废水生物脱氮技术.ppt

废水生物脱氮技术;一、废水中氮存在的形式（四种）; 氨氮; 亚硝酸盐氮;二、水体中存在氮的危害; NH3对鱼有毒害作用; NH3-N在水中引起异味；当水中;三、硝化菌在硝化NH4+时的二个过程; 合成反应 ; 氧化是指NH4＋和O2作用生成NO3－，是单纯氧化过程，同时放出能量。 ; 氧化1mgNH3-N，需消耗4.6mg的氧，7.1mg的碱度。; 讨论： 1）怎样使亚硝酸菌NO2－产率系数比硝酸菌大，生长快，世代时间短？ 2）硝化菌从废水中NH3、NH4＋或NO2－氧化过程中获得△E ，获得生命体所需N。;硝酸盐在缺氧（anoxic）条件下，被反硝化细菌还原为亚硝酸盐，再转化为氮气等，此过程称为反硝化。 反硝化微生物多数为异养、兼性微生物，在缺氧条件下，利用NO2-和NO3-中的N作为电子受体，氧化有机物，并获得能量。;反硝化细菌的异化作用：;反硝化同化作用：;因此，总的甲醇消耗量为： Cm＝0.9D＋1.5Ni＋2.5Na生物总量（同化作用）：⊿X=0.19D＋0.32Ni＋0.53Na [McCarty]请思考：当碳源用BOD5表示时，总的BOD5消耗量为多少？ 答案：[ BOD5＝1.35D＋2.3Ni＋3.75Na];传统生物脱氮机理示意图：;五、硝化作用的动力学与影响因素;由于KN很小：;影响硝化作用的因素 1.温度（t）：对最大比增长速和饱和常数的影响;当考虑到基质浓度、溶解氧和pH影响时，对Monod方程进行修正（双Monod方程＋pH值修正）;对最小细胞平均停留时间的讨论： ;硝化作用的计算步骤：;4.计算t（HRT）;六、反硝化动力学与影响因素;影响因素 1.温度：最适宜温度20～35℃，低于15 ℃反硝化速度明显降低，5 ℃以下时速度极低。 2.pH值：适宜的pH值范围为7.0～8.5（小于7.3产物为N2，大于7.3产物为N2O）。 3.有机物浓度和C/N比：有过量的有机物存在；BOD/TKN（3~5）:1，可以满足不添加外源性碳源实现脱氮。 4.DO与ORP：DO0.2mg/L；ORP＝-50～-110mV。 5.抑制性物质或有毒物质：较硝化作用的影响要小。;七、新型生物脱氮机理与工艺;（2）好氧反硝化 机理：存在好氧反硝化细菌（同时属于异养硝化菌），在好氧条件下实现反硝化；好氧反硝化和硝化同时进行。;（3）短程硝化－反硝化： 机理：将硝化过程控制在亚硝化阶段，然后直接进行反硝化的过程。 关键：如何控制硝化作用在亚硝化阶段？ A.温度：硝化细菌在4～45℃均有活性，适宜温度：20～30 ℃。但是在12～14℃或超过30℃时，会出现NO2-累积。 B.DO：浓度低时，硝化作用受抑制，会产生NO2-累积。 C.pH：pH＝7.4～8.3时，容易出现NO2-累积。硝化细菌最适宜pH值在7附近，亚硝化细菌在8附近。 D.NH3-N浓度： NH3-N浓度为0.6mg.L时即对硝化细菌产生抑制，而对亚硝化细菌的抑制浓度为5mg/L。 E.泥龄：亚硝化细菌的时代时间较硝化细菌的时代时间短，可以通过泥龄的控制，淘汰硝化细菌，使亚硝化细菌为优势菌。 ;（4）厌氧氨氧化 NH4+作为电子供体、NO2-作为电子受体直接进行反硝化反应，并称之为厌氧氨氧化（Anaerobic Ammonia Oxidation　简写为Anammox）。{NO2- + [H] NH2OH(羟氨 ) ； NH2OH＋NH4+ [N2H4]； [N2H4] [N2H2]+[H]； [N2H2] N2+[H]} ;八、实例; 何为A/B/C A－高负荷区，异养菌占优势 B－一般负荷区， C－低负荷区。 (1)Fs-SVI关系;（2）曲线a-a’，b-b’，c-c’ 1) a-a’段;2）b-b’段;F/O-A/B/C;废水; A、去碳硝化混和工艺－－BOD5、NH3氧化－－在一反应器内 生长速率很高的异氧菌迅速繁殖 生长速率慢的硝化菌优势下降; 去碳、硝化分级;由上可见，???生物反硝化过程中; ATP－－高能磷酸化合物－－三磷酸腺苷（嘌呤）;实际废水处理案例：;（2）氨氮氧化 硝化菌在硝化; 治理工艺 A、去碳硝化混和工艺 单级 B、去碳硝化分级工艺 C、A/B/C工艺的改进－－脱氮反应动力学 D、TN去除－－生物反硝化; Reactor－－完全混合反应器;式中： (q)20－－为温度20℃时(q)DN，适用于5～30℃； T＜5℃，反硝化过程不能进行。