MBR在脱氮除磷方面的最新研究与进展

MBR在脱氮除磷方面的最新研究与进展

近年来，膜生物反应器(MBR)由于处理效果好、占地面积少等优点日益受到污水处理界的关注。目前MBR在国内外的研究发展很快，主要包括:一是生化处理和工艺运行参数的影响；二是膜成套技术的研制;三是膜分离影响因素。尤其是在脱氮除磷研究和开发方面进展很快。

1 MBR不同工艺对氮的去除研究

1.1 MBR工艺处理高浓度氨氮废水技术

国内外对于含氨氮(NH4+-N )废水的处理方法主要采用生物脱氮处理法，国内外对低浓度含氨氮废水的研究已经比较成熟。这段时间的研究主要集中在用MBR对高浓度氨氮废水处理方面。由于MBR膜的完全截留作用使得膜生物反应器的水力停留时间和污泥停留时间可以完全分开，同时反应器维持很高的MLSS，使得反应器里硝化菌的大量积累有了可能，为处理高浓度氨氮废水创造了条件。

在缺氧/好氧MBR处理食品废水的试验中，在进水氨氮高达400-660 mg/L时，取得了91%的硝化效果。而在利用浸没式MBR和传统活性污泥法处理高浓度氨氮废水的对比试验中发现，SRT为24 h时，进水氨氮为180 - 1300 mg/L，浸没式MBR中的氨氮几乎全部硝化，而传统活性污泥法氨氮的硝化率只有91%。有人采用一体式浸没式MBR处理高浓度氨氮废水，研究结果表明，进水COD>100 mg/L，氨氮340 mg/L时，出水平均氨氮<3 mg/L，去除率>99%。而李红岩等利用相同的膜生物反应器处理高浓度氨氮废水，在进水氨氮浓度逐渐增加到2000 mg/L;进水氨氮的容积负荷为2.0 kg/(m3/d)情况下，去除率依然达到了99%，而且系统比较稳定从各个研究结果来看，总体上MBR对去除高浓度氨氮废水的效果甚佳，且比较稳定。

1.2 MBR工艺脱氮技术

在好氧生化池内氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮只是氮的形态发生了变化，总氮的数量并没有减少。为了提高总氮去除率，张西旺等在一体式MBR前增设缺氧区和回流装置，形成好氧/缺氧运行方式，获得了对高浓度氨氮下总氮很好的去除。没有增设缺氧区和回流装置的情况下，进水NH4+- N为100mg/L时TN去除率只有60%，而在设置了缺氧区后，去除率达，其原因就是缺氧区设置后给反

硝化菌提供了充足的有机物和反应场所，避免了由于硝酸盐和亚硝酸盐的积累对硝化反应的限制，出水TN达建设部生活杂用水水质标准。研究表明，在好氧MBR里加生物载体填料，可以取得对NH4+-N和TN很高的去除效果，由于反应器中高浓度的污泥有利于在污泥絮体中形成好氧区和厌氧区，而且，填料载体挂膜充分后，膜表面同样也会形成立体的好氧—缺氧层递层，客观上为在同一个反应器中实现同步硝化反硝化创造了条件。试验出水结果表明，在DO 、pH等因素控制得当的情况下系统对NH4+-N和TN平均去除率分别达到了93.0%，88.9%，比传统的工艺效果要好。齐唯等在浸没式MBR中对同步硝化反硝化效应进行了研究，得出氧的传递是影响同步硝化反硝化的主要因素；系统pH也是通过影响微环境中氧的传递，进而影响同步硝化反硝化作用的，在一定的条件下，取得了对NH4+一N为81%和TN为84%的去除率。有些研究人员在试验过程中发现了短程硝化和反硝化的现象，李春杰等研究了浸没式MBR处理化废水中的短程硝化反硝化，在试验运行初期，由于泥龄短使微生物代谢产物未得到充分积累，硝化过程进行得非常彻底；然后在高效短程硝化的基础上进行反硝化，当单位SS 反硝化负荷<0.174 (kg/d)，HRT> 8.44 h时，可实现反硝化率81.34%，此时外加碳源m(COD)：m(N)为2.1：1，相比于传统活性污泥法，MBR里的污泥絮体比较松散，可能不利于剩余污泥的处理和反硝化的发生。对比投加粉末活性炭(PAC)和未投加PAC的MBR系统的脱氮效果发现，投加了PAC后的MBR系统中，污泥絮体尺寸增大，可在絮体内部形成缺氧区，更加有利于反硝过程的发生，反硝化去除率>96%。

2 MBR不同工艺对磷的去除研究

MBR去除磷的工艺与常规活性污泥法基本上相同，国内外对除磷工艺的研究不少，一般采用A/O和SBR的形式，多数是和脱氮联用，A/O膜法是研究得比较多的一种工艺，有人对比了有厌氧和无厌氧情况下该工艺的除磷情况，发现没有厌氧环境，TP的去除率只有22%，而在有厌氧段(A/O)的情况下，TP的去除率可达70%；B.K ocadagistan采用在上流式厌氧固定床后的好氧反应器里面放置了微滤膜的形式，获得了对氮和磷>94%的去除率，不过该工艺成本比较高，现阶段难以大规模的推广；P.A.C astillo等采用生物膜一膜反应器处理含磷废水，在有机负荷率为159 mg/(cm 2/d)的条件下，磷的去除率达72%。由于除磷菌的世

代时间较短，SRT是一个比较重要的参数，为了尽量避免SRT过长带来的负面影响，于是有人在强化生物除磷工艺(EBPR)的好氧段旁边放置膜组件，无论采用前置反硝化方式还是后置反硝化方式，都取得了令人满意的除磷效果，在SRT 为25 d的情况下，依然取得了TP > 97%的去除率，后置反硝化在运行良好时同样曾经获得了很好的TP和TN的去除效果，分别为99%，94%。而Halil Hasar 在对浸没式膜生物反应器(SMBR)和传统活性污泥法(CASP)工艺进行对比研究

中发现，SMBR的运行方式在SRT为50d，好氧时DO在1.9-4 mg/L，进水TP 为19.0 mg/L的情况下，取得了出水TP < 1 mg/L的去除效果。这表明采用MBR 完全可以实现高效脱氮除磷。由于许多工艺的差异，尤其是膜组件性能因素，导致不是每一种MBR工艺对除磷效果都能达到要求，在环境的要求越来越高使得出水排放标准越来越严格的情况下，有时只依靠生物除磷出水经常难以达标，MBR工艺中也常采用投加絮凝剂以共沉淀模式来提高磷的去除效果，研究表明，当n(Al): n( TP)为1.5，进水TP为4.3—5.3 mg/L时，出水TP可以降到0.5 mg/L，达到TP < 1 mg/L的排放标准。迟军等人基于磷的难溶金属盐化学沉淀物很难透过超滤膜的现象，在反应器内通过投加铝盐的方式除磷，获得了82% 的去除率，使出水中TP< 0 .5m g/L。

3 微生物学在脱氮除磷方面的研究进展

微生物在废水生物处理过程中起关键作用，然而由于受到传统分析手段和方法的限制，对水处理过程尤其是脱氮除磷过程的微生物学，认识还有待进一步提高。对MBR来说，由于膜的截留以及曝气在膜表面产生的剪切力，使得好氧生物反应器中的污泥性能、微生物群落以及生物动力学都不同于常规活性污泥法。MBR中的污泥颗粒细小、豁性大、结构松散、活性低，并且沉降性能和脱水性能差，对脱氮除磷带来很大的影响。而磷的最终去除必须靠排剩余污泥来实现，因此全面了解聚磷菌的生理生化特性是十分重要的。

3.1 常规活性污泥法中的微生物技术

微生物群落决定着污泥特性，同时微生物群落的组成也决定着系统脱氮除磷的效果，而目前对有关MBR中的微生物及其生物动力学特性知之甚少。由于传统的分析手段的局限性，我们必须建立新的分析技术和手段来深人了解MBR中活性污泥中的微生物群落结构及其多样性。人们在实验研究的过程中不断改进方

法。Andrew Amis Randall在研究中利用不同的挥发脂肪酸(WAS)发现：当作为碳源的聚羟基脂肪酸醋(PHA)主要以3—羟基丁酸(3HB)的形态存在时比以3—羟基戊酸(3HV)的形态存在时更容易促进好氧吸磷；而由脂肪酸(MFAS)测量方法改进而来的醋肪酸异丙基醋方法在定量测定活性污泥法中尤其是在测定由于微生物群落的构成的改变而导致的活性污泥的质量变化时取得了很好的效果；好氧呼吸速率(OUR)也被研究人员常用来表征生物的生长和活性。但是上述方法只是从宏观上反映反应器中微生物的变化，并不能从微观上体现外部条件变化带来的生物的多样性和群落的变化。

3.2 MBR工艺中的微生物技术

随着现代分子生物学的发展，以核酸杂交技术为主要内容的分子生物等技术，为研究生物群落构成及其多样性提供了新的强有力的方法和手段。到目前为止，人们对活性污泥系统中何种微生物对除磷起主要作用仍不清楚，不过由于现代分子生物学的发展，利用基于除磷活性污泥样品的核酸杂交技术克隆基因库构建专一性探讨，结合细胞内聚磷酸盐颗粒的特殊染色技术，R.P. X. H esselmann(31〕等和G.R .Crocetti等利用显微镜对除磷微生物进行原位观察和鉴定，利用对B-Proteobacteria专一性的探讨鉴定了实验室规模的除磷反应器中占优势的微生物种群。虽然上述研究都是在常规活性污泥法中完成的，但不妨碍他们在MBR中的应用。当MBR长时间不排泥，使MLSS维持在很高的浓度时，污泥浓度的增长是一条开始增长较快，尔后逐渐趋于平缓的曲线，常规方法解释不了该现象的发生，利用荧光原位杂交技术(FISH)对常规活性污泥法和MBR内染色细胞进行定位分析，结果表明，MBR里的高污泥浓度利用自身能量维持新陈代谢，而不是处于生理增长的状态。而且FISH和变性梯度凝胶电泳(DGGE)的分析结果也表明:MBR中的微生物群落和其多样性，不同于常规活性污泥；MBR适宜于氨氧化菌的生长；MBR中的硝化菌通常为不同形状的串状，小颗粒污泥中的硝化菌含量高于其在大颗粒污泥的含量。而LuisaS .Se rafim等则利用另一项现代监测手段核磁共振(NMR)使得在线监测细胞中的能量变化成为了可能。另外间歇缺氧/好氧条件的SMBR中，被认为是间歇曝气SMBR中硝化和反硝化过程中占优势的两种菌种：亚硝化单胞菌和反硝化产碱菌，它们的占优势醒是ubinone-8。间歇好氧/缺氧条件下，悬浮微生物中微生物的多样性，通过苯酿

图谱里的组成可以以摩尔分数表示出来。因此研究微生物的生物学机理，对MBR 的开发具有重要意义。

4 MBR在城市污水处理中的应用及发展趋势

MBR以其独特的优点在废水需要回用和占地有限制的场合具有独到的优势。MBR对有机物和氨氮都有很好的去除效果，但是与传统活性污泥法相比，MBR 脱氮除磷的技术总体来说还不是很完善，工程应用经验不太多，很多研究成果还只停留在实验室阶段。MBR处理目标一般是回用水标准，但单独依靠生物法还是难以稳定达到回用水标准，生物脱氮除磷的效果一直都不是很好，在这方面将来研究的重点主要是以下几点。

(1) MBR工作条件下生物脱氮除磷的生物学机理，微生物尤其是除磷菌(PAOs)的机理，研究它们有助于我们根据不同处理要求筛选出高效而稳定的专性脱氮除磷菌种，从而研究出新型的高效脱氮除磷工艺。

(2) 新型MBR脱氮除磷工艺和相关研究成果的示范工程及推广。目前的MBR工艺基本上都是基于传统的污水处理工艺上加膜而形成的MBR,所确立的数学模型也都有相应的局限性。应研究开发更加适合于MBR工艺特点的新型工艺，如生物膜(固定生物)-MBR等工艺。一方面有利于设计规范的制定；另一方面又能在提高脱氮除磷效果的同时又可以减少后续污泥的处理成本。

生物脱氮除磷原理及工艺

生物脱氮除磷原理及工艺 1 引言 氮和磷是生物的重要营养源，随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用，天然水体中氮、磷含量急剧增加，水体中蓝藻、绿藻大量繁殖，水体缺氧并产生毒素，使水质恶化，对水生生物和人体健康产生很大的危害。然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污（废）水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体；在好氧生物处理中，生活污水经生物 降解，大部分的可溶性含碳有机物被去除。同时产生N NH -3、N NO --3和- 34PO 和-24 SO ，其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞，通过排泥得到去除；二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物，能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准。因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要。 2 生物脱氮除磷机理 2.1 生物脱氮机理 污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝 态氮，即，将3NH 转化为N NO --2和N NO --3。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转 化为氮气，即，将N NO -- 2（经反亚硝化）和N NO --3（经反硝化）还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的[1]。 ○ 1硝化——短程硝化：O H HNO O NH 22235.1+→+ 硝化——全程硝化（亚硝化+硝化）：O H HNO O NH 22235.1+???→?+亚硝酸菌 3225.0HNO HNO O ??→?+硝酸菌 ○ 2反硝化——反硝化脱氮：O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮：O H N HNO NH 22232+→+ ][35.122233H O H N HNO NH ++→+

MBR脱氮除磷研究进展

MBR工艺脱氮除磷研究进展 摘要常规MBR工艺处理城市生活污水，尽管可以获得较低SS的出水，但对氮、磷的去除很难达到越来越严格的排放标准，因此强化MBR工艺生物段的脱氮除磷功能成为目前研究的热点问题。分析MBR脱氮除磷的潜力，介绍了各种MBR 组合工艺脱氮除磷的原理、特点及处理效果，探讨了MBR组合工艺脱氮除磷的研究方向，认为微生物学机理、强化内源反硝化及膜污染控制等是该方向的研究重点。 关键词膜生物反应器；脱氮除磷；组合工艺 Advances in nitrogen and phosphorus removal of MBR process Abstract Conventional MBR process for the treatment of municipal sewage, despite it could get lower SS effluent, the removal of nitrogen and phosphorus is difficult to achieve the increasingly stringent emission standard. So it becomes a hot research topic that strengthen the segment of the MBR process biological nitrogen and phosphorus removal function. The paper analyzes the potential of the MBR nitrogen and phosphorus removal, introduces all kinds of MBR combined process of nitrogen and phosphorus removal of the principle characteristic and the treatment effect, and discusses the study direction of the MBR combined process of nitrogen and phosphorus removal. I think that the mechanism of microbiology, strengthen the endogenous denitrification and membrane fouling control are the research priorities of the direction. Key words Membrane bioreactor（MBR）；Nitrogen and phosphorus removal；Combined process

污水脱氮除磷机理

污水脱氮除磷机理 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】

浅谈生活污水脱氮除磷研究 摘要：介绍了污水中氮磷的来源和危害，污水脱氮除磷的机理以及几种常用的生活污水脱氮除磷工艺，分析了其优缺点，并介绍了相关污水脱氮除磷的研究。 关键词：生活污水脱氮除磷 1 前言 氮和磷是生物重要营养源。随着人口的持续增长和人们生活水平的不断提高，生活污水人均排放量持续增加，加之洗涤剂的普遍使用，以及二级生化处理城市污水出水中氮磷含量较高，排入水体后使受纳水体中氮、磷含量增加，蓝、绿藻大量繁殖，水体缺氧并产生毒素，水质恶化。我国淮河流域、太湖、巢湖、滇池等水体富营养化严重，近海岸每年发生的十多起大面积的赤潮，严重影响水生生物和人体健康。 大量氮、磷化合物进入水体后加速水体的富营养化进程，降低了水体的经济价值和美学价值，破坏水体生态环境，影响供水水质等；消耗水体中的溶解氧，不利于水体质量的改善以及鱼类的生存；降低氯的消毒效率，大大增加氯的消耗量，同时对人类的健康存在着潜在的危害。 因此，解决氮磷污染问题对解决我国水环境污染问题具有重大意义。 2 污水脱氮除磷机理 污水中氮的存在形式主要有氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，可通过物理法、化学法和生物法去除。常用的物化方法有氨吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法、选择性离子交换法和催化氧化法。污水中磷的存在形态主要是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，其去除方法主要有混凝沉淀法、结晶法和生物法。由于生物脱氮除磷被公认为是一种经济、有效和最有发展前途的方法，且生活污水的可生化性好，因此，目前污水脱氮除磷大多采用生物法。 生物脱氮机理 污水生物处理脱氮过程主要是氮的转化，即同化、氨化、硝化和反硝化。 （1）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成分。同化作用的氨氮去除率一般为8%～20%。

生物脱氮除磷原理

生物脱氮原理 （碳源） （碳源）图1 硝化和反硝化过程 图2 A2/O工艺流程

水体中氮的存在形态 生物脱氮原理 1、氨化作用 在好氧或厌氧条件下，有机氮化合物在氨化细菌的作用下，分解产生氨氮的过程，常称为氨化作用。 有机氮 氨氮 2、硝化作用 以A 2/O 工艺为例，硝化作用主要发生在好氧反应器中，污水中的氨氮NH 4+-N 在亚硝酸 细菌的作用下转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮NO 2--N 在硝酸细菌的作用下进一步转化为硝酸氮NO 3 --N 。（见图 1左边） 亚硝酸细菌和硝酸细菌统称为硝化细菌，属于好氧自养型微生物，不需要有机物作为营养物质。 3、反硝化作用 反硝化作用主要发生在缺氧反应器中，好氧反应器中生成的硝酸氮NO 3--N 和亚硝酸氮NO 2--N 通过内循环回流到缺氧池中，在有一定碳源的条件下，由反硝化细菌先将硝酸氮NO 3--N 转化为亚硝酸氮NO 2--N ，亚硝酸氮再进一步转化为氮气N 2，水体中的氮从化合物转化为氮气进入到空气中，才能最终将污水中TN 降低。（见图1右边） 反硝化细菌是异养兼性缺氧型微生物，其反应需要在缺氧环境中才能进行。 氨化菌

生物除磷原理 磷在自然界以2 种状态存在：可溶态（正磷酸盐PO43-）或颗粒态（多聚磷酸盐）。 所谓除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。 厌氧释磷 污水在生物处理中，在厌氧条件下，聚磷菌的生长受到抑制，为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐，同时产生自身生长所需的所需的能量，称该过程为磷的释放。 好氧吸磷 进入好氧环境后，聚磷菌活力得到充分恢复，在充分利用基质的同时，从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐，从而完成聚磷的过程。 富含磷的污泥通过剩余污泥外排的方式最终使磷得到去除。

污水处理工艺脱氮除磷基本原理

污水处理生物脱氮除磷基本原理 国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物理处理方法研究，结果认为物理法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等。因此，城市污水处理厂一般不推荐采用。从七十年代以来，国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术，在八十年代后期逐步 实现工业化流程。目前，常用的生物脱氮除磷工艺有A2/O法、SBR法、氧化沟法等。 ?生物脱氮原理 生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌左右变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。 由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件： 硝化阶段：足够的的溶解氧，DO值在2mg/L以上，合适的温度，最好在20℃，不能低于10℃，，足够长的污泥泥龄，合适的PH条件。 反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值在0.2mg/L左右，充足碳源（能源），合适的PH条件。 生物脱氮过程如图5—1所示。 反硝化细菌 +有机物（氨化作用）（硝化作用）（反硝化作用）

?生物除磷原理 磷常以磷酸盐（H 2PO 4 -、HPO 4 2-和H 2 PO 4 3-)、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除 磷就是利用聚磷菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态从外部摄取磷，并将其以聚合形态储藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。 生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对除磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报道称，当泥龄为30d时，除磷率为40%，泥龄为17d时，除磷率为50%，而当泥龄降至5d时，除磷率达到87%。 大量的试验观测资料已经完全证实，再说横无除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷，磷的厌氧释放可以分为两部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内，并在细胞内储存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和储存，内源损耗，PH变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。 在除磷系统的厌氧区中，含聚磷菌的会留污泥与污水混合后，在初始阶段出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和储存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚磷，并把分解产物（磷）释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过2小时厌氧后，磷的释放已经甚微，在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧释放1mgP，在好氧条件下可吸收2.0~2.24mgP，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平均厌氧释放1mgP，所产生的好氧吸磷能力降至1mgP以下，甚至达到0.5mgP。因此，生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要尽量避免PH的冲击，否则除磷能

水处理生物脱氮除磷工艺

生物脱氮除磷工艺 第一节 概述 一、营养元素的危害 氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害，主要表现在以下几个方面： 氨氮会消耗水体中的溶解氧； 氨氮会与氯反应生成氯胺或氮气，增加氯的用量； 含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：① 氨氮对鱼类有毒害作用；② NO 3- 和NO 2-可被转化为亚硝胺——一种“三致”物质；③ 水中NO 3-高，可导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby ”； 加速水体的“富营养化”过程；所谓“富营养化”就是指水中的藻类大量繁殖而引起水质恶化，其主要因子是N 和P （尤其是P ）；解决的办法主要就是要严格控制污染源，降低排入水环境的废水中的N 、P 含量；对于城市废水来说，利用传统的活性污泥法进行处理，对N 的去除率一般只有40%左右，对磷的去除率一般只有20~30%。 二、脱氮的物化法 1、氨氮的吹脱法： -++?+OH NH O H NH 423 2 2每 3 采用斜发沸石作为除氨的离子交换体。 出水 折点加氯法脱氯工艺流程

1、铝盐除磷 4343AlPO PO Al →++ + 一般用Al 2(SO 4)3，聚氯化铝（PAC ）和铝酸钠（NaAlO 2） 2、铁盐除磷：FePO 4 Fe(OH)3 一般用FeCl 2、FeSO 4 或 FeCl 3 Fe 2(SO 4)3 3、石灰混凝除磷 O H PO OH Ca HPO OH Ca 23452423))((345+→++--+ 向含磷的废水中投加石灰，由于形成OH -，污水的pH 值上升，磷与Ca 2+反应，生成羟磷灰石。 第二节 生物脱氮工艺与技术 一、活性污泥法脱氮传统工艺 1、Barth 提出的三级活性污泥法流程： 第一级曝气池的功能：① 碳化——去除BOD 5、COD ；② 氨化——使有机氮转化为氨氮； 第二级是硝化曝气池，投碱以维持pH 值； 第三级为反硝化反应器，可投加甲醇作为外加碳源或引入原废水。 该工艺流程的优点是氨化、硝化、反硝化分别在各自的反应器中进行，反应速率较快且较彻底；但七缺点是处理设备多，造价高，运行管理较为复杂。 2、两级活性污泥法脱氮工艺 与前一工艺相比，该工艺是将其中的前两级曝气池合并成一个曝气池，使废水在其中同时实现碳化、氨化和硝化反应，因此只是在形式上减少了一个曝气池，并无本质上的改变。 二、缺氧——好氧活性污泥法脱氮系统（A —O 工艺）

生物脱氮除磷

生物脱氮除磷工艺及研究 随着水体富营养化问题的日渐突出，污水综合排放标准日趋严格，污水处理技术逐渐从以单一去除有机物为目的的阶段进入既要去除有机物又要脱氮除磷的深度处理阶段。生物脱氮除磷技术是经济、高效的脱氮除磷技术，在污水处理领域已得到广泛的应用。 1 反硝化除磷机理 生物脱氮除磷主要是利用反硝化达到除磷的目的。生物脱氮除磷是在厌氧/缺氧环境的交替运行的条件下，易富集一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物，该微生物能利用氧气或硝酸根作为电子受体，通过他们的代谢作用同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到除磷脱氮的目的。对于反硝化除磷现象研究者们提出了两种假说来进行解释：（1）两类菌属学说，即生物除磷系统中的聚磷菌（PAO）可分为两类菌属，其中一类PAO只能一氧气作为电子受体，而另一类则既能以氧气又能以硝酸盐作为电子受体，因此他们在吸磷的同时能进行反硝化；（2）一类菌属学说，即在生物除磷系统中只存在一类PAO，他们在一定的程度上都具有反硝化能力，该能力能否表现出来关键在于厌氧/缺氧这种交替运行的环境条件是否得到了强化。而J.Y.Hu等通过试验发现厌氧/缺氧SBR系统中存在一类能以氧气、硝态氮、和亚硝态氮作为电子受体的聚磷微生物，因此他将厌氧/缺氧型反硝化聚磷污泥系统的两类微生物的两类微生物菌属假说扩增到

三类微生物菌属；第三类就是既能够以氧气和硝酸盐氮，也能以亚硝酸盐氮作为电子受体的类聚磷微生物。 通过总结可以确立的反硝化除磷机理：反硝化除磷菌作为兼性厌氧细菌可以通过厌氧/缺氧条件的驯化培养大量富集；在缺氧条件下能产生分别或同时利用氧气，亚硝酸盐、硝酸盐作为电子受体的DPB。并且通过胞内PHB和糖原质的生物代谢作用来过量吸收磷，其代谢作用与传统PAO相似。DPB体内包含3类内聚物：PHB、糖原和聚磷颗粒。首先在厌氧条件下，DPB通过厌氧释放磷获取能量体内合成PHB；在缺氧条件下DPB可利用3种物质作为电子受体完成磷的摄取，同时完成反硝化过程，PHB消耗和聚磷颗粒的生长同时进行。糖原在这个过程中维持细胞内的氧化还原平衡；在厌氧段糖原消耗用于有机物的降解和磷的释放，在缺氧段又重新生成，从而调节细胞内物质和能量平衡。 2 反硝化脱氮除磷工艺 从生物脱氮除磷的机理分析来看，生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好氧三种状态。而脱氮除磷组合工艺也是前人在不断深入研究脱氮工艺中意外发现的。从早期的SBR工艺到后来的Dephanox 工艺，反硝化除磷已经成为人们关注的热点。从工艺研究角度，反硝化除磷工艺主要分为两大类：一类是单污泥系统，代表工艺是单污泥SBR及改进工艺、好氧颗粒污泥工艺和UCT改进工艺(BCFS)；另一类是双污泥系统，代表工艺是A2N和Dephanox工艺。

生物脱氮原理

水体中氮素过多所引起的危害—水体的富营养化:水体中含 氮量大于0.2～0.3m g/L就会引起水体的富营养化。 经富营养化污染的水体，治理关键是要脱氮除磷，而脱氮最常用的是生物脱氮。 生物脱氮原理：生物脱氮是在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条件下的反硝化反应将硝酸盐还原成气态氮从水中去除。生物脱氮通过氨化、硝化、反硝化三个步骤完成。 1、氨化反应：氨化作用是指将有机氮化合物转化为N H -N的过程，也称为 3 矿化作用。参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨，另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。在厌氧或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。 2、硝化反应：在硝化细菌的作用下,氨态氮进一步分解、氧化,就此分两个阶段进行。首先,在亚硝化细菌的作用下,使氨(N H4 + )转化为亚硝酸氮,亚硝酸氮在硝酸菌的作用下,进一步转化为硝酸氮。亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。硝酸菌有硝酸杆菌属、硝酸球菌属。 影响硝化反映的因素： 1、好样环境条件下，并保持一定的碱度：溶解氧在1.2～2.0m g/L。 2、pH：硝化反应的pH在8.0～8.4 3、温度：硝化反应的适宜温度在20～30℃ 4、尽量减少有毒有害物质的进入，且高浓度的氨氮和硝态氮对硝化作用有抑 制。 以上因素之所以会对硝化作用有影响，主要是因为他们对硝化细菌的生长环境造成了影响。 3、反硝化反应：反硝化反应是指硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮(N2 )的过程。进行这类反应的细菌主要有变形杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等兼性细菌，它们在自然界中广泛存在。 影响反硝化作用的因素: 1、要有充足的碳源 2、pH：反硝化反应的pH在6.5～7.5 3、溶解氧浓度：反硝化菌是异养兼性厌氧菌，溶解氧应控制在0.5mg/L以下 4、温度：反硝化反应的适宜温度在20～40℃ 生物脱氮工艺 主要有传统生物脱氮工艺（三级生物脱氮工艺）、A/O 工艺、A2/O 工艺（脱

生物脱氮除磷原理

1、生物脱氮 反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程.微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途,一是利用其中的氮作为氮源,称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮.许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养.另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体,把硝酸还原成氮（N2）,称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑.能进行反硝化作用的只有少数细菌,这个生理群称为反硝化菌.大部分反硝化细菌是异养菌,例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等,它们以有机物为氮源和能源,进行无氧呼吸,其生化过程可用下式表示： C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量 CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量 少数反硝化细菌为自养菌,如脱氮硫杆菌,它们氧化硫或硝酸盐获得能量,同化二氧化碳,以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体.可进行以下反应： 5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4 反硝化作用使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利.农业上常进行中耕松土,以防止反硝化作用.反硝化作用是氮素循环中不可缺少的环节,可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少,消除因硝酸积累对生物的毒害作用. 2.生物除磷 1）生物除磷只要由一类统称为聚磷菌的微生物完成,由于聚磷菌能在厌氧状态下同化发酵产物,使得聚磷菌在生物除磷系统中具备了竞争的优势. 2）在厌氧状态下,兼性菌将溶解性有机物转化成挥发性脂肪酸；聚磷菌把细胞内聚磷水解为正酸盐,并从中获得能量,吸收污水中的易讲解的COD,同化成细胞内碳能源存贮物聚β-羟基丁酸或β-羟基戊酸等 3）在好氧或缺氧条件下,聚磷菌以分子氧或化合态氧作为电子受体,氧化代谢内贮物质PHB 或PHV等,并产生能量,过量地从无水中摄取磷酸盐,能量以高能物质ATP的形式存贮,其中一部分有转化为聚磷,作为能量贮于胞内,通过剩余污泥的排放实现高效生物除磷目的

污水处理厂A-A-O生物脱氮除磷工艺简介

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/518420501.html, 污水处理厂Ａ－Ａ－Ｏ生物脱氮除磷工艺简介 作者：孟永进 来源：《硅谷》2009年第15期 中图分类号:X7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810007-01 在城市生活污水处理厂,传统活性污泥工艺能有效去除污水中的BOD5和SS,但不能有效地去除污水中的氮和磷。如果含氮、磷较多的污水排放到湖泊或海湾等相对封闭的水体,则会产 生富营养化导致水体水质恶化或湖泊退化,影响其使用功能。因此,在对污水中的BOD5和SS进行有效去除的同时,还应根据需要,考虑污水的脱氮除磷。其中A-A-O(厌氧-缺氧-好氧)为同步生物脱氮除磷工艺的一种。 一、工艺原理及过程 A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷,其工艺流程如图1所示。 在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP 保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有

生物脱氮除磷工艺中的矛盾

5,生物脱氮除磷工艺中的矛盾 (1)泥龄问题 作为硝化过程的主休,硝化菌通常都属于自养型专性好氧菌.这类微生物的一个突出特点是繁殖速度慢,世 代时间较长.在冬季,硝化菌繁殖所需世代时间可长达30d以上;即使在夏季,在泥龄小于5d的活性污泥中硝 化作用也十分微弱.聚磷菌多为短世代微生物,为探讨泥龄对生物除磷工艺的影响,Rensink等(1985年)[23]用表2归纳了以往的研究成果,并指出降低泥龄将会提高系统的除磷效率. 泥龄与除磷率关系表2 泥龄/d 30 17 5.3 4.6 磷去除率/% 40 50 87.5 91 由表2可见聚磷微生物所需要泥龄很短.泥龄在3.0d左右时,系统仍能维持较好的除磷效率.此外,生物除磷 的唯一渠道是排除剩余污泥.为了保证系统的除磷效果就不得不维持较高的污泥排放量,系统的泥龄也不得 不相应的降低.显然硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾.若泥龄太高,不利于磷的去除;泥龄太低,硝化菌 无法存活,且泥量过大也会影响后续污泥处理.针对此矛盾,在污水处理工艺系统设计及运行中,一般所采用 的措施是把系统的泥龄控制在一个较窄范围内,兼顾脱氮与除磷的需要.这种调和,在实践中被证明是可行 的. 为了能够充分发挥脱氮与降磷两类微生物的各自优势,可采取的其它对策大致上有两类. 第一类是设立中间沉淀池,搞两套污泥回流系统使不同泥龄的微生物居于前后两级(见图4),第一级泥龄很短,主要功能是除磷;第二级泥龄较长,主要功能是脱氮.该系统的优点是成功地把两类泥龄不同的微生物分开.但是,这类工艺也是存在局限性.第一,两套污泥回流系统,再加上中间沉淀池和内循环,使该类工艺流程 长且比较复杂.第二,该类工艺把原来常规A2/O(见图5)工艺中同步进行的吸磷和硝化过程分离开来,而各 自所需的反应时间又无法减少,因而导致工艺总的停留时间变长.第三,该工艺的第二级容易发生碳源不足 的情况,致使脱氮效率大受影响.此外,由于吸磷和硝化都需要好氧条件,工艺所需的曝气量也可能有所增加. 第二类方法是在A2/O工艺好氧区的适当位置投放填料.由于硝化菌可栖息于填料表面不参与污泥回流,故 能解决脱氮除磷工艺的泥龄矛盾.这种作法的优点是既达到了分离不同泥龄微生物的目的,又维持了常规 A2/O工艺的简捷特点.但是该工艺也必须解决好以下几个问题:①投放填料后必须给悬浮性活性污泥以优先 的和充分的增殖机会,防止生物膜越来越多而MLSS越来越少的情况发生;②要保证足够的搅拌强度,防止因 填料截留作用致使污泥在填料表面间大量结团;③填料投放量必须适中,投放量太少难以发挥作用,太多则难免出现对污泥的截留.此外,填料的类型和布置方式都应作慎重考虑.

脱氮除磷原理

脱氮除磷原理文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。？ 在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作 用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧 段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。 A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制？ A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地

脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD5。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。？ M和SRT。完全生物硝化,是高效生物脱氮的前提。因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般应控制在一般应控制在8-15d。？ 2.水力停留时间。水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在1-2h范围内,缺氧段水力停留时间好氧段水力停留时间一般应在6h。？ 3.内回流与外回流。内回流比r一般在200-500%之间,具体取决于进水TKN浓度,以及所要求的脱氮效率。一般认为,300-500%时脱氮效率最佳。内回流比r与除磷关系不大,因而r的调节完全与反硝化工艺一致。？ 4.溶解氧(DO)。厌氧段DO应控制在L以下,缺氧段DO应控制在L以下,而好氧DO应控制在2-3mg/L之间。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。？

常见污水处理脱氮除磷技术介绍

常见污水处理脱氮除磷技术介绍 随着污水排放标准的提高，污水脱氮除磷技术越来越受重视，本文介绍了目前生产生活中常见的污水脱氮除磷技术原理及特点，以供相关城镇污水处理厂在选择污水处理时作为参考。 随着世界经济的发展，以及人们环保意识的增强，世界各国对污水的排放标准均做出了更高的要求，通过常规的污水处理技术不能保证污水中氮磷的去除可以达标，因此污水处理厂对所处理排放污水的脱氮除磷技术越来越重视。众所周知，水体中氮、磷含量超标是导致水体富营养化的罪魁祸首，不光导致大量的经济损失，还带来了难以估量的环境破坏，大量鱼类死亡，水体发臭，需要很长的时间才能恢复甚至不可恢复。随着城市规模的扩大，城市污水的排放量也在逐年增加，必须对现有的生物处理系统进行改造，以满足其对脱氮除磷的要求。目前在我国的污水处理技术中常用的仍为生物技术。 一、生物脱氮原理 氮元素在新鲜污水中的存在形式主要有以下两类，一是有机氮，例如蛋白质、尿素、氨基酸、胺类化合物等;另一类是氨态氮，或，一般以前者为主。含氮化合物在污水中微

生物的作用下会发生三大类反应，一，氨化反应;二，硝化反应;三，反硝化反应。 氨化反应是指有机氮化合物在氨化菌的作用下，被分解成为氨态氮。硝化反应是指氨态氮首先在亚硝化菌的作用下变为亚硝酸盐氮，然后在硝酸菌的作用下转变为硝酸氮。硝化反应的进行对环境变化极为敏感，所以硝化反应的进行必须满足一定的外部条件。1，必须满足一定的溶解氧即DO含量大于2.0mg/L；2，硝化反应中回释放出，导致混合液中pH下降，因此混合液中必须保持足够的碱度起缓冲作用。一般来说，1g氨态氮需要碱度(以碳酸钙计)7.14g；3，BOD值不宜过高，一般控制在15-10mg/L以下。反硝化反应是指硝态氮在反硝化菌的作用下被还原为或NO等的过程。反应进行时的DO应控制在0.5mg/L以下，pH为7.0-7.5。 通过一系列反应最终使污水中的氮元素得以一定程度去除。 二、生物除磷原理 磷元素在污水中主要以有机磷和无机磷两种存在形式。生物除磷是指利用聚磷菌等微生物在好氧条件下对磷元素过量摄取，在厌氧条件下释放出来，使磷元素的含量得以降低。

城市生活污水处理厂脱氮除磷研究

城市生活污水处理厂脱氮除磷研究 摘要：污水处理一直是我国环保工作人员长期面对的难题，尤其是污水处理厂脱氮除磷工作。针对这一现状，本文结合笔者多年的工作经验，通过实验的方式探讨了污水处理厂脱氮除磷工作的开展，并根据实验结果对工艺方案进行调整，以提高污水处理厂脱氮除磷能力。 关键词：污水处理厂；脱氮除磷；反硝化；实验分析 随着我国社会经济建设步伐的加快，城市基础设施建设规模得到进一步的扩大，污水处理系统及配套的污水处理厂正逐步完善，这对污水处理厂的处理工艺技术也提出了更高的要求。脱氮除磷是城市生活污水处理厂的重要内容，如何做到出水水质全面及达标是污水处理厂亟待解决的难题之一。目前，许多污水处理厂运行年限较长，处理效果已经难以达到缓解的要求，并且传统的活性污泥法只能去除生活污水中的有机碳源污染，而无法解决污水中存在氮、磷污染的问题，这对城市生态环境的影响是巨大的。因此，污水处理厂的技术人员应积极采取有效的措施，调整污水处理的工艺控制思路，通过外投碳源强化生物脱氮以及增加化学除磷工序等措施，从而确保污水处理厂出水达标。 1 合理选型外加碳源，保证出水氨氮、总氮达标

反硝化是生物脱氮工艺去除总氮的最重要步骤，碳源是否够量决定缺氧段对硝酸盐的去除效率。反硝化速率的快慢与碳源的浓度及种类有关，所以为了实现外碳源投加量最少，同时满足出水总氮达标排放的要求，碳源的选型十分重要。 1.1 实验室小试实验 （1）药剂中COD含量分析见表1。 表1 药剂中COD含量 从表1的数据可以看出，污水中的甲醇COD值比较高。渗滤液的COD值比较低。 （2）性价比及可行性分析。从中可以看出，甲醇的性价比最高，但由于其安全及风险防范管理成本过高，使用难度大，而醋酸钠的安全隐患小，管理成本最低，使用最方便。 （3）醋酸钠用量与硝态氮去除效果的分析见图1。 图1 去除率对比 结论： （1）碳源添加后，硝态氮明显下降，其去除率与碳源加量成正比； （2）出水总氮与硝态氮的比例关系为0.65～0.67； （3）日处理水量60000m3，加量为50mg/L计算，每天加量为3000kg，根据化工公司报价2200元/t+150元（运费）=2350元/t，日用药费用为：2350×3=7050元，月费用为211500元。 1.2 脱氮过程控制要点

2019年脱氮除磷工艺发展

2019年脱氮除磷工艺发展 污水脱氮除磷工艺的概述与展望 摘要：近年来，城市污水（以城市生活污水为主）中氮磷营养物的排放使受纳水体中藻类等植物大量繁殖，导致水体富营养化问题越来越严重，对城市污水进行脱氮除磷处理是防止水体富营养化的一种重要措施。目前来看，污水脱氮除磷的主要方法有物理方法、化学方法及生物方法。与物理法、化学法相比，生物法具有适用范围广、投资及运行费用低、效果稳定、综合处理能力强等优点，已成为污水脱氮除磷的最佳选择。本文对现有的生物脱氮除磷工艺进行了系统的介绍和分析，并对今后的发展方向作了展望。 关键词：城市污水，脱氮除磷，工艺技术 1.城市污水脱氮除磷现状 据近年来环境质量公报发布的消息,水体中的主要污染物为含氮磷的有机物。这些污染物进一步加剧了水资源短缺的矛盾,对可持续发展战略的实施带来了严重的负面影响。目前含氮磷污水的处理技术可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。由于化学法与物理化学法成本高,对环境易造成二次污染,所以污水生物脱氮除磷技术是20世纪70年代美国和南非等国的水处理专家们在化学、催化和生物

方法研究的基础上提出的一种经济有效的处理技术,该技术由于处理过程可靠,处理成本低,操作管理方便等优点而被广泛使用。微生物脱氮除磷技术按微生物在系统中的不同状态,可分为活性污泥法和生物膜法,通过设立好氧区、缺氧区和厌氧区来实现硝化、反硝化、释磷和放磷以达到脱氮除磷的目的。具体的生物脱氮除磷工艺主要 有:A2/O法同步脱氮除磷工艺、生物转盘同步脱氮除磷工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、亚硝酸盐生物脱氮工艺、AB法及其变型工艺等。污水经二级生化处理后,氮的去除率仅为20%～30%左右,磷的去除率则更低。因此脱氮除磷问题在二级处理普及率较高的工业化国家中受到了高度的重视。我国污水厂大多数以二级生物处理为主。二级生物处理厂去除对象主要是BOD5和SS,仅有极少数厂(如广州犬坦沙污水厂)有脱氮除磷功能。我国水体富营 养化日趋严重,其原因一是城市污水处理率低;二是传统的活性污泥法仅能去除城市污水中20%～40%的氮以及5%～20%的磷。因此,大量兴建城市二级生物处理厂,不但投资大,运行费用高,并且脱氮除磷的效率也并不高。 在实际的工程设计中,根据受纳水体的要求和其他一些实际情况,生物脱氮除磷工艺可以分成以下几个层次

生物脱氮除磷原理及工艺

生物脱氮除磷原理及工艺 摘 要:阐述了生物除磷和反硝化脱氮的机理,针对常规生物脱氮除磷技术和工艺中存在的问题，研究开发出从不同类型污水中去除氮和磷的SBR 工艺、CAST 工艺、MSBR 工艺、O A /2 工艺和立体循环一体化氧化沟等。这些技术和工艺发挥了不同微生物菌群的优势，使其分别处于各自最佳状态，可提高处理效率、简化操作、降低处理费用。 关键词: 脱氮除磷；SBR 工艺；CAST 工艺；MSBR 工艺；O A /2；立体循环一体化氧化沟 1 引言 氮和磷是生物的重要营养源，随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用，天然水体中氮、磷含量急剧增加，水体中蓝藻、绿藻大量繁殖，水体缺氧并产生毒素，使水质恶化，对水生生物和人体健康产生很大的危害。然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污（废）水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体；在好氧生物处理中，生活污水经生物 降解，大部分的可溶性含碳有机物被去除。同时产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和- 24SO ，其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞，通过排泥得到去除；二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物，能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准。因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要。 2 生物脱氮除磷机理 2.1 生物脱氮机理 污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝 态氮，即，将3NH 转化为N NO --2和N NO --3。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转 化为氮气，即，将N NO -- 2（经反亚硝化）和N NO --3（经反硝化）还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的[1]。 ○ 1硝化——短程硝化：O H HNO O NH 22235.1+→+

污水厂脱氮除磷三种方法

污水厂脱氮除磷三种方法 传统A2/O 工艺是一项具有脱氮除磷功能的典型污水处理技术，这个工艺结构简单、水力停留时间（HRT）短且易于控制，多数污水厂都是采用传统A2/O 工艺进行污水处理。然而，生物脱氮除磷的过程中涉及硝化、反硝化、摄磷和释磷等多个生化过程，而每个过程对微生物组成、基质类型及环境条件的要求存在许多差异。在传统A2/O 工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾冲突，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO）残余干扰等。 传统A2/O 工艺是一项具有脱氮除磷功能的典型污水处理技术，这个工艺结构简单、水力停留时间（HRT）短且易于控制，多数污水厂都是采用传统A2/O 工艺进行污水处理。 然而，生物脱氮除磷的过程中涉及硝化、反硝化、摄磷和释磷等多个生化过程，而每个过程对微生物组成、基质类型及环境条件的要求存在许多差异。 在传统A2/O 工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾冲突，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO）残余干扰等。 传统A2O工艺存在的矛盾 01 污泥龄矛盾 传统A2/O 工艺属于单泥系统，聚磷菌（PAOs）、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中，而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同： 1）自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比，硝化菌的世代周期较长，欲使其成为优势菌群，需控制系统在长泥龄状态下运行。冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄（SRT）需控制在30d 以上；即使夏季，若SRT＜5 d，系统的硝化效果将显得极其微弱。 2）PAOs 属短世代周期微生物，甚至其最大世代周期（Gmax）都小于硝化菌的最小世代周期（Gmin）。

生物脱氮除磷

生物脱氮除磷新工艺运行及影响因素分析 环境工程20100897 查双兴 摘要：本文主要从生物脱氮除磷的机理，新工艺，和影响因素三个方面进行了分析，探讨了生物脱氮除磷的发展前景。 关键词：生物脱氮新工艺运行影响 l 生物脱氮除磷机理 1．1 生物脱氮机理 1．1．l 传统生物脱氮机理[1] 传统生物脱氮理论认为生物脱氮主要包括硝化过程和反硝化过程2个生化过程，并由有机氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用来完成。 氨化作用是将有机氮在生物处理稳定化过程中氧化为氨氮。污水中的有机氮主要以蛋白质和氨基酸的形式存在。蛋白质可以作为微生物的基质，它在蛋白质水解酶的催化作用下水解为氨基酸，氨基酸在脱氨基酶作用下产生脱氨基作用使有机氮转化为氨氮。 硝化作用是由2组自养型好氧微生物通过2个过程来完成。第一步是亚硝酸菌(包括硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属)将氨氮氧化成亚硝酸盐氮，第二步是硝酸菌(包括硝酸杆菌属、螺菌属和球菌属)将亚硝酸盐转化为硝酸盐。这2组菌统称为硝化菌。 反硝化作用由异养兼性微生物完成。在有分子氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体；无分子氧存在时以硝酸根、亚硝酸根为电子受体、02-为受氢体生成H0和OH一，有机物作为碳源和电子供体提供能量并得到氧化稳定。反硝化过程中硝酸根和亚硝酸根的转化是通过反硝化菌的同化作用和异化作用共同完成，同化作用是硝酸根和亚硝酸根被还原为NH3用以新细胞的合成。异化作用是硝酸根、亚硝酸根被还原为N：或NO、No等气态物，主要为N2[2]。 1．1．2 其它生物脱氮机理 (1)短程硝化/反硝化 传统硝化工艺中将氨彻底氧化成硝酸盐(全程硝化)，其主要目的是根除氮素的耗氧能力并避免亚硝酸盐对生物的毒害作用。对于生物脱氮来说，硝化过程中从NO2-转化为NO3-与反硝化过程中NO3-转化为N02-这2个过程是一段多走的路程，完全可以省去。从微生物水平上来说，氨氮被氧化成硝酸氮是由2类独立的细菌催化完成，对于反硝化菌无论是硝酸氮还是亚硝酸氮均可以作为最终受氢体。试验证明，整个生物脱氮过程也可以经NH4+—NO2-)—N2这样的途径完成，这个途径就叫做短程硝化/反硝化(Short—cut Nitrification／Denitrification) 。这降低了硝化所需的充氧能耗，减少了外加碳源，省去了中和硝化产酸带来的药剂耗【3】。 ( 2 )厌氧氨氧化(ANAMMOX) 1977年，奥地利化学家Broda预言自然界存在以硝酸盐或亚硝酸盐为氧化剂的氨氧化反应，并认为它们是隐藏于自然界的自养型细菌【4】。直到 20世纪 8 0年代末，荷兰Delft工业大学Mulder等在研究三级生物处理系统中才发现了这种隐藏于自然界的自养型细菌，并于1990年由该校Kluyver生物技术实验室开发了ANAMMOX(Anaerobic Ammonium Oxidation)[5]。其原理即在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐作为电子受体将氨氮转