环境工程微生物学 教学课件 ppt 作者 袁林江 主编第11章 废水生物脱氮除磷.pptVIP

第11章 废水生物脱氮除磷 11.1 微生物脱氮工艺原理及其微生物 缺氧反硝化 细菌：反硝化细菌（兼性厌氧菌） 反应：NO3--N反硝化还原为N2，溢出水面释放到大气 碳源：原水中BOD 硝酸盐来源：回流出水中的硝化产物 生物脱氮的原理 硝化、反硝化反应 （二）环境控制条件 （1） 硝化阶段 (2)反硝化反应 DO0.5mg/L，一般为0.2-0.3mg/L（处于缺氧状态），如果DO较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，阻碍NO3-O成为电子受体而使N难还原成N2↑。但是反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。反硝硝化菌以在缺氧-好氧交替的环境中生活为宜。 BOD5/TN≥3-5，否则需另投加有机碳源，现多采用CH3OH，其分解产物为CO2和H2O，不留任何难降解的中间产物，且反硝化速率高。 目前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物。 还原1g硝态氮能产生3.57g碱度（以CaCO3计），而在硝化反应中，1gNH3-N氧化为NO3-N要消耗7.14g碱度，在缺氧-好氧中，反硝化产生的碱度可补偿硝化消耗碱度的一半左右。 内源反硝化 微生物还可通过消耗自身的原生质进行所谓的内源反硝化 C5H7NO2+4NO3-→5CO2+NH3+2H2↑+4OH- 内源反硝化的结果是细胞物质减少，并会有NH3的生成。废水处理中不希望此种反应占主导地位，而应提供必要的碳源。 11.4 废水生物脱氮工艺 硝化-反硝化生物脱氮工艺 前置（倒置）反硝化生物脱氮工艺 硝化液一部分回流至反硝化池，池内的反硝化脱氮菌以原污水中的有机物作碳源，以硝化液中NOX- 中的氧作为电子受体，将NOX --N还原成N2，不需外加碳源。 反硝化池还原1gNOX-N产生3.57g碱度，可补偿硝化池中氧化1gNH3-N所需碱度（7.14g）的一半，所以对含N浓度不高的废水，不必另行投碱调PH值。 反硝化池残留的有机物可在好氧硝化池中进一步去除。 A/O工艺的影响因素 1. 水力停留时间 t t反硝化≤2h，t硝化≥6h，t硝化：t反硝化=3：1，ηN达到（70-80）%，否则ηN↓ 2. 进入硝化好氧池中BOD5≤80mg/L 3. 硝化好氧池中DO =2mg/L 4. 反硝化缺氧池污水中溶解氧性BOD5/NO3--N的比值应大于4，以保证反硝化过程中有充足的有机碳源。 5. 混合液回流比RN：RN不仅影响脱氮效率，而且影响动力消耗。 6. MLSS≥3000mg/L，否则ηN↓。 7. 污泥龄θC（ts）应为30d。 8. 硝化段的污泥负荷率：BOD5/MLSS 负荷率0.18kgBOD5/（kgMLSS·d）；硝化段的TKN/MLSS负荷率0.05kgTKN/KgMLSS.d。 9. 温度：硝化最适宜的温度20-30℃。 反硝化最适宜的温度20-40℃。 10. PH值：硝化最佳PH=8-8.4。 反硝化最佳PH=6.5-7.5。 11. 原污水总氮浓度TN30mg/L。 （一）微生物除磷原理 生物除磷的原理 * * （一）生物脱氮原理 好氧脱碳硝化 脱碳——氧化去除COD 脱碳菌——好氧有机物呼吸的细菌，以有机物为碳源 硝化菌——好氧氨盐呼吸的细菌，以碳酸盐为碳源 （NH4+→NO2-→NO3-） 在将有机氮转化为氨的基础上，通过硝化作用，将氨转化为亚硝酸或硝酸 反硝化作用将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气 有氧存在的条件下 缺氧 条件下 （1）好氧状态：DO≥2mg/L；1gNH3-N完全硝化需氧4.57g （2）消耗废水中的碱度：1gNH3-N完全硝化需碱度7.1g （以CaCO3计），废水中应有足够的碱度，以维持PH 值不变。 （3）污泥龄θC≥（10-15）d （4）BOD5≤20mg/L。 问题：为何要外加脱氮所需有机物？ 11.5 废水生物除磷原理 好氧吸磷：好氧阶段，聚磷菌分解胞内聚β-羟基丁酸（PHB） 过量从水中摄取磷酸盐在胞内合成贮备能源—多聚磷酸盐 颗粒（异染颗粒） 厌氧释磷：厌氧阶段聚磷菌不繁殖，水解胞内聚磷颗粒产生ATP， 摄取水中挥发性有机酸，在胞内合成PHB，并将磷酸盐 释放于体外