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1、會計學(xué)1污水處理污水處理 ao工藝工藝第一章第一章概述概述n n一、國內(nèi)外發(fā)展趨勢一、國內(nèi)外發(fā)展趨勢n n日本日本 境內(nèi)沒有大江大河，日本靠什么支撐了境內(nèi)沒有大江大河，日本靠什么支撐了他們經(jīng)濟復(fù)興？靠的就是污水回用！在各大城市創(chuàng)他們經(jīng)濟復(fù)興？靠的就是污水回用！在各大城市創(chuàng)建并保留至今的建并保留至今的“工業(yè)用水工業(yè)用水 道道”縱貫全市，形成與自來水管道并存的又一縱貫全市，形成與自來水管道并存的又一條城市供水動脈，再生水條城市供水動脈，再生水41%41%回用于工業(yè)，回用于工業(yè)，32%32%作環(huán)作環(huán)境用水，境用水，8%8%用于農(nóng)業(yè)灌溉。用于農(nóng)業(yè)灌溉。提出提出“水銀行水銀行”（Water BankWa

2、ter Bank）概念，）概念，“從地下從地下取一滴水就要回注一滴水取一滴水就要回注一滴水”。第1頁/共37頁n n以色列以色列以色列以色列 是地處大面積沙漠的國家，嚴重缺水，在污水回是地處大面積沙漠的國家，嚴重缺水，在污水回用方面處世界領(lǐng)先地位，通過立法規(guī)定用方面處世界領(lǐng)先地位，通過立法規(guī)定“城市的每一滴水城市的每一滴水至少回用一次至少回用一次”，污水處理回用于工業(yè)、灌溉、城市綠化、，污水處理回用于工業(yè)、灌溉、城市綠化、沖刷。再生水沖刷。再生水42%42%用于灌溉、用于灌溉、30%30%回灌地下，回灌到地下回灌地下，回灌到地下的水再抽至管網(wǎng)系統(tǒng)，循環(huán)再用。的水再抽至管網(wǎng)系統(tǒng)，循環(huán)再用。n n

3、中國中國中國中國 污水回用經(jīng)三個階段：污水回用經(jīng)三個階段：19851985年之前年之前起步起步 1986-20001986-2000年年技術(shù)儲備、工程示范技術(shù)儲備、工程示范 20012001年以后年以后實施節(jié)水綱要進入全面啟實施節(jié)水綱要進入全面啟 北京、大連、長春、沈陽、青島、秦皇島、深圳、太原、邯北京、大連、長春、沈陽、青島、秦皇島、深圳、太原、邯鄲等城市已設(shè)計污水回用工廠，在全國起示范作用。鄲等城市已設(shè)計污水回用工廠，在全國起示范作用。第2頁/共37頁二、污水處理的級別二、污水處理的級別預(yù)處理（物理法）：去除粗大懸浮物；預(yù)處理（物理法）：去除粗大懸浮物；一級處理（物理法）：去除懸浮物；一級

4、處理（物理法）：去除懸浮物；二級處理（生物法）：去除膠體和溶解性有機物；二級處理（生物法）：去除膠體和溶解性有機物；三級或深度處理（物化或生化）：去除氮磷營養(yǎng)物和有機物，深度處理一般三級或深度處理（物化或生化）：去除氮磷營養(yǎng)物和有機物，深度處理一般以污水回收、再用為目的。以污水回收、再用為目的。第3頁/共37頁n n三、污水處理的目標(biāo)三、污水處理的目標(biāo)1.1.去除水中的雜物、懸浮物去除水中的雜物、懸浮物去除水中的雜物、懸浮物去除水中的雜物、懸浮物(包括活性污泥顆粒包括活性污泥顆粒包括活性污泥顆粒包括活性污泥顆粒)；脫色、除臭，使水得到進；脫色、除臭，使水得到進；脫色、除臭，使水得到進；脫色、除

5、臭，使水得到進一步澄清；一步澄清；一步澄清；一步澄清；2.2.降低降低降低降低BOD5 BOD5、CODCr CODCr、TOCTOC等指標(biāo)，使水進一步穩(wěn)定；等指標(biāo)，使水進一步穩(wěn)定；等指標(biāo)，使水進一步穩(wěn)定；等指標(biāo)，使水進一步穩(wěn)定；3.3.脫氮、除磷，消除能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的因素；脫氮、除磷，消除能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的因素；脫氮、除磷，消除能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的因素；脫氮、除磷，消除能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的因素；4.4.消毒去菌，去除水中有毒有害物質(zhì)消毒去菌，去除水中有毒有害物質(zhì)消毒去菌，去除水中有毒有害物質(zhì)消毒去菌，去除水中有毒有害物質(zhì)第4頁/共37頁第二章第二章 好氧生物處理好氧生物處理n n1 1

6、、基本概念、基本概念n n所謂所謂“好氧好氧”：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣（：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣（OO2 2）的存在下，才）的存在下，才能進行正常的生理生化反應(yīng)。能進行正常的生理生化反應(yīng)。n n 所謂所謂“厭氧厭氧”：是能在無分子態(tài)氧存在的條件下，能進行正常的生理：是能在無分子態(tài)氧存在的條件下，能進行正常的生理生化反應(yīng)的生物，如厭氧細菌、酵母菌等。生化反應(yīng)的生物，如厭氧細菌、酵母菌等。n n廢水好氧生物處理過程中有機物的代謝及微生物的合成，可用下列基本廢水好氧生物處理過程中有機物的代謝及微生物的合成，可用下列基本圖式來表示：圖式來表示：第5頁/共37頁廢水好氧生物處理過程示意圖

7、廢水好氧生物處理過程示意圖第6頁/共37頁2、好氧生物處理的基本反應(yīng)、好氧生物處理的基本反應(yīng)（1 1）氧化與合成反應(yīng)氧化與合成反應(yīng)（2 2）內(nèi)源呼吸反應(yīng)內(nèi)源呼吸反應(yīng)微生物對自身的細胞物質(zhì)進行氧化分解，并微生物對自身的細胞物質(zhì)進行氧化分解，并提供能量即內(nèi)源呼吸。內(nèi)源呼吸反應(yīng)式如下：提供能量即內(nèi)源呼吸。內(nèi)源呼吸反應(yīng)式如下：第7頁/共37頁n n3、影響好氧生物處理的因素n n影響好氧生物處理的因素主要是營養(yǎng)物、溫度、影響好氧生物處理的因素主要是營養(yǎng)物、溫度、pHpH、水中、水中的溶解氧、毒物和廢水中有機物的性質(zhì)等。的溶解氧、毒物和廢水中有機物的性質(zhì)等。（1 1）營養(yǎng)物質(zhì)）營養(yǎng)物質(zhì)）營養(yǎng)物質(zhì)）營養(yǎng)物

8、質(zhì)n n細胞組成中，細胞組成中，C C、H H、O O、N N約占約占909097%97%，其余，其余3 310%10%為無機元素，主要的是為無機元素，主要的是P P。n n一般對于好氧生物處理工藝，應(yīng)按一般對于好氧生物處理工藝，應(yīng)按BOD BOD N N P=100 P=100 5 5 1 1 投加投加N N和和P P。生活污水一般不需再投加營養(yǎng)物質(zhì)；。生活污水一般不需再投加營養(yǎng)物質(zhì)；n n其它無機營養(yǎng)元素：其它無機營養(yǎng)元素：K K、MgMg、CaCa、S S、NaNa等；等；n n微量元素：微量元素：FeFe、CuCu、MnMn、MoMo、硼等；硼等；第8頁/共37頁2 2）溫度）溫度）溫

9、度）溫度n n是重要因素之一，是重要因素之一，n n在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，生化反應(yīng)的速率加快，增殖速在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，生化反應(yīng)的速率加快，增殖速率也加快；率也加快；n n細胞的組成物如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或降并細胞的組成物如蛋白質(zhì)、核酸等對溫度很敏感，溫度突升或降并超過一定限度時，會有不可逆的破壞；超過一定限度時，會有不可逆的破壞；n n最適宜溫度最適宜溫度15153030 C C，4040 C C或或 1010 C C后，會有不利影響。后，會有不利影響。（3 3）pHpH值值值值n n一般好氧微生物的最適宜一般好氧微生物的最適宜pHpH在在6.56.5 9

10、 9之間；之間；n npHpH 6.56.5時，真菌將占優(yōu)勢，引起污泥膨脹；時，真菌將占優(yōu)勢，引起污泥膨脹；n n另一方面，微生物的活動也會影響混合液的另一方面，微生物的活動也會影響混合液的pHpH值。值。第9頁/共37頁4 4）溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧n n廢水的好氧生物處理中，微生物是以好氧微生物廢水的好氧生物處理中，微生物是以好氧微生物為主，必須使反應(yīng)器中保證有足夠的溶解氧，使微生為主，必須使反應(yīng)器中保證有足夠的溶解氧，使微生物進行有氧呼吸。在好氧生物反應(yīng)器中，溶解氧一般物進行有氧呼吸。在好氧生物反應(yīng)器中，溶解氧一般為為2 24mg/L4mg/L為宜。為宜。（5）有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)n n工

11、業(yè)廢水中，存在著對微生物有抑制、毒害作用的工業(yè)廢水中，存在著對微生物有抑制、毒害作用的化學(xué)物質(zhì)，如重金屬及其化合物、酚、氰等?；瘜W(xué)物質(zhì)，如重金屬及其化合物、酚、氰等。第10頁/共37頁n n4 4、活性污泥降解廢水中有機物的過程活性污泥降解廢水中有機物的過程活性污泥降解廢水中有機物的過程活性污泥降解廢水中有機物的過程n n活性污泥凈化廢水主要包括三個主要過程活性污泥凈化廢水主要包括三個主要過程（1）吸附階段從圖可看出，在泥水混和曝氣從圖可看出，在泥水混和曝氣30min30min內(nèi)，廢水中內(nèi)，廢水中BODBOD5 5的去除率可達的去除率可達7070，在其后有一個在其后有一個BODBOD5 5的回

12、升階段，的回升階段，隨著曝氣時間的延長，隨著曝氣時間的延長，BODBOD5 5再逐漸降低。再逐漸降低。BOD5吸附降解曝氣過程第11頁/共37頁n n（2）、穩(wěn)定階段（微生物代謝）n n吸附階段結(jié)束后，微生物要對大量被吸附的有機物吸附階段結(jié)束后，微生物要對大量被吸附的有機物進行氧化分解，并利用有機物合成細胞自身物質(zhì)，進行氧化分解，并利用有機物合成細胞自身物質(zhì)，進行細胞的更新、增殖，同時也繼續(xù)吸附廢水中的進行細胞的更新、增殖，同時也繼續(xù)吸附廢水中的殘余的有機物。殘余的有機物。n n經(jīng)過穩(wěn)定階段后，廢水中的有機物發(fā)生了質(zhì)經(jīng)過穩(wěn)定階段后，廢水中的有機物發(fā)生了質(zhì)的變化，一部分被氧化為無機物，另一部分變

13、為微的變化，一部分被氧化為無機物，另一部分變?yōu)槲⑸锛毎w即活性污泥。生物細胞體即活性污泥。第12頁/共37頁n n（3 3）、凝聚與沉淀）、凝聚與沉淀n n絮凝體是活性污泥的基本結(jié)構(gòu)，它能夠防止微型動物對游絮凝體是活性污泥的基本結(jié)構(gòu)，它能夠防止微型動物對游離細菌的吞噬，并承受曝氣等外界不利因素的影響，更有離細菌的吞噬，并承受曝氣等外界不利因素的影響，更有利于與處理水分離。利于與處理水分離。n n絮凝的原因主要是絮凝的原因主要是:n n細菌體內(nèi)積累的聚細菌體內(nèi)積累的聚-羥基丁酸釋放到液相，促羥基丁酸釋放到液相，促使細菌間相互凝聚，結(jié)成絨粒使細菌間相互凝聚，結(jié)成絨粒;n n微生物攝食過程釋放的粘

14、性物質(zhì)促進凝聚微生物攝食過程釋放的粘性物質(zhì)促進凝聚;n n在不同條件下，細菌內(nèi)部的能量不同，當(dāng)外界在不同條件下，細菌內(nèi)部的能量不同，當(dāng)外界營養(yǎng)不足時，細菌內(nèi)部能量降低，表面電荷減少，營養(yǎng)不足時，細菌內(nèi)部能量降低，表面電荷減少，細菌顆粒間的結(jié)合力大于排斥力，形成絨粒細菌顆粒間的結(jié)合力大于排斥力，形成絨粒;當(dāng)營當(dāng)營養(yǎng)物充足養(yǎng)物充足(廢水和活性污泥混合初期，廢水和活性污泥混合初期，F(xiàn)/MF/M較大時，較大時，細菌內(nèi)部能量大，表面電荷增大，形成的絨粒重新細菌內(nèi)部能量大，表面電荷增大，形成的絨粒重新分散。分散。第13頁/共37頁n n5、活性污泥的性能及其評價指、活性污泥的性能及其評價指標(biāo)標(biāo)5.15.1

15、活性污泥的組成活性污泥的組成活性污泥的組成活性污泥的組成n n活性污泥通常由以下幾部分組成活性污泥通常由以下幾部分組成:活性的微生物活性的微生物;微生微生物自身氧化的殘留物物自身氧化的殘留物;吸附在活性污泥吸附在活性污泥上不能被生物降解的上不能被生物降解的有機物和無機物組成。有機物和無機物組成。其中微生物是活性污泥的主要組成部分?；钚晕勰嘀衅渲形⑸锸腔钚晕勰嗟闹饕M成部分?；钚晕勰嘀械奈⑸镉质怯杉毦⒄婢?、原生動物、后生動物等多種的微生物又是由細菌、真菌、原生動物、后生動物等多種微生物群體相結(jié)合所組成的一個生態(tài)系。微生物群體相結(jié)合所組成的一個生態(tài)系。n n活性污泥通常為黃褐色絮狀顆粒，其直

16、徑一般為活性污泥通常為黃褐色絮狀顆粒，其直徑一般為0.020.022mm2mm，含水率一般為，含水率一般為99.299.299.899.8，密度因含水率不密度因含水率不同而異，一般為同而異，一般為1.0021.0021.006g/cm1.006g/cm3 3。n n細菌是活性污泥組成和凈化功能的中心，是微生物的細菌是活性污泥組成和凈化功能的中心，是微生物的最主要部分。最主要部分。n n污水中有機物的性質(zhì)決定那些種屬的細菌占優(yōu)勢污水中有機物的性質(zhì)決定那些種屬的細菌占優(yōu)勢第14頁/共37頁5.25.2活性污泥評價指標(biāo)活性污泥評價指標(biāo)活性污泥評價指標(biāo)活性污泥評價指標(biāo)（1 1）混合液懸浮固體濃度）混合

17、液懸浮固體濃度）混合液懸浮固體濃度）混合液懸浮固體濃度(MLSS)(MLSS)，也稱為污泥濃度，也稱為污泥濃度，也稱為污泥濃度，也稱為污泥濃度。n n混合液是曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合懸浮液?；旌弦菏瞧貧獬刂形鬯突钚晕勰嗷旌虾蟮幕旌蠎腋∫?。n n混合液固體懸浮物濃度是指曝氣池中單位體積混合液所含懸浮固體的混合液固體懸浮物濃度是指曝氣池中單位體積混合液所含懸浮固體的質(zhì)量，單位為質(zhì)量，單位為mg/Lmg/L或或g/Lg/L。n n它是計量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。一般活性污泥法中，它是計量曝氣池中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。一般活性污泥法中，MLSSMLSS濃度一般為濃度一般為2 23

18、g/L3g/L。（2 2）混合液揮發(fā)性懸浮固體混合液揮發(fā)性懸浮固體混合液揮發(fā)性懸浮固體混合液揮發(fā)性懸浮固體 (MLVSS)(MLVSS)n n指活性污泥中有機固體物質(zhì)的濃度，單位為指活性污泥中有機固體物質(zhì)的濃度，單位為mg/Lmg/L或或g/Lg/L。n n把混合液懸浮固體在把混合液懸浮固體在600600焙燒，能揮發(fā)的部分即是揮發(fā)性懸浮固體，焙燒，能揮發(fā)的部分即是揮發(fā)性懸浮固體，剩下的部分稱為非揮發(fā)性懸浮固體（剩下的部分稱為非揮發(fā)性懸浮固體（MLNVSSMLNVSS）。）。n n一般在活性污泥法中用一般在活性污泥法中用MLVSSMLVSS表示活性污泥中生物的含量。在一般情表示活性污泥中生物的含

19、量。在一般情況下，況下，MLVSS/MLSSMLVSS/MLSS的比值較固定，對于生活污水，常在的比值較固定，對于生活污水，常在0.750.750.850.85左左右。對于工業(yè)廢水，其比值視水質(zhì)不同而異。右。對于工業(yè)廢水，其比值視水質(zhì)不同而異。第15頁/共37頁（3 3）污泥沉降比污泥沉降比污泥沉降比污泥沉降比(SV)(SV)n n污泥沉降比是指曝氣池混合液在污泥沉降比是指曝氣池混合液在l000mLl000mL量筒中，量筒中，靜置沉降靜置沉降30min30min后，沉降污泥所占的體積與混合液后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分數(shù)。所以也常稱為總體積之比的百分數(shù)。所以也常稱為30 mi

20、n30 min沉降比。沉降比。n n正常的活性污泥在沉降正常的活性污泥在沉降30min30min后，可以接近它的最后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝氣池正常運行時大密度，故污泥沉降比可以反映曝氣池正常運行時的污泥量。可用于控制剩余污泥的排放。的污泥量?？捎糜诳刂剖Ｓ辔勰嗟呐欧?。n n它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況，便于及早它還能及時反映出污泥膨脹等異常情況，便于及早查明原因，采取措施。查明原因，采取措施。第16頁/共37頁（4 4）污泥體積指數(shù)）污泥體積指數(shù)）污泥體積指數(shù)）污泥體積指數(shù) (SVI)(SVI)n n污泥體積指數(shù)也稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合液，經(jīng)污泥體積

21、指數(shù)也稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合液，經(jīng)30min30min靜置沉降后，沉降污泥體積中靜置沉降后，沉降污泥體積中1g1g干污泥所占的容積的毫升數(shù)，單位為干污泥所占的容積的毫升數(shù)，單位為mL/gmL/g，但一般不標(biāo)出。，但一般不標(biāo)出。n n它與污泥沉降比有如下關(guān)系：它與污泥沉降比有如下關(guān)系：SVI=(SV10)/X SVI=(SV10)/X 式中：式中：X X的單位為的單位為g/Lg/L，SVISVI以百分數(shù)代入以百分數(shù)代入。n nSVISVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度值能較好地反映出活性污泥的松散程度(活性活性)和凝聚、沉降性能。和凝聚、沉降性能。n nSVlSVl值過低，說明

22、污泥顆粒細小緊密，無機物多，缺乏活性和吸附力；值過低，說明污泥顆粒細小緊密，無機物多，缺乏活性和吸附力；n nSVISVI值過高，說明污泥難于沉降分離，并使回流污泥的濃度降低，甚至值過高，說明污泥難于沉降分離，并使回流污泥的濃度降低，甚至出現(xiàn)污泥膨脹出現(xiàn)污泥膨脹(sludge bulkingsludge bulking)，導(dǎo)致污泥流失等后果。，導(dǎo)致污泥流失等后果。n n一般認為，處理生活污水時一般認為，處理生活污水時SVISVI100100時，沉降性能良好；時，沉降性能良好；SVISVI為為100100200200時，沉降性能一般；時，沉降性能一般；SVI SVI 200200時，沉降性能不好

23、。時，沉降性能不好。n n一般控制一般控制SVISVI為為5050150150之間較好。之間較好。第17頁/共37頁（5）泥齡（泥齡（c）n n也稱細胞平均停留時間也稱細胞平均停留時間（MCRTMCRT）或污泥滯留時間或污泥滯留時間（SRTSRT）。n n泥齡是指每日新增長的活性污泥在曝氣池的平均停留時間，泥齡是指每日新增長的活性污泥在曝氣池的平均停留時間，即曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需要的時間，或曝即曝氣池全部活性污泥平均更新一次所需要的時間，或曝氣池內(nèi)活性污泥的總量與每日排放污泥量之比，單位：氣池內(nèi)活性污泥的總量與每日排放污泥量之比，單位：d d。n n普通活性污泥法的泥齡一般采用普

24、通活性污泥法的泥齡一般采用5 515d15d。第18頁/共37頁n n6、活性污泥凈化水的機理活性污泥凈化水的機理n n1 1、活性污泥的增長規(guī)律、活性污泥的增長規(guī)律、活性污泥的增長規(guī)律、活性污泥的增長規(guī)律n n活性污泥中的微生物是多菌種的混合群體，其生長活性污泥中的微生物是多菌種的混合群體，其生長繁殖規(guī)律比較復(fù)雜，但也可用其增長曲線表示一般規(guī)律。繁殖規(guī)律比較復(fù)雜，但也可用其增長曲線表示一般規(guī)律?；钚晕勰嗟脑鲩L過程可分為對數(shù)增長期、減速增長期和內(nèi)活性污泥的增長過程可分為對數(shù)增長期、減速增長期和內(nèi)源呼吸期三個階段。源呼吸期三個階段。第19頁/共37頁有機物、活性污泥微生物及耗氧關(guān)有機物、活性污泥

25、微生物及耗氧關(guān)系系第20頁/共37頁n n2 2、曝氣理論曝氣理論曝氣理論曝氣理論n n曝氣的理論基礎(chǔ)曝氣的理論基礎(chǔ)雙膜理論雙膜理論 淺層理論淺層理論 表面更新表面更新理論理論n n目前最普遍使用的用來解釋氣體轉(zhuǎn)移機理的理論是目前最普遍使用的用來解釋氣體轉(zhuǎn)移機理的理論是雙膜理論：雙膜理論：n n（1 1）氣氣液界面存在著二層膜液界面存在著二層膜氣膜和液膜氣膜和液膜（2 2）這兩層膜使氣體分子從一相進入另一相時受這兩層膜使氣體分子從一相進入另一相時受到阻力到阻力（3 3）當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳遞時，若氣體的當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳遞時，若氣體的溶解度低，則阻力主要來自液膜。溶解度低，則阻力主要

26、來自液膜。氧傳遞過程的基本方程如下：氧傳遞過程的基本方程如下：第21頁/共37頁第22頁/共37頁影響氧轉(zhuǎn)移的因素：影響氧轉(zhuǎn)移的因素：影響氧轉(zhuǎn)移的因素：影響氧轉(zhuǎn)移的因素：（1 1）污水水質(zhì)污水水質(zhì)（2 2）水溫水溫水溫對水溫對K KLaLa的影響關(guān)系式為：的影響關(guān)系式為：K KLaLa（T T）K KLaLa（2020）1.0241.024（T T2020）式中：式中：K KLaLa（T T）水溫為水溫為TT時的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)；時的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)；K KLaLa（2020）水溫為水溫為2020時的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)；時的氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)；TT設(shè)計溫度；設(shè)計溫度；1.0241.024溫度系數(shù)。溫度系數(shù)。（3

27、3）氧的分壓氧的分壓 CsCs瘦氧分壓的影響，其校正修正系數(shù)：瘦氧分壓的影響，其校正修正系數(shù)：=所在地區(qū)實際氣壓（所在地區(qū)實際氣壓（PaPa）/1.01310/1.013105 5（4 4）曝氣裝置的安裝深度曝氣裝置的安裝深度第23頁/共37頁第三章第三章 A20生物同步脫氮除磷生物同步脫氮除磷一、生物脫氮一、生物脫氮生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和氨態(tài)生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮轉(zhuǎn)化為N2N2的過程。其中包括氨化、硝化和反硝化三的過程。其中包括氨化、硝化和反硝化三個反應(yīng)過程。個反應(yīng)過程。1 1、氨化反應(yīng)：生物氨化是指微生物將有機氮轉(zhuǎn)化為、氨化反應(yīng)：生物氨化是指微

28、生物將有機氮轉(zhuǎn)化為NH3-NNH3-N的的生物過程。一般異養(yǎng)微生物都能進行高效的氨化作用，生物過程。一般異養(yǎng)微生物都能進行高效的氨化作用，所以在普通活性污泥工藝中，隨著所以在普通活性污泥工藝中，隨著BOD5BOD5的去除，的去除，95%95%以上的有機氮會被氨化成以上的有機氮會被氨化成NH3-N.NH3-N.以氨基酸為例：以氨基酸為例：第24頁/共37頁第25頁/共37頁n n2 2、硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將、硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH4+NH4+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NO2-NO2-和和NO3-NO3-的過程的過程。硝化細菌是化能自養(yǎng)菌硝化細菌是化能自養(yǎng)菌，這類菌利這類菌利用

29、無機碳化合物如用無機碳化合物如CO2CO2、CO32-CO32-、HCO3-HCO3-等作為碳源，通等作為碳源，通過與過與NH3NH3、NH4+NH4+、NO2 NO2 的氧化反應(yīng)來獲得能量。生長率的氧化反應(yīng)來獲得能量。生長率低，對環(huán)境條件變化較為敏感。溫度、溶解氧、污泥齡、低，對環(huán)境條件變化較為敏感。溫度、溶解氧、污泥齡、pHpH、有機負荷等都會對它產(chǎn)生影響。、有機負荷等都會對它產(chǎn)生影響。n n硝化總反應(yīng)式：硝化總反應(yīng)式：n n影響硝化反應(yīng)的因素：影響硝化反應(yīng)的因素：n n（1 1）有機碳源）有機碳源(BOD)(BOD)n n 硝化菌是自養(yǎng)菌，有機基質(zhì)濃度并不是它的增殖限制硝化菌是自養(yǎng)菌，有

30、機基質(zhì)濃度并不是它的增殖限制因素，若因素，若BODBOD值過高，將使增殖速度較快的異養(yǎng)型細菌迅值過高，將使增殖速度較快的異養(yǎng)型細菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)勢種屬。速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)勢種屬。第26頁/共37頁n n(2)(2)污泥齡：污泥齡：n n為保證反應(yīng)器中存活并維持一定數(shù)量和性能穩(wěn)定的硝為保證反應(yīng)器中存活并維持一定數(shù)量和性能穩(wěn)定的硝化菌，微生物在反應(yīng)器的停留時間應(yīng)大于硝化菌的最小世代化菌，微生物在反應(yīng)器的停留時間應(yīng)大于硝化菌的最小世代時間。脫氮工藝的污泥齡主要是由亞硝酸菌的世代時間控制。時間。脫氮工藝的污泥齡主要是由亞硝酸菌的世代時間控制。在實際運行中，一般取系統(tǒng)的污泥

31、齡為硝化菌最小世代的在實際運行中，一般取系統(tǒng)的污泥齡為硝化菌最小世代的3 3倍倍以上。并不的小于以上。并不的小于35d35d，為保證硝化反應(yīng)的充分進行，污泥，為保證硝化反應(yīng)的充分進行，污泥齡應(yīng)大于齡應(yīng)大于10d10d。（3 3）溶解氧：）溶解氧：硝化菌為了獲得足夠的能量用于生長，必須氧化大硝化菌為了獲得足夠的能量用于生長，必須氧化大量的量的NH3NH3和和NO2-NO2-，氧是硝化反應(yīng)的電子受體，氧是硝化反應(yīng)的電子受體，DODO為為0.50.7mg/L0.50.7mg/L是硝化菌忍受的極限。當(dāng)是硝化菌忍受的極限。當(dāng)DODO2mg/L2mg/L時，氨氮時，氨氮有可能完全氧化，但需要過長的污泥齡，

32、因此硝化反應(yīng)的有可能完全氧化，但需要過長的污泥齡，因此硝化反應(yīng)的DO2mg/LDO2mg/L。在。在A2OA2O工藝中硝化菌約占活性污泥的工藝中硝化菌約占活性污泥的5%5%，且大，且大部分處于絮體內(nèi)部，更應(yīng)該增加氧濃度提高氧對絮體的穿透部分處于絮體內(nèi)部，更應(yīng)該增加氧濃度提高氧對絮體的穿透力。力。第27頁/共37頁n n（4 4）溫度：）溫度：n n硝化反應(yīng)的適宜溫度是硝化反應(yīng)的適宜溫度是20302030，1515以下時，硝以下時，硝化反應(yīng)速度下降，化反應(yīng)速度下降，5 5時完全停止，時完全停止，30 30 以上蛋白質(zhì)變性以上蛋白質(zhì)變性降低了硝化菌的活性。降低了硝化菌的活性。n n（5 5）pHp

33、H值：值：n n硝化反應(yīng)過程中，釋放硝化反應(yīng)過程中，釋放H+H+，使，使pHpH下降，硝化菌對下降，硝化菌對pHpH的變化十分敏感，為保持適宜的的變化十分敏感，為保持適宜的pHpH，應(yīng)當(dāng)在污水中保持，應(yīng)當(dāng)在污水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pHpH的變化，的變化，lglg氨態(tài)氮（以氨態(tài)氮（以N N計）完全計）完全硝化，需堿度（以硝化，需堿度（以CaCO3CaCO3計）計）7.14g7.14g。對硝化菌的適宜的。對硝化菌的適宜的pHpH為為7.58.47.58.4，低于，低于6 6或高于或高于9.69.6時消化反應(yīng)停止進行。時消化反應(yīng)停止進行。n n（6 6）有害物質(zhì)：）有害物質(zhì)：除

34、有毒有害物質(zhì)及重金屬外，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑除有毒有害物質(zhì)及重金屬外，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有高濃度的制作用的物質(zhì)還有高濃度的NH4-NNH4-N、高濃度的、高濃度的NONOx x-N-N、高、高濃度的有機基質(zhì)、部分有機物以及絡(luò)合陽離子等。濃度的有機基質(zhì)、部分有機物以及絡(luò)合陽離子等。第28頁/共37頁n n3 3、反硝化反應(yīng)：反硝化反應(yīng)是指在無氧的條件下，反硝化、反硝化反應(yīng)：反硝化反應(yīng)是指在無氧的條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮菌將硝酸鹽氮(NO3-)(NO3-)和亞硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮(NO2-)(NO2-)還原為氮氣的過還原為氮氣的過程。反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在有氧存在時，它會以程。反硝

35、化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在有氧存在時，它會以O(shè)2O2為電子進行呼吸；在無氧而有為電子進行呼吸；在無氧而有NO3-NO3-或或NO2-NO2-存在時，則存在時，則以以NO3-NO3-或或NO2-NO2-為電子受體，以有機碳為電子供體和營養(yǎng)為電子受體，以有機碳為電子供體和營養(yǎng)源進行反硝化反應(yīng)。源進行反硝化反應(yīng)。n n反硝化總反應(yīng)式：反硝化總反應(yīng)式：n n反硝化影響因素：反硝化影響因素：（1 1）有機碳源）有機碳源(BOD)(BOD)能為反硝化菌所利用的碳源較多，從污水生物脫氮考能為反硝化菌所利用的碳源較多，從污水生物脫氮考慮，可有下列三類：一是原污水中所含碳源，對于城市污慮，可有下列三類：一是原污水

36、中所含碳源，對于城市污水，當(dāng)原污水水，當(dāng)原污水BOD5/TKN35BOD5/TKN35時時,即可認為碳源充足；即可認為碳源充足；第29頁/共37頁 二是外加碳源，多采用甲醇（二是外加碳源，多采用甲醇（CH3OHCH3OH），因為甲醇被分解），因為甲醇被分解后的產(chǎn)物為后的產(chǎn)物為CO2CO2和和H2OH2O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物；三，不留任何難降解的中間產(chǎn)物；三是利用微生物組織進行內(nèi)源反硝化。是利用微生物組織進行內(nèi)源反硝化。（2 2）pHpH值：值：pHpH對反硝化反應(yīng)，最適宜的對反硝化反應(yīng)，最適宜的pHpH是是6.57.56.57.5。pHpH高高于于8 8或低于或低于6 6，反硝化反應(yīng)受到

37、強烈的抑制，由于反硝化會，反硝化反應(yīng)受到強烈的抑制，由于反硝化會產(chǎn)生堿度，這有助于產(chǎn)生堿度，這有助于pHpH值在所需范圍內(nèi)，并可補充在硝化值在所需范圍內(nèi)，并可補充在硝化過程中消耗的一部分堿度。過程中消耗的一部分堿度。（3 3）溫度：）溫度：反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是20402040，低于，低于1515反硝化反應(yīng)速率降低。為了保持一定的反硝化速率，在冬反硝化反應(yīng)速率降低。為了保持一定的反硝化速率，在冬季低溫季節(jié)，可采用如下措施：提高生物固體平均停留時季低溫季節(jié)，可采用如下措施：提高生物固體平均停留時間；降低負荷率；提高污水的水力停留時間間；降低負荷率；提高污水的水力停留時間

38、。第30頁/共37頁n n（4 4）溶解氧：）溶解氧：反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在無分子氧同時存反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在無分子氧同時存在硝酸根離子和亞硝酸根離子的條件下，它們能夠利用這在硝酸根離子和亞硝酸根離子的條件下，它們能夠利用這些離子中的氧進行呼吸，使硝酸鹽還原。另一方面，反硝些離子中的氧進行呼吸，使硝酸鹽還原。另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠合成。這樣，反硝化反應(yīng)宜于在缺氧、好氧條件交替的條合成。這樣，反硝化反應(yīng)宜于在缺氧、好氧條件交替的條件下進行，一般溶解氧應(yīng)控制在件下進行，一般溶解氧應(yīng)控制在0.5

39、 mg/L0.5 mg/L以下才能正常的以下才能正常的反硝化反硝化。第31頁/共37頁n n二、生物除磷二、生物除磷n n利用好氧微生物中聚磷菌在好氧條件下對污水中溶解性磷利用好氧微生物中聚磷菌在好氧條件下對污水中溶解性磷酸鹽過量吸收作用，然后沉淀分離而除磷。酸鹽過量吸收作用，然后沉淀分離而除磷。第32頁/共37頁n n影響生物除磷的因素：影響生物除磷的因素：n n（1 1）BODBOD負荷與有機物性質(zhì)負荷與有機物性質(zhì)n n聚磷菌競爭能力差，只能利用分子量小易降解的聚磷菌競爭能力差，只能利用分子量小易降解的有機物為基質(zhì)，將其體內(nèi)的儲存的聚合磷酸鹽釋放出來，有機物為基質(zhì)，將其體內(nèi)的儲存的聚合磷酸

40、鹽釋放出來，厭氧階段放磷越充分，好氧階段磷的攝取量就越大，一般厭氧階段放磷越充分，好氧階段磷的攝取量就越大，一般認為認為BOD/TPBOD/TP要大于要大于20302030才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)需才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì)需求而獲得良好的除磷效果。求而獲得良好的除磷效果。n n（2 2）溶解氧：）溶解氧：n n厭氧區(qū)厭氧區(qū)DODO要嚴格控制在要嚴格控制在0.2mg/L0.2mg/L以下。如果有以下。如果有DODO，一方面，一方面DODO將會作為最終的電子受體抑制厭氧的發(fā)酵產(chǎn)酸將會作為最終的電子受體抑制厭氧的發(fā)酵產(chǎn)酸作用，妨礙磷的釋放作用，妨礙磷的釋放;另一方面另一方面DODO會盡快耗盡能快

41、速降解會盡快耗盡能快速降解的有機基質(zhì)。的有機基質(zhì)。n n好氧區(qū)好氧區(qū)DODO要控制在要控制在2mg/L2mg/L，來滿足對其儲存的，來滿足對其儲存的PHBPHB進行降解，釋放足夠的能量供其攝磷。進行降解，釋放足夠的能量供其攝磷。第33頁/共37頁n n3 3、污泥齡：、污泥齡：n n生物脫磷系統(tǒng)主要是通過排除剩余污泥去除的磷的，生物脫磷系統(tǒng)主要是通過排除剩余污泥去除的磷的，一般來說污泥齡越短，污泥含磷量越高，能取得較好的脫一般來說污泥齡越短，污泥含磷量越高，能取得較好的脫磷效果。磷效果。SRT=30dSRT=30d時，除磷效果時，除磷效果40%40%；SRT=17dSRT=17d時，除磷時，除

42、磷效果效果50%50%；SRT=5dSRT=5d天時，除磷效果天時，除磷效果87%87%。n n4 4、pHpH值：值：n n與常規(guī)生物處理相同，生物除磷系統(tǒng)合適的與常規(guī)生物處理相同，生物除磷系統(tǒng)合適的pHpH為為6.586.58，低于，低于6.56.5生物除磷效果會大大下降。生物除磷效果會大大下降。n n5 5、溫度：、溫度：n n溫度對生物除磷效果影響不是很明顯，一般溫度對生物除磷效果影響不是很明顯，一般530C530C都可以得到很好的除磷效果。都可以得到很好的除磷效果。第34頁/共37頁n n三、三、三、三、A2OA2O同步脫氮除磷工藝同步脫氮除磷工藝同步脫氮除磷工藝同步脫氮除磷工藝n

43、n1 1、A2/OA2/OA2/OA2/O工藝原理工藝原理工藝原理工藝原理（1 1）.在首段厭氧池進行磷的釋放使污水中在首段厭氧池進行磷的釋放使污水中P P的濃度升高，的濃度升高，溶解性有機物被細胞吸收而使污水中溶解性有機物被細胞吸收而使污水中BODBOD濃度下降，另外濃度下降，另外NH3-NNH3-N因細胞合成而被去除一部分，使污水中因細胞合成而被去除一部分，使污水中NH3-NNH3-N濃度濃度下降，但下降，但NH3-NNH3-N濃度沒有變化。濃度沒有變化。（2 2）.在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量將回流混

44、合液中帶入的大量NO3-NNO3-N和和NO2-NNO2-N還原為還原為N2N2釋釋放至空氣，因此放至空氣，因此BOD5BOD5濃度繼續(xù)下降，濃度繼續(xù)下降，NO3-NNO3-N濃度大幅度濃度大幅度下降，但磷的變化很小。下降，但磷的變化很小。（3 3）.在好氧池中，有機物被微生物生化降解，其濃度繼續(xù)下在好氧池中，有機物被微生物生化降解，其濃度繼續(xù)下降；有機氮被氨化繼而被硝化，使降；有機氮被氨化繼而被硝化，使NH4-NNH4-N濃度顯著下降，濃度顯著下降，NO3-NNO3-N濃度顯著增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取也以濃度顯著增加，而磷隨著聚磷菌的過量攝取也以較快的速率下降。較快的速率下降。第35頁/共37頁A2/O工藝基本流程第36頁/共37頁