废水生物脱氮除磷原理.ppt

水污染控制原理学习内容：1、废水生物脱氮除磷原理2、化学动力学3、反应器4、活性污泥反应动力学水体富营养化“水华”和“赤潮”第一讲废水生物脱氮除磷原理排放标准：氨氮＜15mg/L（TN＜15mg/L或10mg/L）；BOD＜20mg/L；TP＜1mg/L；1.1废水生物脱氮机理蛋白质是氨基酸通过肽键结合的高分子化合物，氨基酸是羧酸分子中羟基上的氢原子被氨基(-NH2)取代后的生成物，可用通式RCHNH2COOH表示。在脱氨基酶作用下，脱氨基后的氨基酸可以进入三羧酸循环，参与各种合成代谢和分解代谢。脱氨基作用反应式为有氧条件下RCHNH2COOH+O2RCOOH+CO2+NH3（氧化脱氨基）缺氧条件下RCHNH2COOH+H2ORCH2OCOOH+NH3（水解脱氨基）RCHNH2COOH+2HRCH2COOH+NH3（还原脱氨基）CH2OHCHNH2COOHCH3COCOOH+NH3（脱水脱氨基）RCHNH2COOH+R’CHNH2COOH+H2ORCOCOOH+R’CH2COOH+2NH3（氧化还原脱氨基）CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3(NH4)2CO32NH3+CO2+H2O生物硝化过程硝化反应:NH4++1.5O2NO2-+2H++H2O+(240~350kJ/mol)(1.1)NO2-+0.5O2NO3-+(65~90kJ/mol)(1.2)方程式(1.1)、(1.3)、(1.4)均有H+生成，平衡左移，水中pH值下降。综合考虑方程式(1.5)，则方程式(1.1)、(1.3)、(1.4)分别变为：NH4++1.5O2+2HCO3-NO2-+2H2CO3+H2O(1.6)13NH4++23HCO3-8H2CO3+10NO2-+3C5H7NO2+19H2O(1.7)NH4++10NO2-+4H2CO3+HCO3-10NO3-+C5H7NO2+3H2O（1.8)已知：亚硝化细菌产率系数硝化细菌产率系数则根据上述方程得出氨氮氧化、亚硝酸盐氧化和新细胞合成的总反应式为：若不考虑硝化过程中硝化菌的增值，通过对上述反应过程的物料衡算，可以计算出氧化1gNH4+-N为NO2--N耗氧3.43g，氧化1gNO2--N为NO3--N耗氧1.14g，所以氧化1gNH4+-N为NO3--N共耗氧4.57g。亚硝化反应和硝化反应还会消耗水中的重碳酸盐碱度，约合7.14gCaCO3/gNH4+-N。生物硝化反应动力学NH4+-N氧化速率直接与亚硝酸菌的增长速率有关，而亚硝酸菌的增长速率又与亚硝酸菌的产率系数有关。NH4+-N硝化速率与亚硝酸菌增长速率之间的关系可以表示为在稳态运行情况下，系统中每日排出生物固体量等于微生物增殖的数量，因此，泥龄与微生物增长速率的关系可以表示为：生物硝化过程的环境因素在活性污泥系统中，硝化菌占活性污泥微生物中的比例很小，约占5％左右，这是因为与异养型细菌相比，硝化菌的产率低、比增长速率小。硝化菌产生量与活性微生物产生量的比值与城市污水BOD5／TKN比值的关系可用下式表示，即2在硝化反应中，温度对亚硝酸菌的最大比增长速率值的影响可表示为34Downing提出，当pH值低于7.2时，亚硝酸菌比增长速率与pH值关系式为生物反硝化过程反硝化反应中氮元素的转化及其生物化学过程可表示为：如果污水中碳源有机物不足时，应补充投加易于生物降解的碳源有机物。以甲醇为例，则：如果水中含有NO2--N，则发生的反应为：生物反硝化反应动力学对于反硝化过程，泥龄和反硝化菌净比增长速率之间的关系为考虑到反硝化菌的内源代谢使反硝化菌的净增长速率低于表观增长速率，泥龄与NO3--N去除速率的关系可以表示为Barnard等在处理城市污水的研究中发现，根据不同的有机碳源，反硝化过程存在三种不同的反应速率：Ekama和Marais给出了上述三个阶段反硝化速率qD(n)的计算公式为生物反硝化反应过程环境影响因素2溶解氧有毒物质反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化菌低得多。1.2废水生物除磷机理聚磷菌的厌氧释磷作用聚磷菌的好氧聚磷作用最新研究废水生物除磷的影响因素厌氧区的硝态氮溶解氧