中北大学污染课程设计.docVIP

绪 论 随着城市和工业的飞速发展，污、废水的排放量与日俱增。污水猛增，对江河造成污染，有的河水变黑发臭，水传染病流行，对人类的生存构成严重威胁[1]。 20世纪70～80年代，人们发现污水在去除有机污染物后，水体又出现了另一个严重的环境污染问题，这就是富营养化。富营养化是由于水中的氮、磷营养盐引起的，水中的藻类在充足的氮、磷供应下大量繁殖，一些水生植物也疯狂生长，过量的繁殖和随之而来的大量死亡导致水中的溶解氧迅速消耗，加之有的藻类还释放毒素，致使鱼类大量死亡。对于封闭的水体如内陆湖泊，富营养化危害特别严重，氮、磷只有进没有出，富营养化反复发作，最后成为一团死水，一切生物都归于死亡，造成生态环境的彻底毁坏。为了制止这种危害，国家制定了氮、磷的排放标准，控制氮、磷的排放[2]。 1 废水生物脱氮机理 从污水中脱氮可用物理化学法和生物法，物化法费用高，现已很少采用，生物法中目前多用活性污泥法，它包括一下过程[3]: 1.1 氨化反应 在氨化菌德 作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮。 1.2 硝化过程 硝化反应是将氨、氮转化为硝酸盐的过程，是由一群自养型好养微生物完成的，包括亚硝化反应和硝化反应两个阶段。反应方程式如下： 氧化反应： (1-1) (1-2) 总反应式： (1-3) 在硝化的同时存在硝化菌的生长合成反应： (亚硝酸菌） （1-4） (硝酸菌） （1-5） 总反应式为： （1-6） 1.3 反硝化过程 反硝化过程是由一群异养型微生物完成的，在缺氧的条件下，将硝化过程产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮（)或、。反硝化的化学反应如下（以甲醇为例）： 氧化反应： （1-7） （1-8） 总反应式为： （1-9） 在这个过程中同时存在微生物的同化合成反应： (1-10) 所以，反硝化还原和微生物合成的总反应式为： (1-11) 2 A/O法脱氮工艺 现在常用的A/0法是一种有回流的前置反硝化生物脱氮流程，其中前置反硝化在缺氧池中进行，硝化在好氧池中进行，A/O法由此得。 2.1 工艺流程: 2.2 工艺特点： A/O工艺是一个单级污泥系统，系统中同时存在降解有机物的异养型细菌、自养型细菌。混合的微生物群体交替地处于好氧和缺氧环境中，在不同的有机物浓度条件下，分别发挥其不同作用。 A/O法与传统的多级生物脱氮系统相比主要有以下特点： ①流程简单，构筑物少，大大节省了基建费用； ②在原污水C/N较高是，不需要外加碳源，以原污水中的有机物为碳源，保证了充分的反硝化，降低了运行费用； ③好氧池在缺氧池后，可是反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高出水水质； ④缺氧池在好氧池之前，一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有机物，可减轻好氧池的有机负荷，另一方面，也可起到生物选择器的作用，有利于控制污泥膨胀；同时，反硝化过程产生的碱度也可以补偿部分硝化过程对碱度的消耗； ⑤该工艺在低负荷、长泥龄条件下运行，因此系统剩余污泥量少，有一定稳定性； ⑥混合液回流比的大小，直接影响系统的脱氮率，一般混合液回流比去200%～500%，太高则动力消耗太大，因此A/O工艺的脱氮率一般在70%～80%，难于进一步提高； ⑦便于在常规活性污泥法基础上改造成A/O脱氮工艺。 3 A/O法设计计算 3.1 原始数据与基本参数： 设计污水流量：10000 m3/h；Kz：1.45，水温15～25℃；BOD5：150mg/L；SS：130mg/L；TN：30g/L；处理后二级出水BOD5：25mg/L；SS：35mg/L；TN＜6mg/L，NH4+-N：0。其它参数查阅相关文献自定。 3.2 设计内容和要求： ①A/O法脱氮曝气池的工艺参数； ②A/O法脱氮曝气池的工艺构筑物的图纸详细设计。 3.3 设计参数： A/O缺氧-好氧生物脱氮工艺主要设计参数[4] 项 目 数值 污泥负荷N/ 总氮负荷/ 污泥浓度/ 3000～5000 污泥龄 1