硝化菌将污水中的氨氮转化成为硝酸盐课件

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1、2024/5/211河北科技大学环境科学与工程学院第八章第八章城市污水的深度处理城市污水的深度处理2023/8/31河北科技大学环境科学与工程学院第八章2024/5/212河北科技大学环境科学与工程学院第一节第一节 概述概述 城市污水经传统的二级处理以后，绝大部分悬浮固体和溶解性、胶溶性的有机物被去除，应达到相关的标准要求。随着不断发展的环境保护和水资源利用的需要，国家相关的新标准不断出台。目前，常用的标准有：（1）污水综合排放标准GB89781996（2）城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002（3）城市污水再生利用 城市杂用水 水质GB/T18920-20022023/8/3

2、2河北科技大学环境科学与工程学院第一节 2024/5/213河北科技大学环境科学与工程学院基本控制项目基本控制项目一级标准一级标准二级标准二级标准三级标准三级标准A 标准标准B 标准标准化学需氧量（化学需氧量（COD）5060100120生化需氧量（生化需氧量（BOD5）10203060悬浮物（悬浮物（SS）10203050总氮总氮（以（以N 计）计）1520氨氮（以氨氮（以N 计）计）5（8）8（15）25（30）总磷总磷（以（以P 计）计）2005 年年12 月月31 日日前建设的前建设的11.5352006 年年1 月月1 日起日起建设的建设的0.5135注：下列情况下按去除率指标执行：

3、当进水COD 大于350mg/L 时，去除率应大于60%；BOD 大于 160mg/L 时，去除率应大于50%。括号外数值为水温120C 时的控制指标，括号内数值为水温120C 时的控制指标城镇污水处理厂污染物排放标准城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002GB18918-20022023/8/33河北科技大学环境科学与工程学院基本控制项目2024/5/214河北科技大学环境科学与工程学院第一节第一节 概述概述城镇污水处理厂污染物排放标准 要求 出水氨氮为 5（8）mg/L（一级A）和 8（12）mg/L（一级B）；总磷0.5 mg/L（一级A）,1.0 mg/L（一级B）(括号内

4、数值为水温 12)城市污水再生利用 城市杂用水水质 要求景观环境用水的再生水水质 氨氮5 mg/L，总磷0.5 mg/L。2023/8/34河北科技大学环境科学与工程学院第一节 5补充：标准分级补充：标准分级：1.一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求。当污水处理厂出水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的A标准。2.城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水类功能水域(划定的饮用水水源保护区和游泳区除外）、GB3097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B标准。3.城镇污水处理厂出水排入GB3838地表水、类功能水域或GB

5、3097海水三、四类功能海域，执行二级标准。5补充：标准分级：1.一级标准的A标准是城镇污水处理厂出水作2024/5/216河北科技大学环境科学与工程学院第一节第一节 概述概述当污水处理的出流标准是某些特定的污染物时，则处理工艺常称为深度处理。例如为了防止水体水质富营养化，出流污水需进行脱氮除磷。若是全面提高出水水质，则可称为三级处理2023/8/36河北科技大学环境科学与工程学院第一节 2024/5/217河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮2023/8/37河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/218河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮废水

6、中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。在生活污水中，主要含有有机氮和氨态氮，它们均来源于人们食物中的蛋白质。除氮方式化学法除氮 生物法脱氮2023/8/38河北科技大学环境科学与工程学院第二节 除2024/5/219河北科技大学环境科学与工程学院1.化学法除氮主要用于工厂内部治理：吹脱法折点加氯法 离子交换法 第二节第二节 除除 氮氮2023/8/39河北科技大学环境科学与工程学院1.化学法2024/5/2110河北科技大学环境科学与工程学院（1）吹脱法废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：NH3+H2O NH4+OH这一平衡受pH值的影响，pH为10.5-11.5时，因

7、废水中的氨呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。吹脱过程包括将废水的pH值提高至10.5-11.5，然后曝气，这一过程在吹脱塔中进行，塔的构造如小图所示。第二节第二节 除除 氮氮2023/8/310河北科技大学环境科学与工程学院（1）吹脱2024/5/2111河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮2023/8/311河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2112河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮 该过程受温度的影响较大，随温度的降低，为达到同样处理效果所需的空气量迅速增加，见图18-22023/8/312河北科技大学环境科学与工程学院第二节

8、2024/5/2113河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮（2）折点加氯法 含氨氮的水加氯时，有下列反应：Cl2+H2O HOCl+H+ClNH4+HOCl NH2Cl+H+H2ONH4+2HOCl NHCl2+H+2H2O2NH4+3HOCl N2 +5H+3Cl+3H2O 在净水工程中，称氯胺为化合余氯，次氯酸为余氯，均有杀菌作用。图183示含氨氮水的加氯曲线。图中余氯曲线出现A、B二个转折点。A点称峰点，A点前余氯基本上是氯胺，B点称折点，折点后余氯基本上是自由氯(游离氯)。加氯脱氮时采用的加氯量应以折点相应的加氯量为准。2023/8/313河北科技大学环境科学与工程学

9、院第二节 2024/5/2114河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮2023/8/314河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2115河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮（3）离子交换法 用离子交换法去除氨氮时，常用天然的离子交换剂，如沸石等。与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且可用石灰再生。采用合成树脂，预处理工序和再生系统均较复杂，且树脂寿命短，应用上受到一定的限制。RNa+NH4+RNH4+Na+常用的离子交换剂有：沸石、合成树酯等。2023/8/315河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2116河北科技大学环境科学与

10、工程学院2.生物法脱氮 在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。第二节第二节 除除 氮氮2023/8/316河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法2024/5/2117河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法脱氮（1）氨化反应 第二节第二节 除除 氮氮2023/8/317河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法2024/5/2118河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法脱氮（2）硝化反应 第二节第二节 除除 氮氮NH4+2O2 NO3-+H2O+2H+-F（F=351kj）NH4+3/2O2 NO2-+H2O+2H+-（F=278.

11、42kj）NO2-+1/2O2 NO3-F（F=72.27kj)硝化菌亚硝化菌2023/8/318河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法2024/5/2119河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法脱氮（1）氨化反应 第二节第二节 除除 氮氮氧化脱氨基水解脱氨基还原脱氨基2023/8/319河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法氨态氮NH3及NH4+等硝酸盐氮NO3-N1g氨氮氧化需氧4.57gNO2-N亚硝酸盐氮亚硝化菌硝化菌需氧3.43g需氧1.14g硝化反应是产酸过程第二节第二节 除除 氮氮（2)硝化反应 氨态氮NH3及NH4+等硝酸盐氮NO3-N1g氨氮氧化需氧4氮的氧化还原态-铵

12、离子NH4+-羟胺NH2OH0+硝酰基NOH+亚硝酸盐NO2-+硝酸盐NO3-Nutrisimonas亚硝化菌Nitrobacter硝化菌硝化反应过程中氮的转化及价态的变化-铵离子NH4+-羟胺NH2OH0+2024/5/2122河北科技大学环境科学与工程学院亚硝化菌和硝化菌的基本特征 第二节第二节 除除 氮氮 项 目亚硝化菌硝化菌细胞形状椭球或棒状椭球或棒状细胞尺寸（m）11.50.51.0革兰氏染色阴性阴性世代期（h）8361259自养性专性兼性需氧性严格好氧严格好氧最大比增长速率mh-10.040.080.020.06产率系数Y(mg细胞/基质mg)0.040.130.020.07饱和常

13、数K（mg/L）0.63.60.31.72023/8/322河北科技大学环境科学与工程学院亚硝化菌和2024/5/2123河北科技大学环境科学与工程学院影响硝化的因素: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;硝化菌属于化能硝化菌属于化能自养菌，革兰氏染色阴性，可生芽孢的短杆状细菌自养菌，革兰氏染色阴性，可生芽孢的短杆状细菌溶解氧溶解氧 氧是电子受体，氧是电子受体，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）,一般碱度不低于一般碱度不低于50

14、mg/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,效率效率最高最高 第二节第二节 除除 氮氮2023/8/323河北科技大学环境科学与工程学院影响硝化的2024/5/2124河北科技大学环境科学与工程学院影响硝化的因素: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抑制物质抑制物质 重金属重金属 高浓度高浓度NH4+N

15、，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 第二节第二节 除除 氮氮2023/8/324河北科技大学环境科学与工程学院影响硝化的2024/5/2125河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法脱氮（3）反硝化反应 第二节第二节 除除 氮氮反硝化反应反硝化反应指指NO3N和和NO2N在反硝化菌在反硝化菌的作用下，还原成气态的作用下，还原成气态N2的过程。的过程。2023/8/325河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法2024/5/2126河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法脱氮（3）反硝化反应 第二节第二节 除除 氮氮反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌；以NO3N为电子

16、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。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2023/8/326河北科技大学环境科学与工程学院2.生物法2024/5/2127河北科技大学环境科学与工程学院生物脱氮反应过程各项生化反应特征 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

17、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

18、2OO2 2OO2 2NONO3 3-NO NO2 2-溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧12mg/l12mg/l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需需需需要要要要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

19、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686878.578.567.5

20、67.56868最适温度最适温度最适温度最适温度1525 1525 =1.01.04 =1.01.04 30 30 =1.1=1.130 30 =1.1=1.13437 3437 =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/(gMLSS

21、h)/(gMLSSh)0.020.0228mg28mgNONO3 3-N/(gMLSSN/(gMLSS h)h)产率产率产率产率16%16%CHCH3 3OH/gCOH/gC5 5HH7 70 02 2N N0.040.13 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 7OO

22、2 2N N8 82023/8/327河北科技大学环境科学与工程学院生物脱氮反2024/5/2128河北科技大学环境科学与工程学院3.生物法脱氮工艺（1）三段生物脱氮 第二节第二节 除除 氮氮2023/8/328河北科技大学环境科学与工程学院3.生物法Three-Stage biological nitrogen remival(Barth)configuration第二节第二节 除除 氮氮Three-Stage biological nitroge2024/5/2130河北科技大学环境科学与工程学院3.生物法脱氮工艺（1）三段生物脱氮 第二节第二节 除除 氮氮“一级”曝气池：去除 COD、B

23、OD，BOD90%TN Load Reduces Oxygen and Power Demands(25%Reduction)Reduces Carbon Demands(40%Reduction)Significant Space Savings2023/8/334河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2135河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮4 脱氮新理论（2）厌氧氨氧化 ANAMMOX(ANaerobic AMMonium Oxidation)工艺基本原理：在厌氧条件下，以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，将氨氮氧化成氮气，或者说利用氨作为电子供体，将亚硝酸

24、盐或硝酸盐还原成氮气 2023/8/335河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2136河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮4 脱氮新理论（2）厌氧氨氧化 ANAMMOX工艺 2023/8/336河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2137河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮4 脱氮新理论（3）亚硝酸型完全自养脱氮 CANNON工艺基本原理：先将氨氮部分氧化成亚硝酸盐氮，控制NH4+与NO2-比例为1:1，然后通过厌氧氨氧化作为反硝化实现脱氮的目的 自养的好氧亚硝化反应结合自养的厌氧氨氧化反应，无需有机碳源，对氧的消耗比传统的硝

25、化/反硝化减少62.5%，同时减少碱消耗量和污泥生成量2023/8/337河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2138河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮（4）脱氮理论比较 2023/8/338河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2139河北科技大学环境科学与工程学院第二节第二节 除除 氮氮（4）脱氮理论比较 2023/8/339河北科技大学环境科学与工程学院第二节 2024/5/2140河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷2023/8/340河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2141河北科技大学环境科学与工

26、程学院第三节第三节 除除 磷磷v磷的主要来源：粪便、洗涤剂和某些工业废水v存在方式：以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷等形式溶解于水中v富营养化的限制因素:P0.5mg/l，促进富营养化；P0.5mg/l，能控制藻类的过度生长；P低于0.05mg/l时，藻类几乎停止生长v去处方法：通过物理、化学或生物方法使溶解的磷化合物转化为固体形态后予以分离；分为物理法，化学法及生物法三大类。物理法因成本过高、技术复杂而很少应用。2023/8/341河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2142河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷 磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生

27、长的重要元素。磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。2023/8/342河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2143河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷化学除磷法化学除磷法-混凝沉淀和晶析法除磷混凝沉淀和晶析法除磷生物除磷法生物除磷法设想是由设想是由GreenburygGreenburyg于于19551955年提年提出的，出的，6060年代人们对上述方法广泛应用。年代人们对上述方法广泛应用。v化学除磷化学除磷法法-投加化学物质如铝盐、铁盐、石灰等，同

28、水投加化学物质如铝盐、铁盐、石灰等，同水中的中的PO43-反应生成沉淀。反应生成沉淀。该法去除率较高，处理结果稳定，无二次污该法去除率较高，处理结果稳定，无二次污染，但污泥量较大。染，但污泥量较大。2023/8/343河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2144河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷1.1.生物除磷原理生物除磷原理生物除磷生物除磷就是利用聚磷菌一类的的微生物，能够过就是利用聚磷菌一类的的微生物，能够过量的，在数量上超过其生理需要，从外部摄取磷，并量的，在数量上超过其生理需要，从外部摄取磷，并将磷以聚合形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出将磷以聚合

29、形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从废水中除磷的效果。系统外，达到从废水中除磷的效果。（）好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收）（）好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收）ADP+HADP+H3 3POPO4 4+能量能量 ATP+HATP+H2 2O O（2 2）厌氧释放）厌氧释放厌氧条件下（厌氧条件下（DO=0DO=0，NONO3 3-=0=0），），ATP+HATP+H2 2O ADP+HO ADP+H3 3POPO4 4+能量能量上述两反应为可逆反应上述两反应为可逆反应2023/8/344河北科技大学环境科学与工程学院第三节 厌氧厌氧厌氧厌氧能量能量 厌氧厌氧厌氧厌氧部分供部分供部分供

30、部分供聚磷菌聚磷菌聚磷菌聚磷菌生存，部分供生存，部分供生存，部分供生存，部分供聚磷菌主动吸聚磷菌主动吸聚磷菌主动吸聚磷菌主动吸收乙酸苷收乙酸苷收乙酸苷收乙酸苷 聚磷菌聚磷菌聚磷分解聚磷分解放出无机磷放出无机磷释放磷后释放磷后 的聚磷菌的聚磷菌有机物有机物乙酸苷乙酸苷PHBPHBPHB：聚：聚羟基酸盐羟基酸盐厌氧能量 厌氧部分供聚磷菌生存，部分供聚磷菌主动吸收乙酸苷 聚磷菌聚磷菌聚磷菌聚磷菌 PHB增殖增殖 主动吸收磷酸盐主动吸收磷酸盐 供聚磷菌增殖供聚磷菌增殖和主动吸收污和主动吸收污水中的磷酸盐水中的磷酸盐以聚磷的形式以聚磷的形式积聚于体内积聚于体内 好氧分解好氧分解 能量能量 PHB：聚：聚

31、羟基酸盐羟基酸盐聚磷菌 PHB增殖 主动吸收磷酸盐 供聚磷菌增殖和主动吸收污2024/5/2147河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷2023/8/347河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2148河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷2.生物除磷的影响因素n溶解氧 厌氧段控制在0.2mg/l以下，好氧段控制在2mg/l左右；n厌氧区硝态氮n温度 其影响不如生物脱氮过程明显，530 的范围内效果均可；npH值 6-8范围内比较稳定；nBOD负荷和有机物性质 BOD/TP要大于15，才能保证聚磷菌有足够的基质需求；n污泥龄 一般控制在3.57天，

32、厌氧段的停留时间不宜过长。2023/8/348河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2149河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷3.生物除磷工艺（1）弗斯特利普工艺）弗斯特利普工艺工艺过程工艺过程l含磷废水进入曝气池同步进入的还有聚磷菌污泥，聚含磷废水进入曝气池同步进入的还有聚磷菌污泥，聚磷菌过量地摄取磷，去除有机物，还能出现硝化作用；磷菌过量地摄取磷，去除有机物，还能出现硝化作用；l从曝气池流出的混合也，进入沉淀池，在这里进行泥从曝气池流出的混合也，进入沉淀池，在这里进行泥水分离，含磷污泥沉淀，上清液排放；水分离，含磷污泥沉淀，上清液排放；l含磷污泥进入除磷池

33、含磷污泥进入除磷池l含磷上清液进入混合池，投加石灰，化学除磷；含磷上清液进入混合池，投加石灰，化学除磷；2023/8/349河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2150河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷3.生物除磷工艺（1）A/O法A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统2023/8/350河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2151河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷3.生物除磷工艺（1）A/O法 为了使微生物在好氧池中易于吸收磷，溶解氧应维持在2mgL以上，pH值应控制在78之间。磷的去除率

34、还取决于进水中的BOD5与磷浓度之比。据报道，如果这一比值大于10:1，出水中磷的浓度可在1mg/L左右。由于微生物吸收磷是可逆的过程，过长的曝气时间及污泥在沉淀池中停留时间过长都有可能造成磷的释放。2023/8/351河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2152河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷3.生物除磷工艺（2）弗斯特利普（）弗斯特利普（Phostrip Phostrip）工艺）工艺工艺特点工艺特点l出水含磷量低于出水含磷量低于1mg/l；lSVI值小于值小于100，丝状菌难于增值，污泥不膨胀；，丝状菌难于增值，污泥不膨胀；l可根据可根据BOD/P调节

35、回流污泥与混凝污泥的比例。调节回流污泥与混凝污泥的比例。2023/8/352河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2153河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 除除 磷磷2023/8/353河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2154河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷2023/8/354河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2155河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷 脱氮脱氮除磷工艺脱氮脱氮除磷工艺,主要有主要有A/O工艺，改工艺，改进的进的Bardenpho工艺、工艺、UCT

36、工艺和工艺和SBR工艺工艺 2023/8/355河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2156河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷 A2/O(A-A-O)(Anaerobic-Anoxic-Oxic)法法 厌氧段：释放磷，氨化厌氧段：释放磷，氨化 缺氧段：脱氮缺氧段：脱氮 好氧段：去除有机物、硝化、吸收磷好氧段：去除有机物、硝化、吸收磷2023/8/356河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2157河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷 A2/O(A-A-O)(Anaerobic-Anoxic-Oxic

37、)法 厌氧段：释放磷，氨化;缺氧段：脱氮;好氧段：去除有机物、硝化、吸收磷。在原来AO工艺的基础上，嵌入一个缺氧池，并将好氧池中的混合液回流到缺氧池中，达到反硝化脱氮的目的，这样厌氧一缺氧一好氧相串联的系统能同时除磷脱氮。简称A2O工艺2023/8/357河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2158河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷进水进水沉淀池沉淀池厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池剩余污泥剩余污泥出水出水污泥回流污泥回流进进气气管管内回流内回流内回流内回流2023/8/358河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2159河北

38、科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷改进的Bardenpho工艺 改进的Bardenpho工艺由四池串联，即缺氧一好氧一缺氧池一好氧池。类似二级AO工艺串联。第二级AO的缺氧池基本上利用内源碳源进行脱氮，最后的曝气池可以吹脱氨氮，提高污泥的沉降性能。为了提高除磷的稳定性，在Bardenpho工艺流程之前增设一个厌氧池，以提高污泥的磷释放效率。只要脱氮效果好，那么通过污泥进入厌氧池的硝酸盐是很少的，不会影响污泥的放磷效果，从而使整个系统达到较好的脱氮除磷效果。2023/8/359河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2160河北科技大学环境科学与工程学院

39、第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷改进的Bardenpho工艺 2023/8/360河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2161河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷UCT工艺 在改进的Bardenpho工艺中，由于二沉池回流污泥中很难避免有一些硝酸盐回流到流程前端的厌氧池，从而影响除磷效果；为此，UCT工艺将二沉池的回流污泥回流到缺氧池，污泥中携带的硝酸盐在缺氧池中反硝化脱氮。同时为弥补厌氧池中污泥的流失，增设缺氧池至厌氧池的污泥回流。这样厌氧池可免受硝酸盐的干扰。2023/8/361河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/216

40、2河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷UCT工艺 厌氧池 厌氧发酵菌将污水中的可生物降解的大分子有机物转化为VFA这类分子量较低的发酵中间产物。聚磷菌利用其合成自身的细胞质，大量繁殖。缺氧池反硝化细菌利用好氧区中回流液中的硝酸盐以及污水中的有机基质进行反硝化，达到同时除磷脱氮的效果。好氧池好氧池聚磷菌在利用污水中残聚磷菌在利用污水中残留的有机基质的同时，留的有机基质的同时，主要通过分解其体内贮主要通过分解其体内贮存的存的PHBPHB所放出的能量维所放出的能量维持其生长，同时过量摄持其生长，同时过量摄取环境中的溶解态磷。取环境中的溶解态磷。硝化菌将污水中的氨氮硝化

41、菌将污水中的氨氮转化成为硝酸盐。转化成为硝酸盐。2023/8/362河北科技大学环境科学与工程学院第三节 2024/5/2163河北科技大学环境科学与工程学院第三节第三节 生物脱氮除磷生物脱氮除磷SBR工艺 SBR工艺是将除磷脱氮的各种反应，通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成。如进水后进行一定时间的缺氧搅拌，好氧菌将利用进水中携带的有机物和溶解氧进行好氧分解，此时水中的溶解氧将迅速降低甚至达到零，这时厌氧发酵菌进行厌氧发酵，反硝化菌进行脱氮；然后停止搅拌一段时间，使污泥处于厌氧状态，聚磷菌放磷；接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌吸磷，经一定反应时间后，停止曝气，进行静止沉淀，当污泥沉淀下来后，撇出上部清水，而后再放人原水，如此周而复始。研究表明，SBR工艺可取得很好的脱氮除磷效果。自动控制系统的完善，为SBR的应用提供了物质基础。SBR是间歇运行的，为了连续进水，至少需设置二套SBR设施，进行切换。2023/8/363河北科技大学环境科学与工程学院第三节