脱氮的各种反应通过时间顺序上的控制在同一反应器中完成。MSBR工艺传统AO工艺MSBR脱氮除磷工艺MSBR池平面图MSBR单元工作状态三沟式氧化沟UNITANK工艺YAAO工艺第四节生物脱氮除磷工艺设计()溶解性有机底物浓度的影响:厌氧段:BODTP缺氧段:BODNO、CODTKN()污泥龄:硝化:硝化菌世代时间长脱氮泥龄控制~天除磷:要求泥龄短一般~天综合:权衡两方面组合工艺一般~天。一、生物脱氮除磷工艺设计应考虑的要素:()溶解氧DO:厌氧段:mgl缺氧段:mgl好氧段:~mgl()反硝化区和硝化区的容积比:(~):(~)一般为:()有机底物污泥负荷的影响:好氧池kgBODkgMLSSd(过高抑制自养菌)厌氧池kgBODkgMLSSd(过低影响释磷效果)()氮的污泥负荷:一般小于kgTKNkgMLSSd(过高会抑制微生物)()污泥回流比R和混合液回流比r:R=(~)r=(~)()水温的影响:脱氮:硝化~degC不低于反硝化~degC不低于除磷:温度对聚磷菌影响不大与一般异养菌一样。()碱度的影响:硝化氧化gNH消耗碱度gpH~反硝化还原gNO产生碱度gpH~除磷:与一般异养菌相同中性偏碱性。()水力停留时间:厌氧:缺氧:好氧=::(~)厌氧池:~h缺氧池:h好氧池:~h系统总:~h()反应区有效容积:厌氧段:一般以水力停留时间设计取Tp=hVp=Q*Tp缺氧段:以反硝化速率设计Kde=~kgNOkgMLVSSdVn=Q(NkNte)XKde*Xv好氧段:以有机底物污泥负荷设计NskgBODkgMLVSSdVo=Q(SrsquoSe)Ns*Xv以泥龄设计:Vo=QYƟc(SlsquoSe)Xv(Kd*Ɵc)一般以:VnVo=Q(SSe)Ns*XvVn:Vo=:~设计二、生物脱氮除磷工艺设计计算:()需氧量计算:BOD好氧降解需氧:O=Q(SSe)XvNH硝化需氧:O=Q(NkNke)XvNO反硝化相当氧量:O=Q(NtNkeNoe)Xv总需氧量:O=OOO()剩余污泥计算:异养菌生成:Xvc=Yc*Q*(SSe)自养菌生成:Xvn=Yn*Q*(NNe)内源呼吸消耗:W=Kd*Xv*VXv=Yc*Q*(SSe)Yn*Q*(NNe)Kd*Xv*V()污泥回流比R和混合液回流比r:Qr*Xr=(r)*Q*RR=X(XrX)Q*N=(Q*rQ*RQ)*Ner=(NNe)Rr=ƞƞ*RR(ƞ)=ƞR(ƞ)(ƞ)asympƞ(ƞ)ƞ=(NNe)NeXr=SVI四、主要的脱氮除磷活性污泥法功能表及影响因素脱氮除磷工艺及功能表第五节脱氮除磷的影响因素硝化过程的影响因素:(a)好氧环境条件并保持一定的碱度:硝化菌为了获得足够的能量用于生长必须氧化大量的NH和NO氧是硝化反应的电子受体反应器内溶解氧含量的高低必将影响硝化反应的进程在硝化反应的曝气池内溶解氧含量不得低于mgL多数学者建议溶解氧应保持在~mgL。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CaCO计)g。对硝化菌的适宜的pH为~。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。(c)硝化反应的适宜温度是~以下时硝化反应速度下降时完全停止。硝化过程的影响因素:(d)硝化菌在反应器内的停留时间即生物固体平均停留时间(污泥龄)SRTn必须大于其最小的世代时间否则将使硝化菌从系统中流失殆尽一般认为硝化菌最小世代时间在适宜的温度条件下为d。SRTn值与温度密切相关温度低SRTn取值应相应明显提高。(e)除有毒有害物质及重金属外对硝化反应产生抑制作用的物质还有高浓度的NHN、高浓度的NOxN、高浓度的有机基质、部分有机物以及络合阳离子等。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BODTKN~时,即可认为碳源充足二是外加碳源多采用甲醇(CHOH)因为甲醇被分解后的产物为CO和HO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。(b)pH:对反硝化反应最适宜的pH是~。pH高于或低于反硝化速率将大为下降。反硝化过程的影响因素:(c)溶解氧浓度:反硝化菌属异养兼性厌氧菌在无分子氧同时存在硝酸根离子和亚硝酸根离子的条件下它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸使硝酸盐还原。另一方面反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下才能够合成。这样反硝化反应宜于在缺氧、好氧条件交替的条件下进行溶解氧应控制在mgL以下。(d)温度:反硝化反应的最适宜温度是~低于反硝化反应速率最低。为了保持一定的反硝化速率在冬季低温季节可采用如下措施:提高生物固体平均停留时间降低负荷率提高污水的水力停留时间。()厌氧环境条件:(a)氧化还原电位:Barnard、Shapiro等人研究发现在批式试验中反硝化完成后ORP突然下降随后开始放磷放磷时ORP一般小于mV(b)溶解氧浓度:厌氧区如存在溶解氧兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢不会产生脂肪酸也不会诱导放磷好氧呼吸会消耗易降解有机质(c)NOx浓度:产酸菌利用NOx作为电子受体抑制厌氧发酵过程反硝化时消耗易生物降解有机质。生物除磷影响因素:()有机物浓度及可利用性:碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大除磷系统中BODTP一般~。生物除磷影响因素:()污泥龄:污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量污泥龄越长污泥含磷量越低去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。Rensink和Ermel研究了污泥龄对除磷的影响结果表明:SRT=d时除磷效果SRT=d时除磷效果SRT=d天时除磷效果。同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。生物除磷影响因素:进水磷浓度为mgL时SRT和BODL的去除率对出水磷浓度的影响:BODL的去除量(mgmiddotL)泥龄d出水POP浓度(mgmiddotL)()pH:与常规生物处理相同生物除磷系统合适的pH为中性和微碱性不合适时应调节。生物除磷影响因素:()温度:在适宜温度范围内温度越高释磷速度越快温度低时应适当延长厌氧区的停留时间或投加外源VFA。()其他:影响系统除磷效果的还有污泥沉降性能和剩余污泥处置方法等。

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