废水脱氮除磷.ppt

环境生物技术第八章废水的脱氮除磷第一节水体富营养化的概念、危害及控制方法
第二节氮素循环
第三节微生物脱氮原理及工艺
第四节微生物除磷原理及工艺第一节水体富营养化的概念、危害及控制方法水体出现富营养化现象时，由于浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华。太湖美景2007年5月底至6月初，江苏无锡发生了震惊中外的太湖蓝藻污染饮用水源事件，无锡市70%的自来水被污染，200万人的生活用水受到了影响，造成了严重的社会影响。主要是由于水源地附近蓝藻大量堆积，厌氧分解过程中产生了大量的NH3、硫醇、硫醚以及硫化氢等异味物质。蓝藻是藻类生物，又叫蓝绿藻；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫枯藻。在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。第二节氮素循环一、氮的存在形式及其来源
氮以有机氮和无机氮两种形态存在于水体中。
1.有机氮
蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等。
来源：生活污水、
农业废弃物（植物秸秆、牲畜粪便等）、
工业废水（食品加工、印染、制革、食品加工等）2.无机氮
氨氮、亚硝态氮和硝态氮、氮气。
来源：有机氮的微生物分解
农田排水
工业废水（炼焦、化肥）2.氮污染的危害3.氮素循环缺氧一些基本概念污水中，含氮化合物主要是以有机氮，如蛋白质、尿素、胺类化合物、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：总反应式为：氨氧化菌（亚硝化细菌）亚硝酸氧化（硝化）菌硝化反应的环境条件：3.3反硝化过程NO2-+3H(电子供体－有机物）½N2+H2O+OH-

NO3-+5H(电子供体－有机物）½N2+2H2O+OH-

反硝化过程产生部分碱度，但同时需要有机物，如果污水中没有足够的有机物，一般投加甲醇。3.4厌氧氨氧化3.5好氧反硝化
好氧反硝化菌(aerobicdenitrlfier)是利用好氧反硝化酶的作用，在有氧条件下进行反硝化作用的一类反硝化菌。

好氧反硝化菌主要存在于假单胞菌属（Pseudomonas）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、副球菌属（Paracoccus）和芽孢杆菌属（Bacillus）等，是一类好氧或兼性好氧、以有机碳作为能源的异养硝化菌。与厌氧反硝化菌的反硝化相比，好氧反硝化菌的反硝化的特征为：
一般好氧反硝化菌的反硝化的主要产物是N2O，而厌氧反硝化菌的反硝化则主要产生N2以及少量的N2O和NO。
能在好氧条件下进行反硝化，使其与硝化能够同时进行。
可将铵态氮在好氧条件下直接转化成气态产物。
好氧反硝化菌的反硝化中，NO3-、O2均可作为电子最终受体，除去NO3-的同时还消耗了O2。
催化好氧反硝化菌的反硝化的硝酸盐还原酶是周质酶而不是膜结合酶。

传统生物脱氮过程：
NH4+NO2-NO3-NO2-N2

短程消化反硝化过程：
NH4+NO2-N2
第三节微生物脱氮原理及工艺生物脱氮的工艺流程，根据细菌在系统中存在的状态可分为悬浮污泥系统和膜系统两大类。
悬浮污泥系统又可分为去碳、硝化、反硝化结合的单级污泥系统以及去碳、硝化、反硝化相分隔的多级污泥系统。
根据脱氮时所用的碳源，还可将其细分为两类：内碳源和外加碳源。(一)悬浮污泥系统
悬浮污泥系统可分为以下几种类型：
1．悬浮多级污泥内碳源系统
2．悬浮多级污泥外加碳源系统
3．悬浮单级污泥内碳源系统
4．悬浮单级污泥外加碳源系统活性污泥传统脱氮工艺（3级活性污泥法流程）2级活性污泥脱氮系统单级活性污泥脱氮系统
缺氧—好氧活性污泥法脱氮系统（Anoxic/Oxic法）（1）反硝化反应器在前，BOD去除、硝化两项反应的综合反应器在后；
（2）反硝化反应以原废水中的有机物为碳源；
（3）硝化液回流；
（4）反硝化反应过程产生的碱度可补偿硝化反应消耗碱度的一半左右；
（5）流程简单，不需外加碳源。脱氮工艺的影响因素研究表明，硝化细菌经过一段时间驯化后，低pH值比突然降低pH值的影响小得多。
经过驯化，硝化反应可在低pH值(如5.5)条件下进行。
但突然降低pH值(如由7.2降到5.8)，会使硝化反应速度骤降。当pH值升高后，硝化反应速度又会很快地恢复。2．温度
温度对硝化反应速度的影响很大,见下图(活性污泥硝化系统中)3．溶解氧
溶解氧浓度影响硝化反应速度和硝化细菌的生长速度，如下图所示。

溶解氧对硝化速率的影响硝化过程的溶解氧浓度，一般建议应维持在1.0mg/L-2.0mg/L；

溶解氧对反硝化脱氮有抑制作用，其机制为阻抑硝酸盐还原酶的形成或