《生物脱氮除磷》.ppt

生活污水中，主要含有有机氮和氨氮。 当污水中的有机物被生物降解氧化时，其中的有机氮被转化为氨氮。 （一）概述 生物脱氮除磷技术 一、 废水中氮的处理技术 水体若为水源，将增加给水处理的难度和成本。 经活性污泥法处理的污水有相当数量的氨氮排入水体，可导致水体富营养化。 二级处理的出水需进行脱氮处理。 （二）生物法脱氮 1、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N2和NxO气体的过程。 其中包括硝化和反硝化两个反应过程。 （1）硝化反应 硝化反应是在好氧条件下，将NH4＋转化为NO2—和NO3－的过程。 由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。 这两种菌属于化能自养型微生物。 定义 细菌 2NH4＋ ＋ 3O2―――→2NO2－ ＋ 4H＋ ＋ 2H2O 硝化菌 2NO2－＋ O2――― －→2NO3－ 硝化菌 总反应式： NH4＋ ＋ 2O2―――→NO3－＋ 2H＋ ＋ H2O 硝化菌 硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。 ? 温度 低于15℃时，反应速度迅速下降，5℃时反应几乎完全停止。 影响因素 硝化反应的适宜温度为20℃－30℃ 硝化菌是自养菌，若水中BOD5值过高，将有助于异氧菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降。 ? BOD5/TKN 下降 下降 ? 硝化菌的泥龄 硝化菌的生长世代周期较长，为了保证硝化作用的进行，泥龄应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。 ? 溶解氧 硝化反应对溶解氧有较高的要求，处理系统中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。 硝化菌受PH值的影响很敏感，适宜的PH值7－8。 ? pH值 在废水中保持足够的碱度，以调节PH值的变化。 （2）反硝化反应 反硝化反应是指在无氧条件下，反硝 化菌将硝酸盐氮（NO3－）和亚硝酸盐氮（NO2－）还原为氮气的过程。 定义 6NO3－＋2CH3OH―――→6NO2－＋2CO2＋4H2O 硝酸还原菌 6NO2－＋3CH3OH———→3N2＋3H2O＋6OH－＋3CO2 亚硝酸还原菌 6NO3－＋5CH3OH—————→ 5CO2＋3N2+7H2O+ 6OH－ 反硝化菌 总反应式： 反硝化菌属异型兼性厌氧菌。 在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行好氧呼吸； 在无氧而有NO3－或NO2－存在时，则以NO3－或NO2－为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。 在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌的生长繁殖，即菌体合成过程，其反应如下： 3NO3－＋14CH3OH＋CO2＋3H＋—————→ 3C5H7O2N＋19H2O 式中C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。 反硝化还原和微生物合成的总反应式为： 从以上的过程可知，约96%的NO3--N经异化过程还原，4%经同化过程合成微生物。 NO3－＋1.08CH3OH＋H＋―――→ 0.065C5H7O2N＋0.47N2＋0.76CO2＋2.44H2O 影响因素 ①BOD5/TKN 当污水中BOD5/TKN3～5时，可认为碳源充足。不同的有机碳将导致反硝化速率的不同。 碳源按其来源可分为三类： ? 外加碳源，多采用甲醇，因为甲醇被分解后的产物为CO2，H2O，不产生其它难降解的中间产物，但其费用较高； ? 原水中含有的有机碳； ? 内源呼吸碳源——细菌体内的原生物质及其贮存的有机物； ② pH值 ? PH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速下降。 ? 反硝化反应的适宜PH值为6.5～7.5。 ③温度 ? 但温度低于15℃时，反硝化速率明显下降。 ? 反硝化反应的温度范围较宽，在5℃-40℃范围内都可以进行。 小结 ★ 从硝化和反硝化的机理可看出，硝化过程仅改变了废水中氮素的存在形式，反硝化过程才是真正的脱氮过程。 ★反硝化具备的条件（1）污水中含有充足的电子供体；（2）厌氧或亏氧条件。 ★因此，污水中氨氮的去除，需先在好氧条件下进行硝化处理，在厌氧或缺氧条件下进行反硝化处理。 （3）同化作用 在生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成部分，并