污水脱氮原理与技术.ppt

物化法脱氮的比较常用物化法脱氮技术比较处理方法处理范围及效果缺点费用估算(元/kgNH3-N)进水(mg/L)出水(mg/L)空气吹脱500100低温时，效率差；用石灰易结垢。5~10/m3污水蒸汽吹脱500200左右蒸汽费用高，15~20/m3污水折点氯化300.1费用高，副产物。40离子交换10~501~3沸石再生费用高。10~15MAP法2510费用高。30第23页，共58页，星期日，2025年，2月5日有机氮(氨化作用)氨化菌NH4+-N(亚硝化作用)NO2--N亚硝酸菌+O2硝酸菌+O2(硝化作用)NO3--N反硝化菌+有机碳(反硝化作用)N27.2生物脱氮1生物脱氮机理第24页，共58页，星期日，2025年，2月5日2氨化反应微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用。很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物，其中分解能力强，并释放出氨的微生物称为氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮。以氨基酸为例：第25页，共58页，星期日，2025年，2月5日总反应式为：3硝化反应：1.每氧化1gNH4+-N为NO3?-N需要消耗碱度7.14g(以CaCO3计)。2.不计细菌增值，每氧化1gNH4-N为NO3--N，共需要氧4.57g。第26页，共58页，星期日，2025年，2月5日硝化反应动力学生物硝化反应的动力学模型可用Monod公式表示:SKSs+=maxmmμ——硝化细菌的比增长速率，d-1；μmax——硝化细菌的最大比增长速率，d-1；Ks——饱和常数，其值为μ=0.5μmax时的底物浓度，mg/L；S——底物(NH4+-N或NO2--N)浓度，mg/L；第27页，共58页，星期日，2025年，2月5日20℃条件下硝化菌的Monod参数底物umax(d-1)Ks(mg/L)文献NH4+-N0.533.6Stratton,McCartyNH4+-N0.341.0Downingetc.NH4+-N0.650.6Knolesetc.NO2?-N0.411.1Stratton,McCartyNO2?-N0.142.1Downingetc.NO2?-N0.841.9Knolesetc.硝化反应动力学第28页，共58页，星期日，2025年，2月5日亚硝酸菌和硝酸菌项目亚硝酸菌硝酸菌异养菌细胞形状椭球或棒状椭球或棒状细胞尺寸1.0~1.5μm0.5~1.0μm革兰氏染色阴性阴性世代周期(h)8~3612~592.31~8.69自养性专性专性异养需氧性严格好氧严格好氧最大比生长速率

μm(h-1)0.04~0.080.02~0.060.08~0.3产率系数Y

(mg细胞/mg基质)0.04~0.130.02~0.070.4~0.8饱和常数KS(mg/L)0.6~3.60.3~1.725~100硝化反应动力学第29页，共58页，星期日，2025年，2月5日硝化段中含碳有机基质浓度与总氮(TKN)的比例将直接影响活性污泥中硝化菌所占的比例.BOD5/TKN与活性污泥中硝化细菌含量的关系BOD5/TKN活性污泥中硝化细菌所占比例(%)0.53512121238.646.4BOD5/TKN活性污泥中硝化细菌所占比例(%)55.464.373.783.392.9摘自马文漪、杨柳燕,环境微生物工程.南京大学出版社,1998年基质对硝化的影响第30页，共58页，星期日，2025年，2月5日多级硝化与单级硝化多级硝化：先降解BOD，再硝化，硝化菌与异养菌分离单级硝化：同时降解BOD和硝化，硝化菌与异养菌共存。一般亚硝酸菌：硝酸菌=3：1，但硝酸菌的总氧化速率〉亚硝酸菌的总氧化速率，故步骤（a）为（a）+（b）的控制步骤。即亚硝化为整个硝化过程的控制步骤。基质对硝化的影响第31页，共58页，星期日，2025年，2月5日影响硝化反应的环境因素环境因素微生物对生化环境的要求工程参数温度4~45℃亚硝酸菌:30~35℃硝酸菌:35~42℃15~35℃溶解氧1.5~2.0mg/L以上2.0mg/LpH