第七章-废水的深度处理与应用.ppt

废水的深度处理与应用 课程内容 生物脱氮原理 生物脱氮工艺 生物除磷原理 生物除磷工艺 同步脱氮除磷工艺 生物脱氮原理 氮在水中的存在形态与分类 氨化与硝化反应过程 硝化反应的条件 反硝化 硝化、反硝化反应中氮的转化 氮在水中的存在形态与分类 氨化与硝化反应过程 硝化反应的条件 （1）好氧状态：DO≥2mg/L；1gNH3-N完全硝化需氧4.57g——硝化需氧量。 （2）消耗废水中的碱度：1gNH3-N完全硝化需碱度7.1g（以CaCO3计），废水中应有足够的碱度，以维持PH值不变。 （3）污泥龄θC≥（10-15）d。 （4）BOD5≤20mg/L。 反硝化-1 反硝化包括异化反消化和同化反消化，以异化反消化为主 反硝化菌在DO浓度很低的环境中，利用硝酸盐中的氧（NOX-—O）作为电子受体，有机物作为碳源及电子供体而得到降解。当利用的碳源为甲醇时： NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7CO2+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3- NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7CO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3- 反硝化反应可使有机物得到分解氧化，实际是利用了硝酸盐中的氧，每还原1gNO3—N所利用的氧量约2.6g。 反硝化-2 当缺乏有机物时，则无机物如氢、Na2S等也可作为反硝化反应的电子供体 （1）反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺氧条件下，进行厌氧呼吸，以NO3—O为电子受体，以有机物的氢为电子供体 （2）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化途径——同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化（还原为N2↑），但以异化反硝化为主。 （3）反硝化反应的条件 反硝化反应的条件 DO0.5mg/L，一般为0.2~0.3mg/L（处于缺氧状态），如果DO较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，阻碍NO3—O成为电子受体而使N难还原成N2↑。但是反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。反硝硝化菌以在缺氧—好氧交替的环境中生活为宜。 BOD5/TN≥3~5，否则需另投加有机碳源，现多采用CH3OH，其分解产物为CO2+H2O，不留任何难降解的中间产物，且反硝化速率高。 目前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物。 还原1g硝态氮能产生3.57g碱度（以CaCO3计），而在硝化反应中，1gNH3—N氧化为NO3-—N要消耗7.14g碱度，在缺氧——好氧中，反硝化产生的碱度可补偿硝化消耗碱度的一半左右。 内源反硝化 微生物还可通过消耗自身的原生质进行所谓的内源反硝化 C5H7NO2+4NO3-→5CO2+NH3+2H2↑+4OH- 内源反硝化的结果是细胞物质减少，并会有NH3的生成。废水处理中不希望此种反应占主导地位，而应提供必要的碳源。 硝化、反硝化反应中氮的转化 表21-1 硝化过程中氮的转化 表24-2 反硝化反应中氮的转化 生物脱氮工艺 传统活性污泥法脱氮工艺 缺氧—好氧活性污泥法（A1/O工艺） A1/O工艺的影响因素 A1/O工艺设计 传统活性污泥法脱氮工艺 二级活性污泥生物脱氮工艺 点击此处观看工艺流程 缺氧—好氧活性污泥法（A1/O工艺） 分建式缺氧—好氧活性污泥生物脱氮（前置反硝化生物脱氮工艺） 合建式A1/O工艺 A1/O工艺的优缺点 分建式缺氧—好氧活性污泥生物脱氮（前置反硝化生物脱氮工艺）  硝化液一部分回流至反硝化池，池内的反硝化脱氮菌以原污水中的有机物作碳源，以硝化液中NOX-中的氧作为电子受体，将NOX-—N还原成N2，不需外加碳源。 反硝化池还原1gNOX—-N产生3.57g碱度，可补偿硝化池中氧化1gNH3—N所需碱度（7.14g）的一半，所以对含N浓度不高的废水，不必另行投碱调PH值。 反硝化池残留的有机物可在好氧硝化池中进一步去除。 合建式A1/O工艺 A1/O工艺的优缺点 优点： 同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用。 反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。 因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质（残留有机物进一步去除）。 缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝