污水的深度处理与回用学习教案.pptx

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1、会计学1污水污水(w shu)的深度处理与回用的深度处理与回用第一页，共69页。重点：深度处理的目的、对象、深度处理的重点：深度处理的目的、对象、深度处理的 各种处理方法各种处理方法(fngf)，脱氮除磷方法，脱氮除磷方法(fngf)、生物脱氮除磷机理、工艺流程。生物脱氮除磷机理、工艺流程。难点：生物脱氮除磷机理、工艺流程难点：生物脱氮除磷机理、工艺流程第2页/共69页第二页，共69页。.1 概述概述(i sh)1、深度处理、深度处理是进一步去除常规是进一步去除常规(chnggu)二级处理所不能完二级处理所不能完全去除全去除 污水中杂质的净化过程污水中杂质的净化过程2、深度处理目的：解决水资源

2、短缺、污水回用、深度处理目的：解决水资源短缺、污水回用3、深度处理对象、深度处理对象 脱色脱色 除臭、除臭、COD BOD SS、无机盐（营养型、无机盐（营养型N，P）重金属、细菌、病毒重金属、细菌、病毒4、深度处理水用途；排放、回用、回灌地下、深度处理水用途；排放、回用、回灌地下。5、污水深度(shnd)处理单元技术的确定原则（1）处理水的用途；）处理水的用途；（2）原水水质、各级处理后水质；）原水水质、各级处理后水质；（3）单元工艺可行性与整体流程的适应性；）单元工艺可行性与整体流程的适应性；（4）运行控制难易程度、设备国产化程度、废弃物处置方法；）运行控制难易程度、设备国产化程度、废弃物

3、处置方法；（5）工程投资与运行成本。）工程投资与运行成本。第3页/共69页第三页，共69页。表表71 二级处理水深度处理的目的、去除二级处理水深度处理的目的、去除(q ch)对象和所采用的处理技术与工艺流程对象和所采用的处理技术与工艺流程臭氧氧化、消毒臭氧氧化、消毒臭氧氧化、消毒臭氧氧化、消毒(氯气、次氯气、次氯气、次氯气、次氯酸钠、紫外线氯酸钠、紫外线氯酸钠、紫外线氯酸钠、紫外线)细菌、病毒细菌、病毒细菌、病毒细菌、病毒微生物微生物微生物微生物反渗透、电渗析、离子交反渗透、电渗析、离子交反渗透、电渗析、离子交反渗透、电渗析、离子交换换换换电导度电导度电导度电导度 NaNa、CaCa、ClCl

4、离离离离子子子子溶解性无机溶解性无机溶解性无机溶解性无机物物物物 无机盐类无机盐类无机盐类无机盐类金属盐混凝沉淀金属盐混凝沉淀金属盐混凝沉淀金属盐混凝沉淀 石灰混凝石灰混凝石灰混凝石灰混凝沉淀晶析法沉淀晶析法沉淀晶析法沉淀晶析法 生物除磷生物除磷生物除磷生物除磷POPO4 4P P T TP P磷磷磷磷生物脱氮生物脱氮生物脱氮生物脱氮吹脱、折点氯化脱氨、生吹脱、折点氯化脱氨、生吹脱、折点氯化脱氨、生吹脱、折点氯化脱氨、生物脱氮物脱氮物脱氮物脱氮T TN KN KNN NHNH3 3N N NONO2 2-N N NONO3 3-N N 氮氮氮氮混凝沉淀、活性炭吸附、混凝沉淀、活性炭吸附、混凝沉

5、淀、活性炭吸附、混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化臭氧氧化臭氧氧化臭氧氧化BODBOD5 5 COD COD TOC TODTOC TOD溶解状态溶解状态溶解状态溶解状态快滤机、微滤机、混凝沉快滤机、微滤机、混凝沉快滤机、微滤机、混凝沉快滤机、微滤机、混凝沉淀淀淀淀SS VSSSS VSS悬浮状态悬浮状态悬浮状态悬浮状态采用的主要处理采用的主要处理采用的主要处理采用的主要处理技术技术技术技术有关指标有关指标有关指标有关指标去除对象去除对象去除对象去除对象处理处理处理处理目的目的目的目的防止富防止富防止富防止富营养化营养化营养化营养化再用再用再用再用微量成微量成微量成微量成分分分分植物植物植物植物类

6、营类营类营类营养盐养盐养盐养盐排放水排放水排放水排放水体再用体再用体再用体再用有机有机有机有机物物物物第4页/共69页第四页，共69页。颗粒颗粒(kl)分离技术一分离技术一览表览表第5页/共69页第五页，共69页。（1）SS的组成 生物絮体：数mm到10m 胶体颗粒（未被凝聚）（2）SS的有机(yuj)化 颗粒几乎全是有机(yuj)物 BOD:50-80%来源于这些颗粒 SS的去除的去除(q ch)技术技术 由由SS的状态和粒径而定的状态和粒径而定 d1m，一般用砂滤；微滤机等。，一般用砂滤；微滤机等。胶体胶体(jio t)状状混凝沉淀。混凝沉淀。1、混凝沉淀、混凝沉淀（1）常用技术：去除微小

7、悬浮状态的有机物和无机污染物、胶体常用技术：去除微小悬浮状态的有机物和无机污染物、胶体.也可去除：也可去除：Mg，As（溶解态）、溶解态）、N、P、及细菌、病毒及细菌、病毒（2）特点：）特点：二级出水二级出水胶体和菌胶团微粒；而天然水主要是针对泥砂等胶体和菌胶团微粒；而天然水主要是针对泥砂等7.2 悬浮物的去除悬浮物的去除 SS特点特点:不同于给水处理的混凝不同于给水处理的混凝 主要原因是：污水中有生物微粒的存在，这种微粒与药剂主要原因是：污水中有生物微粒的存在，这种微粒与药剂的亲和力强，进而投药后混凝过程短时间内可以完成。的亲和力强，进而投药后混凝过程短时间内可以完成。第6页/共69页第六页

8、，共69页。（3）药剂）药剂(yoj)传统药剂：传统药剂：Al2(SO4)3，聚合氯化铝，及助凝剂（活化硅酸等），聚合氯化铝，及助凝剂（活化硅酸等）“七七.五五”开发药剂开发药剂聚合氯化铁（聚合氯化铁（PFC），降低了铁盐的酸性并清除了残余亚铁及），降低了铁盐的酸性并清除了残余亚铁及色度色度.新型药剂新型药剂：对浊度、色度、除磷效果明显：对浊度、色度、除磷效果明显天津大学：（天津大学：（PDM）有机高分子絮凝剂，高效脱色）有机高分子絮凝剂，高效脱色(tu s)、浊度低于、浊度低于5度度后来发展后来发展PDMMC(唯一达到唯一达到4万个分子量万个分子量)；中科院：中科院：AL13 纳米絮凝剂。纳

9、米絮凝剂。（4）工艺）工艺(gngy)形形式式沉淀池沉淀池平流、辐流、竖流、斜管平流、辐流、竖流、斜管澄清池澄清池上升流速较给水低，上升流速较给水低，0.4-0.6mm/s压力溶气气浮压力溶气气浮DAF(Dissolves Air Hotation)涡凹气浮涡凹气浮 气浮池气浮池 CAF(Cavitation Air Hotation)引气气浮引气气浮 IAF(Induced Air Flotation)空气在分散于水中叶空气在分散于水中叶片、轮盘等吸入片、轮盘等吸入（5）混凝机理混凝机理 同给水同给水第7页/共69页第七页，共69页。过滤时一般情况下不需要加药剂过滤时一般情况下不需要加药剂

10、胶体过滤难于去除，浊度上升，需投药剂胶体过滤难于去除，浊度上升，需投药剂 溶解性有机物溶解性有机物用活性炭吸附用活性炭吸附反冲洗难度大，需水气反冲洗难度大，需水气(shu q)同时冲洗同时冲洗 气气:20l/m.s;水水:10l/m.s；滤料粒径适当放大。滤料粒径适当放大。（2）过滤）过滤(gul)作用作用 SS、BOD、重金属、细菌去除(q ch)各类污染物 化学絮凝产生的Al、Fe盐及石灰等沉淀物 去除(q ch)化学除P时，水中不溶性P活性炭或离子交换：预处理设施，可以节省后续的活性炭费用；克服生物、和化学处理的不稳定性，提高回用的连续性和可靠性。2、过滤、过滤给水过滤技术不宜简单的直接

11、应用于污水处理。给水过滤技术不宜简单的直接应用于污水处理。原因：原因：a、滤池截留的污泥粘而易碎，污泥在滤池表面积聚滤池截留的污泥粘而易碎，污泥在滤池表面积聚 形成滤膜形成滤膜 b、如果加大水头，污泥又很容易穿透滤层如果加大水头，污泥又很容易穿透滤层。（1）特点）特点第8页/共69页第八页，共69页。废水过滤有机物絮体 给水(jshu)过滤 无机泥砂 对二沉池出水过滤隔滤被认为是去除悬浮固体的主要机理（3）过滤）过滤(gul)机理机理 区别区别:强度强度(qingd)不一样不一样,穿透滤料的穿透滤料的性能不同性能不同隔滤隔滤 a、机械隔滤：粒径大于滤料孔径的颗粒被滤料滤去；机械隔滤：粒径大于滤

12、料孔径的颗粒被滤料滤去；b、偶然隔滤：粒径小于滤料孔径的颗粒由于偶然接触而被截获。偶然隔滤：粒径小于滤料孔径的颗粒由于偶然接触而被截获。沉淀在滤料内部，颗粒可以沉淀在滤料上；沉淀在滤料内部，颗粒可以沉淀在滤料上；碰撞：较重的颗粒不随水运动碰撞：较重的颗粒不随水运动；截获：随水流运动的颗粒与滤料表面接触时被去除；截获：随水流运动的颗粒与滤料表面接触时被去除；粘附：当絮凝颗粒通过滤料时，它们就会附着在滤料表面粘附：当絮凝颗粒通过滤料时，它们就会附着在滤料表面化学吸附：化学吸附：a、键吸附键吸附 b、化学的相互作用；化学的相互作用；a、静电作用静电作用物理吸附：物理吸附：b、动电作用动电作用 c、范

13、德华力对其吸附范德华力对其吸附絮凝：大颗粒与小颗粒接触时，形成更大颗粒；絮凝：大颗粒与小颗粒接触时，形成更大颗粒；生物繁殖：生物滤池内繁殖可使滤料孔隙减少。生物繁殖：生物滤池内繁殖可使滤料孔隙减少。第9页/共69页第九页，共69页。（4）进水特征）进水特征(tzhng)特征（特征（）a、悬浮固体浓度（二级处理水中，悬浮固体浓度（二级处理水中，SS：6-30mg/l）以浓度监测过程）以浓度监测过程(guchng)b、粒径大小：（双峰分布）（混合、粒径大小：（双峰分布）（混合10d的活性污泥出水）的活性污泥出水）c、絮体强度:与处理方法及操作方式有关 生物处理 化学(huxu)沉淀 该值下降 泥龄

14、长 但超过15d下降 较小粒径：较小粒径：1-15m较大粒径：较大粒径：50-150m双峰分布双峰分布影响过滤机理影响过滤机理二级过滤二级过滤 d、双峰图双峰图（5）深度处理滤池设计）深度处理滤池设计预处理预处理生物处理和滤池之间，通常增设混凝沉淀（澄清或气浮池）生物处理和滤池之间，通常增设混凝沉淀（澄清或气浮池）对比试验对比试验 直接过滤：简单、但直接过滤：简单、但COD、TP去除率不高，运行复杂去除率不高，运行复杂 微生物絮凝过滤：去除率高，但周期短，冬季微生物絮凝过滤：去除率高，但周期短，冬季2-4h 絮凝沉淀：过滤周期长，絮凝沉淀：过滤周期长，17h以上，全年水质合格以上，全年水质合格

15、纪庄子纪庄子 污水厂污水厂第10页/共69页第十页，共69页。滤速（滤速（V）重要参数，决定滤池面积重要参数，决定滤池面积絮体强度：其值低时，滤速上升会使絮体颗粒遭受破絮体强度：其值低时，滤速上升会使絮体颗粒遭受破 坏，污物穿坏，污物穿透滤池，使出水不能达标透滤池，使出水不能达标;生物絮体牢生物絮体牢 固（固（4-11m/h不影响），化不影响），化学絮体强度较弱。学絮体强度较弱。双层滤料：双层滤料：5-10m/h取决于滤池型式取决于滤池型式 单层滤料：单层滤料：4-6m/h 压力滤池：压力滤池：24m/h生物繁殖：滤池内生物繁殖可使滤料孔隙减少生物繁殖：滤池内生物繁殖可使滤料孔隙减少水头损失水

16、头损失取决于滤速和滤料的截污能力，滤料的组成和尺取决于滤速和滤料的截污能力，滤料的组成和尺寸对水头损失影响大。寸对水头损失影响大。Ht=H0+(hi)t i=1-n Htt时间的总水头损失时间的总水头损失,m H0开始过滤时，清水总水头损失（管道，闸门，仪表，开始过滤时，清水总水头损失（管道，闸门，仪表，弯头弯头(wn tu)，下部排水系统，滤料，构筑物），下部排水系统，滤料，构筑物）,m (H0)t滤层内第滤层内第I滤料在时间滤料在时间t时的水头损失时的水头损失第11页/共69页第十一页，共69页。7.3 溶解性有机物的去除溶解性有机物的去除(q ch)丹宁二级出水中，溶解性有机物：木质素

17、等难降解有机物 黑腐酸从技术、经验、工程实践中，活性炭和臭氧(chuyng)氧化法适应 1、活性炭吸附由煤或木等材料经一次炭化制成，高温下，用CO使其活化(huhu)，使炭形成多孔结构。2、活性炭技术指标、活性炭技术指标碘值、亚甲兰值、糖蜜值碘值、亚甲兰值、糖蜜值3、活性炭孔的分布、活性炭孔的分布大孔（大孔（100-1000nm）、）、过渡孔（过渡孔（100-2nm）、）、微孔微孔2nm4、活性炭吸附处理二级处理水的特点、活性炭吸附处理二级处理水的特点（1）对分子量）对分子量1500（道尔顿）的环状化合物，不饱和化合物效果（道尔顿）的环状化合物，不饱和化合物效果 好；对分子量好；对分子量300

18、0的直链化合物（糖类）效果好；的直链化合物（糖类）效果好；（2）吸附时有微生物存在）吸附时有微生物存在提高处理效果（对有机物）但可能有生提高处理效果（对有机物）但可能有生 物泄漏的问题（代谢产物有毒性）物泄漏的问题（代谢产物有毒性）第12页/共69页第十二页，共69页。活性炭指标活性炭指标(zhbio)(zhbio)测定值测定值单位单位A AB BC CD DE E摩擦系数摩擦系数wt%wt%83.583.589.389.385.585.590.290.288.988.9强度强度wt%wt%95.495.499.599.597.997.999.799.798.498.4表观密度表观密度g/lg

19、/l510510520520500500520520540540飘浮率飘浮率wt%wt%0.00.01.41.40.00.00.00.00.00.0pHpH值值-8.68.69.29.28.98.99.19.18.98.9总灰分总灰分wt%wt%9.19.17.27.211.811.88.78.710.510.5水溶物水溶物wt%wt%0.050.050.090.090.080.080.030.030.060.06碘值碘值mg/gmg/g10011001997997938938958958860860亚甲兰值亚甲兰值mg/gmg/g262262259259227227256256207207丁

20、烷值丁烷值wt%wt%24.224.224.224.223.423.423.723.720.320.3四氯化碳四氯化碳wt%wt%62.1962.1962.1962.1960.1460.1460.9160.9152.1752.17糖蜜值糖蜜值158158153153152152148148145145单宁酸值单宁酸值-34.334.330.030.033.233.246.546.561.361.3有效粒径有效粒径mmmm0.600.601.441.441.481.481.441.441.491.49均匀系数均匀系数-1.881.881.121.121.151.151.151.151.151.1

21、5平均粒径平均粒径mmmm1.0681.0681.5851.5851.6521.6521.6181.6181.6681.668第13页/共69页第十三页，共69页。五种五种(w zhn)(w zhn)活性炭的扫描电镜照片（活性炭的扫描电镜照片（30003000）第14页/共69页第十四页，共69页。四种炭原子力显微镜扫描四种炭原子力显微镜扫描(somio)(somio)照片照片 B CD E第15页/共69页第十五页，共69页。1、目的、目的(md)（二级出水回（二级出水回用）用）去除去除(q ch)残余有机物、脱除污水的色度、杀菌消毒。残余有机物、脱除污水的色度、杀菌消毒。2、去除、去除(q

22、 ch)有机有机物的特征物的特征（1）能够氧化有机物，（蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸）；）能够氧化有机物，（蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸）；（2）氧化有机物并易形成中间产物（甲醛、酸等）可生化性好；）氧化有机物并易形成中间产物（甲醛、酸等）可生化性好；（3）氧化效果与）氧化效果与PH值有关，值有关，PH高，效果好，高，效果好，(OH-)羟基自由基由臭氧分羟基自由基由臭氧分解产生解产生（4）臭氧化的副产物问题，溴酸盐上升，浊度上升。）臭氧化的副产物问题，溴酸盐上升，浊度上升。3、脱色效果、脱色效果砂滤后砂滤后+O3脱色效果好脱色效果好 4、消毒效果、消毒效果砂滤后砂滤后+O3消毒效果好消毒效

23、果好5、O3混合形式混合形式扩散板式（反应为主）、喷射式（扩散为主）、机械搅拌式。扩散板式（反应为主）、喷射式（扩散为主）、机械搅拌式。第16页/共69页第十六页，共69页。第17页/共69页第十七页，共69页。7.4 7.4 溶解性无机盐类的去除溶解性无机盐类的去除溶解性无机盐类的去除溶解性无机盐类的去除(q ch)(q ch)n n反渗透：膜分离技术，半渗透反渗透：膜分离技术，半渗透膜膜n n电渗析：膜分离技术，阴、阳电渗析：膜分离技术，阴、阳离子交换离子交换(jiohun)膜膜n n离子交换离子交换(jiohun)：阳离子：阳离子交换交换(jiohun)树脂、阴离子树脂、阴离子交换交换(

24、jiohun)n n 树脂树脂第18页/共69页第十八页，共69页。7.5 7.5 污水污水污水污水(w shu(w shu)的消毒的消毒的消毒的消毒处理处理处理处理液氯臭氧(chuyng)次氯酸钠紫外线第19页/共69页第十九页，共69页。氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和水氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和水生生物，引起生生物，引起(ynq)水体的富营养化，影响饮水体的富营养化，影响饮用水水源。用水水源。7.6 脱氮技术脱氮技术(jsh)第20页/共69页第二十页，共69页。（1）富营养化）富营养化N、P引起，藻类问题（滇池，太湖）；引起，藻类问题（滇池，太湖）；（2）提高制水成本提高制水

25、成本饮用水，污水消毒时，增加饮用水，污水消毒时，增加(zngji)投投氯量；氯量；（3）污水回用填塞管道）污水回用填塞管道NH3N可促进设备中微生物的繁殖；可促进设备中微生物的繁殖；（4）农业灌溉农业灌溉TN不大于不大于1mg/l，否则对农作物有影响。，否则对农作物有影响。2、氮的存在(cnzi)形式（1）有机）有机(yuj)氮氮（2）氨态氮（）氨态氮（NH3N、NH4+N）（3）NO2N、NO3N（4）N2凯氏氮凯氏氮3、二级处理技术的局限性、二级处理技术的局限性合成代谢对氮磷的去处率低，水中氮磷过剩合成代谢对氮磷的去处率低，水中氮磷过剩 nCxHyOz+nNH3+n(x+y/4-z/2-5

26、)O2 (C5H7NO2)n+n(x-5)CO2+n/2(y-4)H2O1、氮污染的危害、氮污染的危害第21页/共69页第二十一页，共69页。太湖(ti h)的富营养化第22页/共69页第二十二页，共69页。第23页/共69页第二十三页，共69页。第24页/共69页第二十四页，共69页。废水(fishu)中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：这一平衡受pH的影响，pH为10.511.5时，因废水中的氨呈饱和状态而逸出，所以(suy)吹脱法常需加石灰。吹脱过程包括将废水的pH提高(t go)至10.511.5，然后曝气，这一过程在吹脱塔中进行。PH=7时，以NH4+存在PH=11时，90%N

27、H3存在PH升高，去除NH3上升 T上升，去除NH3上升1、原理、原理第25页/共69页第二十五页，共69页。（2）脱氮塔）脱氮塔脱氮塔技术的特点：脱氮塔技术的特点：除氮的效果稳定除氮的效果稳定操作简便，容易控制操作简便，容易控制 NH3 NH3二次污染（可回收）二次污染（可回收）使用使用(shyng)CaO(shyng)CaO易结垢易结垢（改用（改用NaOHNaOH）水温下降时，效果差水温下降时，效果差第26页/共69页第二十六页，共69页。水温水温水温升高，效率升高水温升高，效率升高布水状态布水状态滴状下落最好，膜状下落，效果滴状下落最好，膜状下落，效果(xiogu)大大减减布水负荷率布水

28、负荷率填料填料6m高以上时，其值不超过高以上时，其值不超过180m/m.d气液比气液比填料填料6m高以上时，高以上时，2200-2300以下为好。以下为好。（3 3）脱氮塔工作影响）脱氮塔工作影响(yngxing)(yngxing)因素与设计参数因素与设计参数PH值值PH升高到升高到10.5以上以上(yshng)，去除率，去除率增加缓慢增加缓慢第27页/共69页第二十七页，共69页。生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化(zhunhu)为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。活性污泥法的传统功能去除水中溶解性有机物 N、P只满足生理要求(yoqi)即可，因此对二者

29、去除率低，仅为20-40%、5-20%污水生物处理中氮的转化(zhunhu)过程1.1.氨化反应氨化反应氨化氨化反应反应原理原理 氨化菌氨化菌氨化菌为异氧菌氨化菌为异氧菌 一般在氨化过程与微生物去除有机物同时进行，有机物去除结束时，一般在氨化过程与微生物去除有机物同时进行，有机物去除结束时，已经完成了氨化反应已经完成了氨化反应 RCHNH2COOH+O2 RCOOH+CO2+NH3第28页/共69页第二十八页，共69页。2.2.硝化硝化(xio hu)(xio hu)反应反应（1）硝化反应）硝化反应(fnyng)原理原理 总反应总反应(fnyng)NH4+1.5O2 NO2-+H2O+2H+-

30、F（F=278.42kJ）NO2-+0.5O2 NO3-F（F=72.27kJ)亚硝酸菌亚硝酸菌硝酸菌硝酸菌（2）硝化菌的特点）硝化菌的特点 硝化菌硝化菌亚硝酸菌和硝酸菌的统称亚硝酸菌和硝酸菌的统称;硝化菌属于硝化菌属于化能自养菌，革兰氏染色阴性，可生芽化能自养菌，革兰氏染色阴性，可生芽 孢的短杆状细菌孢的短杆状细菌.NH4+2O2 NO3+H2O+2H+-F（F=351kJ）硝化菌硝化菌第29页/共69页第二十九页，共69页。温度温度适应适应20-30，15时硝化速度下降，低时硝化速度下降，低5完全停止完全停止有机物有机物BOD应低于应低于15-20mg/l污泥龄（污泥龄（SRT）微生物在反

31、应器内的停留时间（微生物在反应器内的停留时间（c）N(c)Nmin，一般，一般(ybn)认为硝化菌最小世代时间认为硝化菌最小世代时间 在适宜的温度条件下为在适宜的温度条件下为3d，实际至少为硝化菌最小的，实际至少为硝化菌最小的 世代时间世代时间 (c)Nmin的的2倍以上，倍以上，重金属及有害物质重金属及有害物质 重金属重金属 对硝化反应抑制对硝化反应抑制 高浓度高浓度NH4+N，高浓度，高浓度NOx-N 有毒有机物、络合物阳离子有毒有机物、络合物阳离子溶解氧溶解氧 氧是电子受体，氧是电子受体，DO不能低于不能低于1.0mg/l 硝化需氧量（硝化需氧量（NOD）4.57g(氧氧)/g（N）碱度

32、碱度7.1g碱度（以碱度（以CaCO3计）计）/1g氨态氮（以氨态氮（以N计）计）,一一 般碱度不低于般碱度不低于50mg/lPH对对PH变化变化(binhu)敏感（硝化菌敏感（硝化菌),最佳值最佳值8.0-8.4,效效率最高率最高（3 3）硝化）硝化(xio hu)(xio hu)反应的控制指标反应的控制指标硝化硝化(xio hu)(xio hu)菌对环境条件的变化极为敏感菌对环境条件的变化极为敏感第30页/共69页第三十页，共69页。反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌；反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌；以以NO3N为电子受体，以有机为电子受体，以有机(yuj)碳为电子供体，不能碳为电子供体，不能释放

33、更多的释放更多的ATP，合成的细胞物质较少，合成的细胞物质较少。（2 2）反应）反应(fnyng)(fnyng)过过程程 （1）反硝化）反硝化(xio hu)菌的特点菌的特点3 3、反硝化反应、反硝化反应 反硝化反应反硝化反应指指NO3N和和NO2N在反硝化菌的作用下，还原成气在反硝化菌的作用下，还原成气态态N2的过程。的过程。第31页/共69页第三十一页，共69页。2HNO32HNO22HNO2NH2OH2NH3NON2NO3-NO2-NH2OHNO2-N2O有机体有机体(同化同化(tnghu)反硝化反硝化)N2(异化异化(yhu)反反硝化硝化)反硝化过程反硝化过程(guchng)式式 上式

34、的简化式上式的简化式同化反硝化同化反硝化+4H+2H-2H2O+2H-2H2O-H2O异化反硝化异化反硝化图图714反硝化反应过程（同化反硝化、异化反硝化）反硝化反应过程（同化反硝化、异化反硝化）+4H+4H-2H2O-2H2O第32页/共69页第三十二页，共69页。（3 3）反硝化反应）反硝化反应(fnyng)(fnyng)的控制指标的控制指标 污水中的碳源，BOD5/TN3-5时，勿需外加(wiji)外加(wiji)碳源，CH3OH（反硝化速率高生成CO2+H2O），当BOD5/TN8，或PH6，反硝化速率下降碳源碳源PH值值 0.5mg/l以下，厌氧、好氧交替的环境，如存在氧，会抑制反硝

35、化菌体内硝酸盐还原酶的合成(hchng)，或氧成为电子受体阻碍硝酸氮的还原，但另一方面，某些酶系统还需有氧才能合成(hchng)；温度 最适宜的温度是20-40，低于15时代谢速率下降；冬季低温季节 提高SRT，降低负荷率，提高污水的HRT。溶解氧溶解氧 第33页/共69页第三十三页，共69页。生化反应类生化反应类生化反应类生化反应类型型型型去除有机物去除有机物去除有机物去除有机物（好氧分解）（好氧分解）（好氧分解）（好氧分解）硝化硝化硝化硝化反硝化反硝化反硝化反硝化亚硝化亚硝化亚硝化亚硝化硝化硝化硝化硝化微生物微生物微生物微生物好氧菌和兼性菌好氧菌和兼性菌好氧菌和兼性菌好氧菌和兼性菌（异养型

36、细菌）（异养型细菌）（异养型细菌）（异养型细菌）Nitrosomonas Nitrosomonas 自养型细菌自养型细菌自养型细菌自养型细菌Nitrobacter Nitrobacter 自养型细菌兼性菌自养型细菌兼性菌自养型细菌兼性菌自养型细菌兼性菌异养型细菌异养型细菌异养型细菌异养型细菌能源能源能源能源有机物有机物有机物有机物化学能化学能化学能化学能化学能化学能化学能化学能有机物有机物有机物有机物氧源氧源氧源氧源(HH受体受体受体受体)OO2 2OO2 2OO2 2NONO3 3-NO NO2 2-溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧1 12 2mg/lmg/l以上以上以上以上2 2mg/lmg/l以

37、上以上以上以上2 2mg/lmg/l以上以上以上以上0 00.50.5mg/lmg/l碱度碱度碱度碱度没有变化没有变化没有变化没有变化氧化氧化氧化氧化1 1mg NHmg NH4 4+-N-N需要需要需要需要7.147.14mgmg的碱的碱的碱的碱度度度度没有变化没有变化没有变化没有变化还原还原还原还原1 1mgNOmgNO3 3-N,N0-N,N02 2-N-N生成生成生成生成3.573.57g g碱度碱度碱度碱度氧的消耗氧的消耗氧的消耗氧的消耗分解分解分解分解1 1mgmg有机物有机物有机物有机物(BODBOD5 5)需氧需氧需氧需氧2 2mgmg氧化氧化氧化氧化1 1mg NHmg NH

38、4 4+-NN需氧需氧需氧需氧3.433.43mgmg氧化氧化氧化氧化1 1mgNOmgNO2 2-N-N 需氧需氧需氧需氧1.141.14mgmg分解分解分解分解1 1mgmg有机物有机物有机物有机物(COD)COD)需要需要需要需要NONO3 3-N 0.35mg,N0N 0.35mg,N02 2-N0.58mg-N0.58mg，以提供化合态的氧以提供化合态的氧以提供化合态的氧以提供化合态的氧最适最适最适最适pHpH值值值值6 68 87 78.58.56 67.57.56 68 8最适温度最适温度最适温度最适温度15152525 =1.0=1.01.04 1.04 3030 =1.1=1

39、.13030 =1.1=1.134343737 =1.06=1.061.151.15增殖速度增殖速度增殖速度增殖速度(d d-1 1)1.21.23.53.50.210.211.081.080.280.281.441.44好氧分解的好氧分解的好氧分解的好氧分解的 1/2 1/2 1/2.51/2.5分解速度分解速度分解速度分解速度7070870870mg mg BOD/(gMLSSBOD/(gMLSS h)h)7 7mg NHmg NH4 4+-N-N/(gMLSSh)/(gMLSSh)0.020.022 28 8mgmgNONO3 3-N/(gMLSSN/(gMLSS h)h)产率产率产率产

40、率16%16%CHCH3 3OH/gCOH/gC5 5HH7 70 02 2NN0.040.040.13 0.13 mg mg SS/mg NHSS/mg NH4 4+-N-N能量转换率为能量转换率为能量转换率为能量转换率为5%5%35%35%0.020.020.07 0.07 mg mg VSS/mg N0VSS/mg N02 2-N-N能能能能量转换率量转换率量转换率量转换率10%10%30%30%16%16%CHCH3 3OH/gCOH/gC5 5HH7 7OO2 2NN8 8表表7-4生物生物(shngw)脱氮反应过程各项生化反应特征脱氮反应过程各项生化反应特征第34页/共69页第三十

41、四页，共69页。1 1、活性污泥传统、活性污泥传统(chuntng)(chuntng)脱氮工艺脱氮工艺（BarthBarth工艺）工艺）三级生物脱氮系统：由三个反应过程（氨化、硝化三级生物脱氮系统：由三个反应过程（氨化、硝化(xio hu)(xio hu)、反硝化、反硝化(xio hu)(xio hu)）建立的脱氮处理系统。建立的脱氮处理系统。第35页/共69页第三十五页，共69页。“一级一级”曝气池：去除曝气池：去除 COD、BOD，有机氮转化为，有机氮转化为 NH3 NH4+，出水出水BOD15-20mg/l；“二级二级”硝化曝气池，硝化曝气池，NH3、NH4+生成生成NO3N，碱度下降；

42、，碱度下降；“三级三级”反硝化池反硝化池 厌氧、好氧交替厌氧、好氧交替(jiot)运行。运行。投甲醇时，投甲醇时，CM=2.47N0（初始（初始NO3N浓度）浓度）+1.53N(初始初始NO2N浓浓 度度)+0.87D（初始（初始DO浓度）浓度）（2 2）优缺点）优缺点 去除效果好去除效果好 各类菌类环境条件各类菌类环境条件(tiojin)好好 设备多，造价高，能耗大设备多，造价高，能耗大（1 1）流程）流程(lichng)(lichng)说明说明第36页/共69页第三十六页，共69页。（3 3）改进的二级生物）改进的二级生物(shngw)(shngw)脱氮系统脱氮系统 BOD BOD去除和硝

43、化两个反应合并去除和硝化两个反应合并第37页/共69页第三十七页，共69页。2 2、缺氧、缺氧(qu yn)(qu yn)好氧活性污泥法好氧活性污泥法 A/O A/O工艺工艺 （1）工艺）工艺(gngy)特特征征 80年代开创年代开创,前置反硝化前置反硝化不外加碳源不外加碳源,可不加碱度可不加碱度,降低负荷降低负荷 设内循环设内循环 产生碱度产生碱度,3.75mg碱度碱度/mgNO3N 勿需建后曝气池勿需建后曝气池 回流水回流水(lishu)含有含有NO3N（沉淀池污泥反硝化生成）（沉淀池污泥反硝化生成）要提高脱氮率，要增加回流比要提高脱氮率，要增加回流比（2）影响因素与主要工艺参数）影响因素

44、与主要工艺参数 水力停留时间：硝化：反硝化水力停留时间：硝化：反硝化 3：1；循环比：循环比：200%；MLSS值：大于值：大于3000mg/l;污泥龄：污泥龄：30d;N/MLSS负荷率：负荷率：0.03gN/gMLSS.d 进水总氮浓度：小于进水总氮浓度：小于30mg/l。第38页/共69页第三十八页，共69页。内循环（硝化液循环）内循环（硝化液循环）原污水原污水反硝化反应器反硝化反应器（缺氧（缺氧）BOD去除去除,硝硝化反应反应器化反应反应器（好氧（好氧）碱碱沉淀池沉淀池处理水处理水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥N2图图717分建式缺氧分建式缺氧-好氧活性污泥脱氮系统好氧活性污泥脱氮系

45、统第39页/共69页第三十九页，共69页。第40页/共69页第四十页，共69页。（2）P0.5mg/l，促进富营养化；促进富营养化；第41页/共69页第四十一页，共69页。磷磷-不同于氮，不能形成氧化不同于氮，不能形成氧化(ynghu)体和还原体，但有固态和溶体和还原体，但有固态和溶解态转解态转 化的特点。化的特点。4、去除、去除(q ch)方法方法化学除磷法化学除磷法-混凝沉淀和晶析法除磷混凝沉淀和晶析法除磷生物生物(shngw)除磷法除磷法设想是由设想是由Greenburyg于于1955年提年提出的，出的，60年代人们对上述方法广泛应用。年代人们对上述方法广泛应用。3、其他、其他 生活污水

46、中的含磷量：生活污水中的含磷量：10-15mg/l，70%为可溶性；为可溶性；经过二级处理出水中，经过二级处理出水中，90%左右的磷以磷酸盐存在。左右的磷以磷酸盐存在。第42页/共69页第四十二页，共69页。（2 2）铁盐除磷）铁盐除磷 聚氯化铝（聚氯化铝（PAC），反应），反应(fnyng)相同与相同与Al2(SO4)3，但，但pH值不下值不下降；降；铝酸钠（铝酸钠（NaAlO2）使用使用Al盐注意事项盐注意事项:注意注意PH值，介于值，介于5-7之间无影响，无需调整之间无影响，无需调整 PH降低，应注意排放水对降低，应注意排放水对PH的要求的要求 沉淀污泥沉淀污泥(w n)回流，污泥回流，

47、污泥(w n)中有中有Al(OH)3，能提高对磷的去除率，能提高对磷的去除率 Al3+PO43-（正磷酸（正磷酸(ln sun)离子）离子）AlPO4（难溶（难溶,PH值上升，溶解度上升）值上升，溶解度上升）Al2(SO4)3+2PO43-2AlPO4+3SO42-Al2(SO4)3+6HCO3-2Al(OH)3+6CO2+3SO42-（1 1）铝盐除磷铝盐除磷 1 1、金属盐混凝沉淀除磷、金属盐混凝沉淀除磷第43页/共69页第四十三页，共69页。pH值，如值，如P9.5；原污水；原污水 PH11 磷的形式磷的形式(xngsh)正磷酸盐（正磷酸盐（PO4PO4）聚磷酸盐聚磷酸盐:去除难易程度去

48、除难易程度(chngd)(chngd)焦磷酸盐焦磷酸盐(P2O74-)(P2O74-)三磷酸盐三磷酸盐(P3O105-)(P3O105-)偏磷酸盐偏磷酸盐(PO3-)(PO3-)原水中原水中Ca2+Ca2+的浓度的浓度5Ca2+4OH-+3HPO42-Ca5(OH)(PO4)3+3H2O PH升高，升高，P的含量下降，（对数降低的趋势的含量下降，（对数降低的趋势)（1）石灰与磷的反应石灰与磷的反应（2）除磷效果影响因素除磷效果影响因素2 2、石灰混凝除磷、石灰混凝除磷（3）石灰混凝沉淀除磷处理流程（自学）石灰混凝沉淀除磷处理流程（自学）由以下三部分组成：快速搅拌池、缓慢搅拌池、沉淀池由以下三部

49、分组成：快速搅拌池、缓慢搅拌池、沉淀池第44页/共69页第四十四页，共69页。霍米尔（霍米尔（Holmers）提出）提出(t ch)活性污泥的化学式活性污泥的化学式 C118H170O51N17P 或或C：N：P=46：8：1 生物除磷生物除磷 利用聚磷菌一类的微生物，能够过量的，在数量上超过其利用聚磷菌一类的微生物，能够过量的，在数量上超过其生理需生理需 要，从外部要，从外部(wib)摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体内，形成高磷污内，形成高磷污 泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。生物生物(shngw)除磷机理除

50、磷机理.好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收）好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收）ADP+H3PO4+能量能量 ATP+H2O 2.厌氧释放厌氧释放:厌氧条件下（厌氧条件下（DO=0，NO3-=0），），ATP+H2O ADP+H3PO4+能量能量上述两反应为可逆反应，过程见下图上述两反应为可逆反应，过程见下图第45页/共69页第四十五页，共69页。ADP ATP ATP ADP ADP ADP ATP ATP 释放释放(shfng)有机磷有机磷 无机无机(wj)磷磷 聚磷聚磷 无机无机(wj)磷磷 有机磷有机磷 聚磷菌聚磷菌+Poly 聚磷菌聚磷菌合成合成 降解降解 PHBPHB无机物无机物 溶解质溶