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1、3 5 3 5 活性污泥反应器活性污泥反应器活性污泥反应器活性污泥反应器 1 1 1 1 曝气池分类曝气池分类曝气池分类曝气池分类 1 1 按混合液流态分 推流式 完全混合式 循环混合式 按混合液流态分 推流式 完全混合式 循环混合式 2 2 按平面形状分 长方形廊道 方型 环状跑道 按平面形状分 长方形廊道 方型 环状跑道 3 3 按曝气方式分 鼓风 机械表面曝气二者联合使用 按曝气方式分 鼓风 机械表面曝气二者联合使用 4 4 从曝气池与二沉池之间关系分 分建式 合建式 从曝气池与二沉池之间关系分 分建式 合建式 2 2 推流式曝气池推流式曝气池推流式曝气池推流式曝气池 1 1 特点 特点
2、 多为鼓风曝气 采用廊道式多为鼓风曝气 采用廊道式 2 2 构造构造 长宽比 长宽比L BL B 5 5 1010 宽深比宽深比B H 1B H 1 2 2 超高超高0 50 5 1 0m1 0m 纵向坡度纵向坡度2 10002 1000左右左右 曝气池采用淹没潜孔进水 出水采用溢流堰出水 曝气池的管道布置 空气管道 放空管道 中位管 道 消泡管道 3 完全混合式曝气池完全混合式曝气池 1 富营养化 富营养化 N P引起 藻类问题 滇池 太湖 引起 藻类问题 滇池 太湖 2 提高制水成本 提高制水成本 应用水 污水消毒时 增加投氯量 应用水 污水消毒时 增加投氯量 3 污水回用填塞管道 污水回
3、用填塞管道 NH3 N可促进设备中微生物的繁殖 可促进设备中微生物的繁殖 2 氮的存在形式氮的存在形式 1 有机氮 有机氮 2 氨态氮 氨态氮 NH3 N NH4 N 3 NO2 N NO3 N 4 N2 凯式氮凯式氮 3 6 生物脱氮除磷技术生物脱氮除磷技术 3 6 1 概述概述 1 氮磷污染的危害 氮磷污染的危害 3 常规二级处理技术的局限性 常规二级处理技术的局限性 合成代谢对氮磷的去处率低 水中氮磷过剩 合成代谢对氮磷的去处率低 水中氮磷过剩 生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮 生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮 生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨氮 生活污水中的氮主要形态是有机氮
4、和氨氮 有机氮占生活污水含氮量的有机氮占生活污水含氮量的有机氮占生活污水含氮量的有机氮占生活污水含氮量的4040 60 60 氨氮占氨氮占氨氮占氨氮占5050 60 60 亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占0 0 5 5 HOH 4y 2 n CO 5x n NOHC O 5 2 z 4 y x nnNHOHnC 22 n275 23zyx 式微生物细胞组织的化学 酶 一般城市污水的含氮量 一般城市污水的含氮量 TNTN 2020 85mg L85mg L 平均 平均40mg L40mg L 城市污水处理厂的排放标准 城市污水处理厂的排放标
5、准 TNTN 1515 20mg L 20mg L 一级一级A A B B 以微生物合成代谢消耗的以微生物合成代谢消耗的TN 5TN 5 15 mg L15 mg L 1 原理 3 6 2 氮的吹脱去除 PH 7时 以NH4 存在 PH 11时 90 NH3存在 2 脱氮塔 除氮的效果稳定 操作简便 容易控制 NH3二次污染 可回收 使用CaO易结垢 改用NaOH 水温下降时 效果差 脱氮塔技术的特点 1 NH3 H2ONH4 OH PH升高 去除NH3上升 T上升 去除NH3上升 活性污泥法的传统功能活性污泥法的传统功能 去除水中溶解性有机物去除水中溶解性有机物 N P只满足生理要求即可 因
6、此对二者去除率低 仅为只满足生理要求即可 因此对二者去除率低 仅为20 40 5 20 3 6 3 生物脱氮原理生物脱氮原理 NH4 2O2 NO3 H2O 2H NH4 3 2O2NO2 H2O 2H NO2 1 2O2NO3 硝化菌 亚硝化菌 2 硝化反应 硝化反应 1 氨化反应 与硝化反应 氨化反应 与硝化反应 1 氨化反应 氨化反应 RCHNH2COOH O2RCOOH CO2 NH3 氨化菌氨化菌 硝化菌属于硝化菌属于 化能自养菌 革兰氏染色阴性 以化能自养菌 革兰氏染色阴性 以CO2为碳源 从无机物氧化 中获得能量 为碳源 从无机物氧化 中获得能量 生长速率低 增长缓慢生长速率低
7、增长缓慢 3 硝化菌的特点 硝化菌的特点 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 有害物质 有害物质 重金属 有机物 络合物阳离子重金属 有机物 络合物阳离子 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
8、 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 50mg l PH 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 效率最高效率最高 硝化菌对环境条件的变化极为敏感 硝化菌对环境条件的变化极为敏感 4 硝化反应的控制指标 硝化反应的控制指标 污泥负荷污泥负荷NsNs kgBOD5 kgBOD5 kgMLSSkgMLSS d d 0 180 18 反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌 反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌 以 以NO3 N为电子受体 以有机碳为电子供体 为电子受体 以有机碳为电子供体 2 反应过程 反应过程 3 反硝化反应的控制
9、指标 反硝化反应的控制指标 BOD5 TN 3 5时 勿需外加时 勿需外加CH3OH 当当BOD5 T N8 或 或PH 6 反硝化速率下降 反硝化速率下降 碳源 碳源 有机物 有机物 PH值值 1 反硝化菌的特点 反硝化菌的特点 反硝化反应反硝化反应 缺氧条件下 缺氧条件下 NO3 N和和NO2 N在反硝化菌的作用下 还原成气态 在反硝化菌的作用下 还原成气态N2的过程 的过程 2 反硝化反应 反硝化反应 OHOHCONOHCHNO675356 22233 硝酸还原菌 0 5mg l以下 厌氧 好氧交替的环境 如存在氧 会抑制反硝化菌 体内硝酸盐还原酶的合成 或氧成为电子受体阻碍硝酸氮的还原
10、 以下 厌氧 好氧交替的环境 如存在氧 会抑制反硝化菌 体内硝酸盐还原酶的合成 或氧成为电子受体阻碍硝酸氮的还原 O与与 NO3 N 竞争 但另一方面 某些酶系统还需有氧才能合成 但另一方面 某些酶系统还需有氧才能合成 温度 温度 最适宜的温度是最适宜的温度是20 40 低于 低于15 时代谢速率下降 时代谢速率下降 冬季低温季节 冬季低温季节 提高提高SRT 降低负荷率 从而提高污水的 降低负荷率 从而提高污水的HRT 溶解氧 溶解氧 C C N N1g 1g NO3 N 还原为还原为N2 需要有机物2 86g BOD5 CODCOD TNTN 8 8 S S BOD5BOD5 NOxNOx
11、 N N 4 4 碱度反硝化产生碱度 碱度反硝化产生碱度 还原还原还原还原1mgNO31mgNO3 N N生成生成生成生成3 57g3 57g碱度碱度碱度碱度 硝化硝化硝化硝化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 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
12、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 OO 2 2 OO 2 2 OO 2 2 NONO 3 3 NONO 2 2 溶解氧溶解氧溶解氧溶解氧 1 1 2mg l2mg 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0 0 0 5mg l0 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
13、氧化氧化氧化1mg NH1mg NH 4 4 NN 需要需要需要需要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1mgNO1mgNO 3 3 N N0N N0 2 2 NN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1mg1mg有机物有机物有机物有机物 BOD BOD 5 5 需氧需氧需氧需氧2mg2mg 氧化氧化氧化氧化1mg NH1mg NH 4 4 NN 需氧需氧需氧需氧3 43mg3 43mg 氧化氧化氧化氧化1mgNO1mgNO 2 2 N N 需需需需 氧氧氧氧1
14、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NONO 3 3 N 0 35mg N0N 0 35mg N0 2 2 N0 58mgN0 58mg 以提 以提 以提 以提 供化合态的氧供化合态的氧供化合态的氧供化合态的氧 最适最适最适最适pHpH值值值值6 6 8 87 7 8 58 56 6 7 57 56 6 8 8 最适温度最适温度最适温度最适温度 1515 2525 3030 3030 3434 3737 增殖速度增殖速度增殖速度增殖速度 d d 1 1 1 21 2 3 53 50 210 21 1 081 080 280
15、 28 1 441 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 1 2 51 2 5 分解速度分解速度分解速度分解速度 7070 870mg 870mg BOD gMLSSBOD gMLSS h h 7mg NH7mg NH 4 4 N N gMLSSh gMLSSh 0 020 022 2 8mg8mg NONO 3 3 N N gMLSSgMLSS h h 产率产率产率产率 16 16 CHCH 3 3 OH gCOH gC 5 5 HH 7 70 02 2 NN 0 040 04 0 13 mg SS 0 13 mg SS mg NHmg NH 4 4 NN 0 020
16、 02 0 07 mg 0 07 mg VSS mg N0VSS mg N0 2 2 NN 16 CH16 CH 3 3 OH gCOH gC 5 5 HH 7 7 OO 2 2 NN 8 8 反硝化反硝化反硝化反硝化 生物脱氮反应过程各项生化反应特征生物脱氮反应过程各项生化反应特征 1 活性污泥传统三级和二级脱氮工艺 活性污泥传统三级和二级脱氮工艺 氨化 由三个反应过程建立硝化 反硝化 氨化 由三个反应过程建立硝化 反硝化 3 6 4 生物脱氮技术生物脱氮技术 一级一级 曝气池 去除曝气池 去除 COD BOD BOD 15 20mg l 有机氮转化为有机氮转化为 NH3NH4 二级二级 硝化曝气池 硝化曝气池 NH3 NH4 生成生成NO3 N 碱度下降 碱度下降 三级三级 反硝化池反硝化池 投甲醇时 缺氧运行 投甲醇时 缺氧运行 1 流程说明 流程说明 2 优缺点 去除效果好 各类菌类环境条件好 设备多 造价高 能耗大 优缺点 去除效果好 各类菌类环境条件好 设备多 造价高 能耗大 改进的二级生物脱氮系统改进的二级生物脱氮系统 BOD去除和硝化两个反应合并去除和硝化两个反应合并
