废水微生物脱氮除磷
58页1、第四章废水的微生物脱氮除磷 第一节概述第二节微生物脱氮第三节微生物除磷 第一节概述 氮 磷对受纳水体的主要危害表现在 1 造成水体的富营养化 2 影响水源水质 增加给水处理成本 3 对人和生物产生毒性 第一节概述 氮 磷是藻类生长的限制因子 水体中氮 磷浓度增高会导致水体的富营养化 当水体中磷的含量高于0 5mg L时 将促进富营养化现象的加速发生 但当水体中磷的含量低于0 5mg L时 能控制藻类的过度生长 而低于0 05mg L时 藻类则几乎停止生长 氨态氮排入水体会因硝化作用而耗去水体中大量的氧造成水体溶解氧下降 饮用水中硝态氮超过10mg L会引起婴儿的高铁血红蛋白症 第一节概述 水体富营养化问题越来越严重 据报道 1991年我国共发生赤潮38次 1992年增加至50次 造成鱼类和其他生物大量死亡 对海洋渔业资源造成极大的破坏 为此 对于水体中氮 磷的去除已越来越受到重视 许多国家对废水处理厂出水氮 磷都制订了严格的排放标准 近年来 废水的脱氮除磷技术得到了迅速发展 而微生物脱氮除磷技术由于具有处理效果好 处理过程稳定可靠 处理成本低 操作管理方便等优点而得到广泛运用 为水体中
2、氮 磷的去除提供了有效手段 第二节微生物脱氮 一 发展历程二 基本原理三 工艺流程四 影响因素五 应用实例六 生物脱氮研究进展 第二节微生物脱氮工艺流程 三 工艺流程生物脱氮的工艺流程 根据细菌在系统中存在的状态可分为悬浮污泥系统和膜法系统两大类 悬浮污泥系统又可分为去碳 硝化 反硝化结合的单级污泥系统以及去碳 硝化 反硝化相分隔的多级污泥系统 根据脱氮时所用的碳源 还可将其细分为两类 内碳源和外加碳源 第二节微生物脱氮工艺流程 一 悬浮污泥系统悬浮污泥系统可分为以下几种类型 1 悬浮多级污泥内碳源系统2 悬浮多级污泥外加碳源系统3 悬浮单级污泥内碳源系统4 悬浮单级污泥外加碳源系统 第二节微生物脱氮工艺流程 1 悬浮多级污泥内碳源系统处理流程见下图 第二节微生物脱氮工艺流程 该系统主要分为两大部分 前半部分污泥在好氧条件下去碳及硝化 其污泥经沉淀池分离后随即回流 与后半部分并不混合 硝化的废水进入后半部分 在缺氧条件下利用旁路进水中的有机碳作为碳源进行反硝化 剩余的小部分有机物经后曝气被氧化分解 后曝气还可吹脱污泥中氮气 并通过提高溶氧水平使反硝化作用停止 以使污泥在沉淀池中很好地分
3、离 第二节微生物脱氮工艺流程 2 悬浮多级污泥外加碳源系统处理流程见下图流程基本上与悬浮多级污泥内碳源系统相同 只是反硝化这一步利用外加甲醇或其他含碳工业废水作为碳源 第二节微生物脱氮工艺流程 分隔的多级污泥系统同其他反硝化系统相比较 由于可根据每一级微生物的不同要求进行操作管理 故运行较稳定 效率亦高 可使系统总的池积减少 但由于池子繁多 基建费用较高 第二节微生物脱氮工艺流程 3 悬浮单级污泥内碳源系统悬浮单级污泥内碳源系统主要有四种基本流程 即前置反硝化的A O Anoxic Oxic 工艺 同时反硝化的氧化沟工艺 后反硝化的桥本工艺及四阶段的Bardenpho工艺 它们的共同特点是去碳 硝化和反硝化在分隔或不分隔的同一系统内的不同区段中进行 整个系统只有一种污泥 因此只设一个二次沉淀池 不论其流程如何变化 系统内总是存在着去碳和硝化的好氧段 或好氧池 以及进行反硝化的缺氧段 或缺氧池 这二大部分 第二节微生物脱氮工艺流程 1 A O工艺A O Anoxic Oxic 工艺即为缺氧 好氧工艺 其流程见下图 第二节微生物脱氮工艺流程 在这种工艺中 反硝化段是在处理系统最前面 硝化段
4、中的混合液以一定比例回流到反硝化段 反硝化段中的反硝化脱氮菌在无氧或低氧条件下 利用进水中的有机物作为碳源 以回流硝化池内NO3 中的氧作为电子受体 将NO3 还原为N2 这样 反硝化过程中所需的有机碳源可直接来源于污水 不必外加 从而 可以减轻硝化时的有机物负荷 减少停留时间 并节省曝气量和碱的投加量 反硝化过程中产生的碱度可补偿硝化段消耗的碱度的一半左右 该种微生物脱氮法是一种较为完善的工艺流程 这也是目前在生物脱氮中最广泛采用的工艺 第二节微生物脱氮工艺流程 2 氧化沟工艺其流程见下图 第二节微生物脱氮工艺流程 在环状氧化沟的某一点或多点设置曝气机 污泥沿氧化沟循环流动 在曝气机的下游区段为好氧段 进行去碳和硝化 远离曝气机的区段直至下一曝气机上游端为缺氧段 废水在缺氧段起始点进入 反硝化细菌可利用废水中的碳源和好氧段来的硝酸盐进行反硝化脱氮 处理后出水在好氧段末端由导管引入二沉池 曝气机常选用转刷或浸没式U型管曝气机 转速慢 能耗省 可满足充氧并使污泥向前流动 第二节微生物脱氮工艺流程 3 桥本工艺其工艺流程见下图 第二节微生物脱氮工艺流程 在桥本工艺中反硝化的缺氧池位于好氧池
5、的后面 废水进入前面的好氧池进行去碳和硝化 后面的缺氧池利用旁路流入的一部分废水中的碳源以及来自前面的好氧池的硝酸盐进行反硝化脱氮 它的工艺流程较为简单 缺点是旁路流入缺氧池提供反硝化碳源的废水流量很难控制 若流量不足会影响反硝化 流量过大会因碳源过剩而影响出水水质 在缺氧池后设一停留时间为34min 45min的后曝气池 可去除残剩的有机物和吹脱污泥上的氮气泡 第二节微生物脱氮工艺流程 4 Bardenpho工艺其工艺流程见下图 第二节微生物脱氮工艺流程 四段Bardenpho工艺的前面二段类似于A O工艺 为了进一步提高去氮率 可将好氧池1流出的硝酸盐导入第二个缺氧池 反硝化细菌可利用细菌衰亡后释放的二次性基质作为碳源进行反硝化 以彻底去除系统中的硝酸盐 当然缺氧池2的反硝化速率较低 污泥最后进入好氧池2 以吹脱氮气泡 提高污泥的沉降性能 第二节微生物脱氮工艺流程 4 悬浮单级污泥外加碳源系统流程与悬浮单级污泥内碳源系统相同 只是在反硝化段通入外加甲醇 以防止因原水中碳源不足或低温而引起反硝化速率下降 但外加碳源成本较高 第二节微生物脱氮工艺流程 二 生物膜系统与悬浮污泥系统相比
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