湖北工业大学废水生物脱氮除磷技术.pptxVIP

第1页/共82页湖北工业大学废水生物脱氮除磷技术第2页/共82页氮、磷污染的环境效应及现状 生物脱氮的基本原理及影响因素分析 生物除磷的基本原理及影响因素分析 废水生物脱氮除磷工艺 第3页/共82页概述 国外从60年代末开始研究开发废水生物脱氮除磷工艺技术，到80年代中期开始成功地应用于城市生活污水和部分工业废水处理工程中，取得了相当大的成功。但由于国内对水体富营养化的问题还没有引起必要的重视，使得国内在污水中营养物去除方面起步较晚。 第4页/共82页概述 最近几年来，由于水体富营养化问题的日益严峻，使得国内对污水中氮磷的危害性认识日渐深入，使废水脱氮除磷工艺的研究得到发展。但是大部分污水脱氮除磷工艺仍然是借鉴于国外的工艺，而这些工艺还或多或少地存在一些问题。如何解决现有废水脱氮除磷工艺中存在的问题，提高污水脱氮除磷效率和运行的稳定性，是目前环境工程界亟待解决的问题。 第5页/共82页氮、磷污染的环境效应及现状 我国水体富营养化问题已越来越突出，成为近几年我国水体污染中非常严峻的问题。“富营养化”（Eutrophication）是湖泊分类方面的概念。湖泊学家认为天然富营养化是水体衰老的一种表现。而过量的植物性营养元素氮、磷进入水体则是人为加速了水体的富营养化过程。 第6页/共82页氮、磷污染的环境效应及现状 富含磷酸盐和某些形式氮素的水在光照和其它环境条件适宜的情况下使水体中浮游生物如藻类等过量生长，随后藻类死亡并伴随着异养微生物的代谢，耗尽了水体中的溶解氧，造成了水体质量恶化和水生生态环境结构破坏，这就是所谓的水体富营养化。 第7页/共82页氮、磷污染的环境效应及现状 一般认为，当水体中含氮量超过0.2~0.3mg/L，磷含量大于0.01~0.02mg/L，BOD5大于10mg/L，在pH值7~9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-α含量大于10μg/l时，水体就发生了富营养化。 第8页/共82页氮、磷污染的环境效应及现状 水体富营养化是继需氧型污染后我国又一严重的水环境污染问题，尤其是在太湖、滇池、巢湖及众多湖泊水库等缓流水体中，由于藻类生长旺盛，严重影响了水体功能，破坏了水生生态系统，甚至污染和危害了饮用水水源地。 第9页/共82页 氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。因此，国内外对氮磷的排放标准越来越严格。本章阐述生物脱氮除磷技术。生物脱氮除磷技术是近20年发展起来的，一般来说比化学法和物理化学法去除氮磷经济，尤其是能有效地利用常规的二级生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的，是日前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。第10页/共82页第一节 生物脱氮原理及影响因素废水生物脱氮技术是70年代中期美国和南非等国的水处理专家们对化学、催化和生物处理方法研究的基础上，提出的一种经济有效地处理技术。废水生物脱氮有同化脱氮与异化脱氮。同化脱氮是指微生物的合成代谢利用水体中的氮素合成自身物质，从而将水体中的氮转化为细胞成分而使之从废水中分离。通常所说的废水生物脱氮是指异化脱氮。第11页/共82页氮在水中的存在形态与分类T K N(凯氏氮)有机N （尿素、氨基酸、蛋白质）总N(TN)NNH3- NNO3- NNO2- N?无机NNOx--N(硝态氮)第12页/共82页生物脱氮原理1、有机氮通过氨化作用转变为氨氮；2、氨氮通过好氧硝化作用转变成硝态氮（包括NO2-、NO3-）。3、硝态氮通过厌氧反硝化作用转变为氮气。第13页/共82页1、氨化作用 在未经处理的原废水中，含氮化合物主要以有机氮如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在，此外还含有部分氨态氮如NH3和NH+4-N。在细菌的作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮。以氨基酸为例，反应式为：RCHNH2COOH + O2 RCOOH + CO2 + NH3 在活性污泥和生物膜系统内，氨化作用能较完全地发生。 第14页/共82页2、硝化反应过程硝化反应是在好氧状态下，将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。硝化反应是由一群自养型好氧微生物完成的，它包括两个基本反应步骤，第一阶段是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，称为亚硝化反应，亚硝酸菌中有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺旋杆菌属和亚硝化球菌属等。第二阶段则由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，称为硝化反应，硝酸菌有硝酸杆菌属、螺菌属和球菌属等。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌，均是化能自养菌。这类菌利用无机碳化合物如CO2、CO32-、HCO3-等作为碳源，通过与NH3、NH4+、NO2的氧化反应来获得能量。第15页/共82页2、硝化反应过程 废水中的氨氮在硝化细菌的作用下，进一步氧化为硝态氮。此过程包括两个基本反应步