水污染控制工程城市污水的深处理学习教案.pptx
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1、会计学1水污染控制工程城市污水的深处理水污染控制工程城市污水的深处理(chl)第一页,共65页。城市污水经传统城市污水经传统(chuntng)的二级处理以的二级处理以后,虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了,后,虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了,但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物,如但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物,如氮和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质,氮和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质,能助长藻类和水生生物,引起水体的富营养化,能助长藻类和水生生物,引起水体的富营养化,影响饮用水水源。影响饮用水水源。第2页/共65页第二页,共65页。太湖(tih)的富营养化第3页/共65页
2、第三页,共65页。第4页/共65页第四页,共65页。第5页/共65页第五页,共65页。二、污、废水脱氮、除磷的具体二、污、废水脱氮、除磷的具体二、污、废水脱氮、除磷的具体二、污、废水脱氮、除磷的具体(jt(jt)指标指标指标指标1 1、城镇污水处理厂污染物综合排放、城镇污水处理厂污染物综合排放(pi fn)(pi fn)标准(标准(GB18918-2002GB18918-2002)4.1.2.2 4.1.2.2 城镇污水处理厂出水排入城镇污水处理厂出水排入GB3838 GB3838 地表水地表水类功能水域(划定的饮用水水源保护区和游类功能水域(划定的饮用水水源保护区和游泳区除外)、泳区除外)、
3、GB3097 GB3097 海水二类功能水域和湖、海水二类功能水域和湖、库等封闭或半封闭水域时,执行一级标准的库等封闭或半封闭水域时,执行一级标准的B B标标准。准。一级标准的一级标准的B B标准标准废水总磷含量废水总磷含量 1 15 5(1 1)mg/Lmg/L氨氮(以氨氮(以N N计)计)8 8(1515)mgmgL L第6页/共65页第六页,共65页。二、污、废水二、污、废水二、污、废水二、污、废水(fishu)(fishu)脱氮、除磷的具体指标脱氮、除磷的具体指标脱氮、除磷的具体指标脱氮、除磷的具体指标2 2、污水综合排放标准(、污水综合排放标准(GB8978-1996GB8978-1
4、996)4.1.1 4.1.1 排入排入GB3838 GB3838 地表水地表水类水域类水域(shuy)(shuy)(划定(划定的保护区和游泳区除外)和排入的保护区和游泳区除外)和排入GB3097 GB3097 中二类海中二类海域的污水,执行一级标准。域的污水,执行一级标准。一级标准一级标准废水磷酸盐含量废水磷酸盐含量(以以P P计计)0)05mg/L5mg/L氨氮(以氨氮(以N N计)计)15mg 15mgL L第7页/共65页第七页,共65页。第一节第一节 氮、磷的去除氮、磷的去除(q ch)(q ch)第8页/共65页第八页,共65页。氮在水中的存在氮在水中的存在氮在水中的存在氮在水中的
5、存在(cnzi)(cnzi)形形形形态与分类态与分类态与分类态与分类N无机(wj)NNOx-N(硝态氮)TKN(凯氏氮)总N(TN)NH3-NNO3-NNO2-N有机(yuj)N(尿素、氨基酸、蛋白质)第9页/共65页第九页,共65页。一、氮的去除一、氮的去除(q ch)废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式(xngsh)存在。1.化学法除氮(1)吹脱法:废水中,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,因废水中的氮呈饱和状态而逸出,所以吹脱法常需加石灰。吹脱过程包括将废水的pH提高至10.511.5,然后曝气,这一过程在吹脱塔中进行。第
6、10页/共65页第十页,共65页。工艺流程工艺流程(n y li chn)(n y li chn)调节pH值沉淀池吹脱塔出水出水排泥排泥进水进水石灰或石灰或石灰乳石灰乳 吹脱法脱氨工艺流程吹脱法脱氨工艺流程第11页/共65页第十一页,共65页。第12页/共65页第十二页,共65页。通过适当的控制,可完全去除水中的氨氮。为减少氯的投加量,常与生物硝化联用,先硝化再除微量的残留氨氮。(2)折点加氯法:含氨氮的水加氯时,有下列反应:第13页/共65页第十三页,共65页。加氯反应池加氯反应池活活性性炭炭吸吸附附塔塔NaOCl进水进水出水出水第14页/共65页第十四页,共65页。(3 3)选选择择性性离
7、离子子交交换换法法去去除除氨氨氮:氮:采采用用(ciyng)(ciyng)沸沸石石作作为为除除氨氨的的离子交换体。离子交换体。澄清或澄清或过滤过滤沸石沸石离子离子交换交换床床出水出水再生液再生液脱氮脱氮NH3或或N2进水进水第15页/共65页第十五页,共65页。2.生物(shngw)法脱氮(1)生物(shngw)脱氮机理生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体(qt)的过程。其中主要包括硝化和反硝化两个反应过程。此外,还有氨化、同化等。第16页/共65页第十六页,共65页。氨化反应(fnyng):新鲜污水中,含氮化合物主要(zhyo)是以有机氮,如蛋白质、尿素、胺类化
8、合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的,此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用,很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物,其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化微生物,在氨化微生物的作用下,有机氮化合物分解、转化为氨态氮,以氨基酸为例:第17页/共65页第十七页,共65页。第18页/共65页第十八页,共65页。废水废水废水废水(fishu)(fishu)(fishu)(fishu)生物脱氮的基本原理生物脱氮的基本原理生物脱氮的基本原理生物脱氮的基本原理生物脱氮的基本过程:生物脱氮的基本过程:生物脱氮的基本过程:生物脱氮的基本过程:
9、氨氨氨氨化化化化(ammonification)(ammonification)含含含含氮氮氮氮有有有有机机机机物物物物,在在在在生生生生物物物物处处处处理理理理过过过过程程程程中中中中被被被被(好好好好氧氧氧氧或或或或厌厌厌厌氧氧氧氧)异异异异养养养养微微微微生生生生物物物物氧氧氧氧化化化化(y(y nghu)nghu)分分分分解解解解为为为为氨氮;氨氮;氨氮;氨氮;硝硝硝硝化化化化(nitrification)(nitrification)由由由由好好好好氧氧氧氧自自自自养养养养硝硝硝硝化化化化菌菌菌菌将将将将氨氨氨氨氮氮氮氮转转转转化化化化为为为为NO2NO2 和和和和NO3NO3 ;反
10、反反反硝硝硝硝化化化化(denitrification)(denitrification)缺缺缺缺氧氧氧氧条条条条件件件件下下下下,在在在在异异异异养养养养反反反反硝硝硝硝化化化化菌菌菌菌的的的的作作作作用用用用下下下下将将将将NO2NO2 和和和和NO3NO3 还原转化为还原转化为还原转化为还原转化为N2N2。第19页/共65页第十九页,共65页。(2)硝化)硝化(xio hu)反应反应(Nitrification)n n 分为分为(fn wi)(fn wi)两步:两步:n由两组自养型硝化菌分步完成(wnchng):n氨氧化细菌,或亚硝化细菌(Nitrosomonas);n亚硝酸盐氧化细菌,
11、或硝化细菌(Nitrobacter)第20页/共65页第二十页,共65页。A A A A、硝化细菌的特性、硝化细菌的特性、硝化细菌的特性、硝化细菌的特性(txng)(txng)(txng)(txng)都是革兰氏阴性、无芽孢的短杆菌和球菌;都是革兰氏阴性、无芽孢的短杆菌和球菌;都是革兰氏阴性、无芽孢的短杆菌和球菌;都是革兰氏阴性、无芽孢的短杆菌和球菌;强烈好氧,不能在酸性条件下生长;强烈好氧,不能在酸性条件下生长;强烈好氧,不能在酸性条件下生长;强烈好氧,不能在酸性条件下生长;无无无无需需需需有有有有机机机机物物物物,以以以以无无无无机机机机含含含含氮氮氮氮化化化化合合合合物物物物为为为为能能能
12、能源源源源,以以以以无无无无机机机机C C(CO2CO2或或或或HCO3-HCO3-)为碳源;)为碳源;)为碳源;)为碳源;化能自养型;化能自养型;化能自养型;化能自养型;生长缓慢,世代生长缓慢,世代生长缓慢,世代生长缓慢,世代(shdi)(shdi)时间长。时间长。时间长。时间长。第21页/共65页第二十一页,共65页。B B B B、硝化反应、硝化反应、硝化反应、硝化反应(fnyng)(fnyng)(fnyng)(fnyng)过程及反应过程及反应过程及反应过程及反应(fnyng)(fnyng)(fnyng)(fnyng)方方方方程式:程式:程式:程式:亚亚亚亚 硝硝硝硝 化化化化(xio(
13、xio hu)hu)反应:反应:反应:反应:硝硝 化化(xio hu)反应:反应:总反应:总反应:总反应式为:第22页/共65页第二十二页,共65页。C C C C、硝化、硝化、硝化、硝化(xio hu)(xio hu)(xio hu)(xio hu)反应的环境条件:反应的环境条件:反应的环境条件:反应的环境条件:好氧条件好氧条件好氧条件好氧条件(DO(DO不小于不小于不小于不小于1mg/l)1mg/l),并能保持一定的碱度以,并能保持一定的碱度以,并能保持一定的碱度以,并能保持一定的碱度以维持稳定的维持稳定的维持稳定的维持稳定的pHpH值值值值(适宜的适宜的适宜的适宜的pHpH为为为为8.0
14、8.4)8.08.4);一般要求进水一般要求进水一般要求进水一般要求进水BOD5BOD5在在在在1520mg/l1520mg/l以下;以下;以下;以下;适宜温度:适宜温度:适宜温度:适宜温度:20302030C C;15 15C C,速率,速率,速率,速率(sl(sl)下降;下降;下降;下降;535时,即可;时,即可;n n 外外加加(wiji)碳碳源源,多多为为甲甲醇;醇;n n 内内源源呼呼吸吸碳碳源源细细菌菌体体内内的原生物质及其贮存的有机物。的原生物质及其贮存的有机物。n n适宜适宜pH:6.57.5;n n 溶解氧应控制在溶解氧应控制在0.5mg/l以下;以下;n n 适宜温度:适宜
15、温度:2040CB 反硝化反应的影响反硝化反应的影响(yngxing)因素因素第26页/共65页第二十六页,共65页。生物生物生物生物(shngw)(shngw)脱氮的基本原理脱氮的基本原理脱氮的基本原理脱氮的基本原理有机有机(yuj)氮氮 NH4+-NNO2-NNO3-NNO2-NN2氨化作用氨化作用(zuyng)(zuyng)亚硝化作用亚硝化作用硝化作用硝化作用硝化作用硝化作用反反硝化作用硝化作用O2O2O2或无氧或无氧异养细菌异养细菌氨氧化细菌氨氧化细菌(自养型)(自养型)硝化细菌硝化细菌(自养型)(自养型)有机物有机物有机物有机物反硝化细菌反硝化细菌(异养型)(异养型)反硝化细菌反硝化
16、细菌(异养型)(异养型)好氧或厌氧条件好氧或厌氧条件碱度增大,碱度增大,pHpH值升高值升高绝对好氧条件绝对好氧条件碱度下降,碱度下降,pHpH值降低值降低绝对好氧条件绝对好氧条件碱度和碱度和pHpH值无变化值无变化碱度增大,碱度增大,pHpH值升高值升高缺氧条件缺氧条件第27页/共65页第二十七页,共65页。在反硝化菌代谢活动的同时,伴随着反硝化菌的生长繁殖,即菌体合成过程,反应如下:式中:C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。反硝化还原和微生物合成的总反应式为:从以上的过程可知,约96的NO3-N经异化过程还原,4经同化(tnghu)过程合成微生物。第28页/共65页第二十八页,共65页
17、。在反硝化反应(fnyng)中,最大的问题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。碳源原水中含有的有机碳外加碳源,多用甲醇内源呼吸碳源细菌体内的原生物质及其贮存的有机物第29页/共65页第二十九页,共65页。(2)生物(shngw)脱氮工艺(a)三段(sndun)生物脱氮工艺:将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来,每一部分都有其自己(zj)的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。第30页/共65页第三十页,共65页。(b)Bardenpho生物(shngw)脱氮工艺:设立两个缺氧段,第一(dy)段利用原水中的有机物为碳源和第一(dy)好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。为进
18、一步提高脱氮效率,废水进入第二段反硝化反应器,利用(lyng)内源呼吸碳源进行反硝化。曝气池用于吹脱废水中的氮气,提高污泥的沉降性能,防止在二沉池发生污泥上浮现象。第31页/共65页第三十一页,共65页。第32页/共65页第三十二页,共65页。(c)缺氧好氧生物(shngw)脱氮工艺:该工艺将反硝化段设置在系统(xtng)的前面,又称前置式反硝化生物脱氮系统(xtng)。反硝化反应以水中的有机物为碳源,曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液,在缺氧(quyn)池中进行反硝化脱氮。缺氧-好氧生物脱氮工艺第33页/共65页第三十三页,共65页。l l虽虽虽虽然然然然磷磷磷磷在在在在农农农农业业业业上
19、上上上十十十十分分分分重重重重要要要要,但但但但是是是是它它它它可可可可引引引引起起起起水水水水体体体体污污污污染染染染,是是是是造造造造成成成成富富富富营营营营养养养养化化化化的的的的重重重重要要要要因因因因子子子子。受受受受磷磷磷磷污污污污染染染染的的的的水水水水体体体体,藻藻藻藻类类类类大大大大量量量量繁繁繁繁殖殖殖殖,藻藻藻藻体体体体死死死死亡亡亡亡后后后后分分分分解解解解(fnji)(fnji)会会会会使使使使水水水水体体体体产产产产生生生生霉霉霉霉味味味味和和和和臭臭臭臭味味味味。许许许许多多多多种种种种类类类类还还还还会会会会产产产产生生生生毒毒毒毒素素素素,并并并并通通通通过过
20、过过食食食食物物物物链链链链影影影影响响响响人人人人类类类类的的的的健健健健康康康康。随随随随着着着着工工工工农农农农业业业业生生生生产产产产的的的的增增增增长长长长,人人人人口口口口的的的的增增增增加加加加,含含含含磷磷磷磷洗洗洗洗涤涤涤涤剂剂剂剂和和和和农农农农药药药药、农农农农肥肥肥肥的的的的大大大大量量量量使使使使用用用用,近近近近年年年年来来来来水水水水体体体体磷磷磷磷污污污污染染染染日日日日益益益益加加加加剧剧剧剧。另另另另外外外外,也也也也导导导导致致致致了了了了沿沿沿沿海海海海海海海海域域域域曾曾曾曾多多多多次发生赤潮事件。次发生赤潮事件。次发生赤潮事件。次发生赤潮事件。二、微
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