活性污泥的脱氮除磷原理及应用精选课件.ppt
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1、关于活性污泥的脱氮除磷原理及应用第一页,本课件共有48页1、原理一、氮的吹脱去除(1)NH3+H2ONH4+OH-PH=7时,以NH4+存在PH=11时,90%NH3存在PH升高,去除NH3上升 T上升,去除NH3上升(2)脱氮塔脱氮塔技术的特点除氮的效果稳定操作简便,容易控制 NH3二次污染(可回收)使用CaO易结垢(改用NaOH)水温下降时,效果差第二页,本课件共有48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,效果大减滴状下落最好,膜状下落,效果大减布水负荷率布水负荷率填料填料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
2、比填料填料6m高以上时,高以上时,2200-2300以下为好。以下为好。活性污泥法的传统功能活性污泥法的传统功能去除水中溶解性有机物去除水中溶解性有机物二、二、污水生物脱氮原理污水生物脱氮原理(3)脱氮塔工作影响因素与设计参数)脱氮塔工作影响因素与设计参数PH值值PH升高到升高到10.5以上,去除率增加缓慢以上,去除率增加缓慢1、同化作用污水生物处理中,一部分氮备同化微生物细胞的组分。按细胞干重计算,微生物中氮的含量约为12.5%第三页,本课件共有48页2、氨化反应、氨化反应 与硝化反应与硝化反应(1)氨化氨化氨化氨化反应反应反应反应RCHNH2COOH+ORCHNH2COOH+O2氨化菌氨化
3、菌氨化菌氨化菌 RCOOH+CO2+NH3RCOOH+CO2+NH3 3、硝化反应、硝化反应(1 1)硝化过程)硝化过程)硝化过程)硝化过程第四页,本课件共有48页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,可生芽孢的短化能自养菌,革兰氏染色阴性,可生芽孢的短 杆状细菌杆状细菌.NH4+2O2 NO3-+H2O+2H+-F(F=351kj)(2)环境因素对硝化反应的影响)环境因素对硝化反应的影响硝化菌对环境条件的变化极为敏感硝化菌对环境条件的变化极为敏感NH4+3/2O2 NO2-+H2O+2H+-(F=27
4、8.42kj)NO2-+1/2O2 NO3-F(F=72.27kj)硝化菌亚硝化菌第五页,本课件共有48页温度温度适应适应20-30,15时硝化速度下降,低于时硝化速度下降,低于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,硝化菌最小的世代时间,硝化菌最小的世代时间(c)Nmin重金属机有害物质重金属机有害物质 重金属对硝化反应抑制重金属对硝化反应抑制 高浓度高浓度NH4+N,高浓度,高浓度NOx-N 有机物、络合物阳离子有机物、络合物阳离子溶解氧溶解氧 氧是电子受体,氧是
5、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),一般一般碱度不低于碱度不低于50mg/lPH对对PH变化敏感(硝化菌变化敏感(硝化菌),最佳值最佳值8.0-8.4,效率最高效率最高第六页,本课件共有48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,以有机碳为电子供体,不能释放更多的为电子受体,以有机碳为电子供体,不能释放更多的ATP,合成的细胞物质较少,合成的细胞物质较少。(2)反应过程)反应过程 (3)反硝化
6、反应的控制指标)反硝化反应的控制指标 污水中的碳源,污水中的碳源,BOD5/TN3-5时,勿需外加时,勿需外加 外加碳源,外加碳源,CH3OH(反硝化速率高生成(反硝化速率高生成CO2+H2O),),当当BOD5/TN8,或,或PH6,反硝化速率下降,反硝化速率下降碳源碳源PH值值 (1)反硝化菌的特点)反硝化菌的特点4、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,还在反硝化菌的作用下,还原成气态原成气态N2的过程。的过程。第七页,本课件共有48页2HNO32HNO22HNO2NH2OH2NH3NON2NO3-NO2-NH2OHNO2-N2O有机体有
7、机体(同化反硝化同化反硝化)N2(异化反硝化异化反硝化)反硝化过程式反硝化过程式 上式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第八页,本课件共有48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
8、兼性菌好氧菌和兼性菌好氧菌和兼性菌(异养型细菌)(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(H(H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12mg/l12mg/l
9、以上以上以上以上2mg/l2mg/l以上以上以上以上2mg/l2mg/l以上以上以上以上00.5mg/l00.5mg/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1mg NH1mg NH4 4+-N-N需要需要需要需要7.14mg7.14mg的碱度的碱度的碱度的碱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1mgNO1mgNO3 3-N,N0-N,N02 2-N-N生成生成生成生成3.57g3.57g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1mg1mg有机物有机物有机物有机物(BOD(BOD5 5)需氧需氧需氧需氧2mg2mg氧化氧化氧化氧化
10、1mg NH1mg NH4 4+-N-N需氧需氧需氧需氧3.43mg3.43mg氧化氧化氧化氧化1mgNO1mgNO2 2-N-N 需需需需氧氧氧氧1.14mg1.14mg分解分解分解分解1mg1mg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 -N 0.35mg,N00.35mg,N02 2-N0.58mg-N0.58mg,以提供化,以提供化,以提供化,以提供化合态的氧合态的氧合态的氧合态的氧最适最适最适最适pHpH值值值值686878.578.567.567.56868最适温度最适温度最适温度最适温度15251525 =1.01.04 =1.01.04 3
11、030 =1.1=1.13030 =1.1=1.134373437 =1.061.15=1.061.15增殖速度增殖速度增殖速度增殖速度(d(d-1-1)1.23.51.23.50.211.080.211.080.281.440.281.44好氧分解的好氧分解的好氧分解的好氧分解的 1/2 1/2.51/2 1/2.5分解速度分解速度分解速度分解速度70870mg 70870mg BOD/(gMLSSBOD/(gMLSS h)h)7mg NH7mg NH4 4+-N-N/(gMLSSh)/(gMLSSh)0.020.0228mg28mgNONO3 3-N/(gMLSSN/(gMLSS h)h)
12、产率产率产率产率16%16%CHCH3 3OH/gCOH/gC5 5HH7 70 02 2NN0.040.13 mg SS/0.040.13 mg SS/mg NHmg NH4 4+-N-N能量转能量转能量转能量转换率为换率为换率为换率为5%35%5%35%0.020.07 mg 0.020.07 mg VSS/mg N0VSS/mg N02 2-N-N能量能量能量能量转换率转换率转换率转换率10%30%10%30%16%CH16%CH3 3OH/gCOH/gC5 5HH7 7OO2 2NN8 8表表7-4生物脱氮反应过程各项生化反应特征生物脱氮反应过程各项生化反应特征第九页,本课件共有48页
13、 0.5mg/l以下,厌氧、好氧交替的环境,如存在氧,会抑制反以下,厌氧、好氧交替的环境,如存在氧,会抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成,或氧成为电子受体阻碍硝酸氮硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成,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;的还原,但另一方面,某些酶系统还需有氧才能合成;温度温度 最适宜的温度是最适宜的温度是20-40,低于,低于15时代谢速率下降;时代谢速率下降;冬季低温季节冬季低温季节 提高提高SRT,降低负荷率,从而提高污水的,降低负荷率,从而提高污水的HRT。1、传统脱氮工艺、传统脱氮工艺三级脱氮工艺,三级脱氮工艺,氨化氨化由三个反应过程建立
14、由三个反应过程建立 硝化硝化 反硝化反硝化三、三、生物脱氮工艺技术生物脱氮工艺技术溶解氧溶解氧 第十页,本课件共有48页第十一页,本课件共有48页“一级一级”曝气池:去除曝气池:去除 COD、BOD,BOD15-20mg/l 有机氮转化为有机氮转化为 NH3 NH4+;“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;,碱度下降;“三级三级”反硝化池反硝化池 厌氧、好氧交替运行。厌氧、好氧交替运行。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)优缺点)优
15、缺点 去除效果好去除效果好 各类菌类环境条件好各类菌类环境条件好 设备多,造价高,能耗大设备多,造价高,能耗大(1)流程说明)流程说明第十二页,本课件共有48页(3)改进的二级生物脱氮系统)改进的二级生物脱氮系统 BOD去除和硝化两个反应合并去除和硝化两个反应合并第十三页,本课件共有48页2、缺氧、缺氧好氧活性污泥法好氧活性污泥法 A/O工艺工艺 (1)工艺特征)工艺特征 80年代开创年代开创,前置反硝化前置反硝化不加碳源不加碳源,外加碱度外加碱度,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 回流水含有回流水含有NO3
16、N(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)影响因素与主要工艺参数 水力停留时间:水力停留时间: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。第十四页,本课件共有48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(缺氧)BOD去除去除,硝化硝化反应反应器反应反应器(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
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