废水生物脱氮除磷工艺-(上课用)..ppt

污（废）水脱氮、除磷的目的和意义 一级处理：去除COD约30％左右 二级生物处理：去除CODCr70％～90％，BOD5去除90％以上。 产生NH3-N、NO3--N和PO43-、SO42-。 25％氮和19％的磷被吸收合成微生物细胞，通过排泥得到去除。 如味精废水和赖氨酸废水：含氨氮（NH3-N）6000mg/L左右。CODCr更高，60 000～80 000mg/L,BOD5约为CODCr的一半。 水体富营养化 第一节 N素循环 一、生物脱氮的基本原理 生物脱氮过程主要由两段工艺共同完成： 好氧硝化 厌氧反硝化 （一）硝化反应 1、硝化作用 是指由硝化菌将氨氮氧化成硝酸盐氮的过程。 2、硝化反应由两组自养好氧微生物完成： 亚硝酸盐细菌（Nitrosomonas） 硝酸盐细菌（Nitrobacter） （1）亚硝酸盐细菌（Nitrosomonas） 化能无机营养 有些自养型硝化细菌能混合营养生长, 少数可异养生长。 专性好氧； 最适温度25-30℃（5-30℃）； 最适pH7.5-8.0（5.8-8.5）； 亚硝酸细菌（5个属） 亚硝化单胞菌 Nitrosomonas自养、混养； 亚硝化球菌 Nitrosococcus 自养、混养； 亚硝化螺菌 Nitrosospira 严格自养； 亚硝化弧菌属 Nitrosovibrio 自养、混养； 亚硝化叶菌属 Nitrosolobus 自养、混养； （2）硝酸盐细菌（Nitrobacter） 化能无机营养： 有些自养型硝化细菌能混合营养生长, 少数可异养生长。 NO2-浓度在2-30mmol/L时化能无机营养最好。 最适温度25-30℃ 最适pH7.5-8.0。 硝酸细菌（4个属） 硝化杆菌属Nitrobacter 自养、可异养，自养快于异养 硝化球菌属 Nitrococcus 严格自养 硝化刺菌属 Nitrospina 严格自养 硝化螺菌属 Nitrospira 自养、混养 3、硝化过程分为两个阶段： NH3 →NH2OH→ NO →NO2- NO2-→ NO3- 氨单加氧酶 羟胺氧还酶 羟胺氧还酶 亚硝酸盐氧还酶 总反应式： NH4+ + 1.86 O2 + 1.982 HCO3- 0.982NO3- + 1.044 H2O + 1.881H2CO3 + .021C5H7O2N （1） 由（1）可知： 硝化反应消耗碱度和氧气 每氧化1mg NH4+ - N 为 NO3- - N 需消耗7.14mg CaCO3, 需氧 4.57 mg 4、硝化反应的环境条件： 好氧条件，并保持一定的碱度。 有机物含量不应过高，15～20mg/L以下。 温度20～30℃，15℃时速度下降，5℃时完全停止。 污泥龄必须大于其最小的世代时间。 重金属、高浓度的NH4+-N和NOx--N对硝化反应有抑制作用。 5、硝化段的操作 泥龄：悬浮固体停留时间SRT。 可通过排泥控制泥龄一般在5d以上，要大于硝化细菌的比生长速率。 溶解氧：一般维持在1.2-2.0mg/L。 溶解氧小于 0.5mg/L，硝化作用停止。 需氧量的计算：O2=4.33（N被氧化）mg/L。每氧化1g NH3需消耗4.33g 氧。 5、硝化段的操作 水力停留时间： 普通活性污泥法曝气时间 4~6h pH：硝化反应导致pH下降，亚硝酸、硝酸细菌分别在7.0-7.8、7.7-8.1活性最强。 需要量：碱度=7.14（N被氧化）mg/L 温度：两类硝化细菌的最宜温度为30℃左右， 在不同工艺和不同硝酸盐负荷率下，温度的影响大小不同，硝酸盐负荷越低，影响越小。 （二）反硝化作用 1、反硝化作用的原理： 生物反硝化是指污水中的硝态氮NO3-和亚硝态氮NO2-，在无氧或低氧条件下被反硝化细菌还原成氮气的过程。 2、反硝化代谢途径 异化反硝化：将NO2-和NO3-还原成N2。 同化反硝化：是NO2-和NO3-被还原成NH3－N，用于 新细胞的合成。(也叫亚硝酸氨化作用) 3、参与反硝化代谢的酶 硝酸盐还原酶：NO3- →NO2- 亚硝酸盐还原酶：NO2- →NO NO还原酶：NO → N2O N2O还原酶：N2O→ N2 4、反硝化菌（denitrifying bacteria） 反硝化菌是异养兼性厌氧菌 反硝化菌的能源 （1）化能型： （2）光能型（光合细菌）： 反硝化菌的能源 化能型： 多为化能异养：以有机物作为能源和碳源 少数化能自养：以氢、氨、硫、硫化氢等无机物为能源；S +NO3-+H2O → SO42-+N2+H+ 光能型（光合细菌）： 有光时，光能异养生长。 黑暗条件，化能异养生