水处理第十二讲II.pptVIP

第十二讲(II) 污水的生物处理—活性污泥法 1.氮的吹脱 1.化学除磷 在厌氧段，PAOs充分吸收醋酸盐或其他挥发性脂肪酸（VFAs）以生物聚合物的形式贮存在细胞内（主要是PHB）。聚磷酸盐是一种高能分子，在厌氧状态下水解放出大量的能量，为微生物吸收有机底物并在细胞内把这些有机底物转化为PHAs所用。聚磷酸盐水解生成了正磷酸盐（PO43-P）释放到污水中，所以厌氧状态下PHAs合成的同时伴随着PO43-P的释放。 在好氧段，好氧的PAOs活力得到恢复，PAOs以氧为电子受体，利用胞内的PHB作为碳源及能源进行正常的好氧代谢。由于胞内PHB的好氧代谢提供了大量能量，PAOs可吸收所有厌氧段的释放的磷及污水中的磷酸盐，此时，富磷污泥中磷的含量可达干重的5%~7%，甚至高达10%以上。 生物除磷系统的主要影响因素有： 1、DO；DO的影响体现在厌氧区和好氧区两个方面。 （1）首先必须在厌氧段中控制严格的厌氧条件。 （2）其次在好氧段则应供给足够的溶解氧 一般厌氧段的溶解氧应严格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg/L左右。 2、有机负荷及其性质： 分子量较小的易降解的有机物易于被PAOs利用，诱导释磷能力较强，而高分子难降解的有机物诱导释磷能力较弱。 一般认为，进水BOD5/TP应控制在20，出水中磷的浓度可达到1.0mg/L以下。 3、厌氧区的硝态氮； 如果厌氧区存在硝酸盐成分，（1）一方面会被在除磷过程中担负发酵产酸作用的气单胞菌利用作为电子受体进行反硝化，抑制其对溶解性BOD的发酵产酸作用；（2）另一方面，反硝化菌会与PAOs竟争污水中有限的溶解性BOD（特别是VFAs）。 有资料认为，为保证厌氧区的高效释磷，一般应将NO3--N浓度控制在0.2mg/L以下。 4、温度； 温度对除磷效果影响不如对生物脱氮过程影响那么明显，在一定温度范围内，温度的变化不是十分大时，生物除磷都能成功运行。 5、泥龄及出水悬浮固体浓度。 仅以除磷为目的的污水处理系统中，一般宜采用较短的污泥龄。但过短的泥龄可能会使出水的BOD5和COD达不到要求。以除磷为目的的生物处理工艺泥龄一般控制在3.5~7天。 1、A2/O（anaerobic/anoxic/oxic）生物脱氮除磷工艺 2、Phostrip工艺 3、UCT工艺及改良的UCT工艺 4、改良的A2/O（anaerobic/anoxic/oxic）生物脱氮除磷工艺 5、倒置A2/O（anoxic/anaerobic/oxic）工艺 7、氧化沟工艺 1、短程硝化反硝化 * * 主要内容 生物脱氮理论 生物除磷理论 生物脱氮除磷工艺及研究进展 一、生物脱氮理论 2.污泥生物脱氮原理 污水生物处理中氮的转化：同化、氨化、硝化和反硝化作用（菌） a, 同化作用 剩余污泥排出 去除20~40% b, 氨化作用 氨化菌（异养菌），好氧或厌氧条件下 进行有机氮化合物的脱氨基作用，生成NH3 图1 氮素的转化过程 有机氮 (蛋白质、尿素等) 氨氮 (NH4+-N) 亚硝酸盐 (NO2--N) 硝酸盐 (NO3--N) 氮气(N2) 氧化二氮(N2O) 氨化作用 O2 硝化作用 有机碳 有机碳 反硝化作用 反硝化作用 O2 硝化作用 c, 硝化作用 在硝化菌作用下，氨态氮进一步分解氧化。 硝化过程分为两步 第一步在亚硝酸菌的作用下，NH4+-N?NO2--N 第二步在硝酸菌的作用下， NO2--N ?NO3--N 这两类细菌统称为硝化细菌，它们利用无机碳化物（CO32-，HCO3-和CO2）作为碳源，从NH3，NH4+，或NO2-的氧化反应中获取能量。 一、生物脱氮理论 硝化菌对环境的要求: 两类自养硝化细菌对环境十分敏感，需要严格的好氧环境。亚硝酸氧化细菌对氧的要求比氨氧化细菌更高，并且都是严格的自养细菌。 这两类细菌一般在微碱性环境中生长良好，亚硝酸细菌生长的pH范围是7~9，硝酸细菌为5~8，当pH5时硝化作用全部停止。 在硝化反应过程中，由于释放H+离子，使pH值下降，因此为了保持适宜的pH值，应当在废水中