污水生物脱氮除磷新工艺ppt课件.ppt
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1、资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值基本原理及影响因素基本原理及影响因素一、生物脱氮原理及影响因素自然界中氮一般有四种形态:有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮硝酸盐氮资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮。有机氮占生活污水含氮量的40-60%,氨氮占50-60%,亚硝酸盐和硝
2、酸盐氮仅占05%。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值污水生物脱氮的可能途径污水生物脱氮的可能途径资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1.传统生物脱氮原理及影响因素 传统生物脱氮一般由硝化和反硝化两个过程完成。硝化过程可以分为两个过程,分别由亚硝酸菌和硝酸菌完成。硝化反应式如下:氨化反应:资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 反硝化菌
3、为异养型兼性厌氧菌,在有氧气存在时,它会以氧气为电子受体进行好氧呼吸;在无氧而有硝酸盐氮或亚硝酸盐氮存在时,则以硝酸盐氮或亚硝酸盐氮为电子受体,以有机碳为电子供体进行反硝化反应。项目亚硝酸菌硝酸菌细胞形状椭球或棒状椭球或棒状细胞尺寸/m11.50.51革兰氏染色阴性阴性世代期/h8361259需养性兼性厌氧严格好氧最大比增长速率/(m/h)0.961.920.481.44产率系数Y/(mg细胞/mg基质)0.040.130.020.07饱和常数Ks/(mg/L)0.33.60.31.7资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有
4、资金的时间价值反硝化过程反应式:反硝化过程反应式:资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值硝化硝化-反硝化过程的影响因素反硝化过程的影响因素影响因素影响因素硝化过程硝化过程反硝化过程反硝化过程温度温度硝化反应的适宜温度为硝化反应的适宜温度为2030低低于于15 时,反应速率迅速下降,时,反应速率迅速下降,5 时反应几乎完全停止。温度不但时反应几乎完全停止。温度不但影响硝化菌的比增长速率,而且影影响硝化菌的比增长速率,而且影响硝化菌的活性响硝化菌的活性反硝化反应的温度范围较宽,反硝化反应的温度范围较宽,在在540
5、范围内都可以进行。范围内都可以进行。但温度低于但温度低于15 时,反硝化时,反硝化速率明显下降。最适宜的温度速率明显下降。最适宜的温度为为2040pH值值硝化菌受硝化菌受pH值的影响很敏感,比较值的影响很敏感,比较适宜的适宜的pH值范围为值范围为7.08.0。硝化。硝化过程消耗碱度,使得过程消耗碱度,使得pH值下降,因值下降,因此需补充碱度此需补充碱度反硝化反应的适宜反硝化反应的适宜pH值为值为6.57.5。pH值高于值高于8或低于或低于6时,反硝化速率将迅速下降。时,反硝化速率将迅速下降。反硝化过程会产生碱度反硝化过程会产生碱度溶解氧溶解氧溶解氧是硝化过程中的电子受体,溶解氧是硝化过程中的电
6、子受体,硝化反应必须在好氧条件下进行。硝化反应必须在好氧条件下进行。溶解氧会与硝酸盐竞争电子供溶解氧会与硝酸盐竞争电子供体,同时分子态氧也会抑制硝体,同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及活性酸盐还原酶的合成及活性C/N由于硝化菌是自养菌,水中的由于硝化菌是自养菌,水中的C/N不宜过高,否则将有助于异养菌的不宜过高,否则将有助于异养菌的迅速增殖,微生物中的硝化菌的比迅速增殖,微生物中的硝化菌的比例下降。例下降。在反硝化反应中,最大的问题在反硝化反应中,最大的问题就是污水中可用于反硝化的有就是污水中可用于反硝化的有机碳的多少及其可生化程度。机碳的多少及其可生化程度。污泥龄污泥龄c硝酸菌的停留时
7、间必须大于其最小硝酸菌的停留时间必须大于其最小世代时间世代时间资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2.新的硝化-反硝化脱氮原理 同步硝化反硝化:在供氧受限或缺少有机碳源的厌氧条件下发生同步硝化反硝化,这时氨和亚硝酸盐分别充当电子供体和电子受体,致使曝气能耗和有机碳源需求量大大减少。与其他活性污泥法工艺相比,同步硝化反硝化在氧化沟工艺中最为显著。究其原因是在氧化沟中独特的表面曝气,打散了活性污泥絮体,形成了新的活性污泥絮体,使活性污泥能够很好地进行新陈代谢。另外,氧化沟工艺较长的HRT缓解了同步硝化反硝化速率
8、较低的问题。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 短程硝化反硝化的理论核心为使硝化反应停留在亚硝化阶段。生物脱氮的硝化过程由两类微生物组成,AOB(氨氧化菌)和NOB(亚硝氮氧化菌)。实现短程硝化主要办法就是使AOB在活性污泥中成为硝化菌的优势菌,尽可能抑制NOB,防止硝化过程第二步的进行,避免全程硝化反应,然后将中间产物NO2-还原。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值二.生物除磷基本原理及影响因素1.基本原理 生物除
9、磷的机理目前还没有彻底研究清楚。一般认为,在厌氧条件下,兼性细菌将溶解性BOD5转化为低分子挥发性有机酸(VFA)。聚磷菌吸收这些VFA或来自原污水的VFA,并将其运送到细胞内,同化成胞内碳源存储物(PHB/PHV),所需能量来源于聚磷水解以及糖的酵解,维持其在厌氧环境生存,并导致磷酸盐的释放。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 在好氧条件下,聚磷菌进行有氧呼吸,从污水中大量地吸收磷,其数量大大超出其生理需求,通过PHB的氧化代谢产生能量,用于磷的吸收和聚磷的合成,能量以聚合磷酸盐的形式存储在细胞内,磷酸
10、盐从污水中得到去除;同时合成新的聚磷菌细胞,产生富磷污泥,将产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放,从而将磷从系统中除去。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值聚磷菌的作用机理反应方程式:(1)聚磷菌摄取磷(2)聚磷菌释放磷资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2.2.生物除磷的影响因素生物除磷的影响因素(1)厌氧)厌氧/好氧条件的交替好氧条件的交替(2)硝酸盐和易降解有机物)硝酸盐和易降解有机物(3)污泥龄)污泥龄(4)温度
11、和)温度和pH值值(5)BOD5/TP资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值传统脱氮除磷工艺概述传统脱氮除磷工艺概述一.传统生物脱氮除磷工艺 在大多数情况下,生物除磷和生物脱氮同时发生在一个处理流程中。应用最广泛的生物脱氮、除磷工艺有A/O、A2/O、Bardenpho、UCT、Phoredox工艺、氧化沟工艺和VIP工艺等,近年来用SBR及其各种改进型的工艺,如CASS(CAST)、MSBR、UNITANK等。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分
12、资金就是原有资金的时间价值1.A2/O除磷脱氮工艺 特点:厌氧、缺氧、好氧在不同环境条件和不同种类微生物菌群的有机结合,能同时去除有机物和除磷脱氮。A2/O工艺流程简单,总水力停留时间少于其他同类工艺,并且不需外加碳源,厌氧、缺氧段只进行缓速搅拌,基建和运行费用都较低。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值2.UCT工艺 与A2/O工艺不同之处在于沉淀池污泥是回流到缺氧池而不是厌氧池,同时增加了缺氧池到厌氧池的缺氧混合液回流。该运行方式可减少厌氧池的厌氧状态受回流污泥所携带的DO和NOx-N的影响,提高除磷效
13、果。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3.VIP除磷脱氮工艺 特点:(1)厌氧、缺氧、好氧段的每一部分都是由两个以上较小的完全混合式反应格串联组成,在各反应段具有良好的基质浓度梯度分布。(2)污泥龄短、负荷高,运行速率高,除磷效果好。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 4.MSBR工艺 MSBR是SBR和A2/O工艺的组合,污水和脱氮后的活性污泥一并进入厌氧区,聚磷污泥在此充分放磷,然后泥水混合液交替进入缺氧区和好氧
14、区,分别完成反硝化、有机物的好氧降解和吸磷作用,最后在SBR池中沉淀出水。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值二.传统生物脱氮除磷工艺存在问题 对于连续流工艺中的A2/O工艺,很难避免污泥回流所携带的硝酸盐对厌氧释磷的不利影响、混合液回流过程中所携带的溶解氧对反硝化作用的不利影响,以及聚磷菌与反硝化菌在碳源上的竞争和异养菌与自养菌在泥龄上的矛盾。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值生物脱氮除磷新工艺与新技术生物脱氮除磷新
15、工艺与新技术一.污水生物脱氮新技术 传统的生物处理脱氮方法对氮的去除主要是靠微生物细胞的同化作用将氮转化为细胞原生质成分,所以传统的生物处理方法只能去除生活污水中约40%的氮。生物法脱氮新技术主要是针对传统生物脱氮理论而言,就是在好氧、低基质浓度条件下通过硝化菌的作用将氨氮氧化为硝酸盐,在缺氧、可利用碳源及碱度充足的条件下,反硝化菌将硝酸盐还原成气态氮从水中去除。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1.短程硝化-反硝化工艺 原理:将硝化过程控制在NO2-阶段而终止,随后进行反硝化。亚硝酸型生物脱氮具有以下优
16、点:亚硝酸菌世代周期比硝酸菌世代周期短,泥龄也短,控制在亚硝酸型阶段易提高微生物浓度和硝化反应速率,缩短硝化反应时间,从而可以减少反应器容积,节省基建投资。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值(1)Sharon工艺 是一种用于处理高浓度、低碳氮质量比的含氨废水的新工艺,它利用亚硝酸细菌和硝酸细菌在不同条件下的生长速率的差异,通过调控温度、pH、溶解氧、水力停留时间等参数,实现短程硝化反硝化。资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时
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