当前课程知识点:水污染控制工程 > 第八章 活性污泥处理技术 > 8-6 生物脱氮技术 > Video
大家好
面对水体富营养化污染问题
从80年代初开始
许多新建
改建的污水处理厂都采用了
生物脱氮以及生物和化学除磷工艺
本章内容就去除水体氮
磷的技术做一些介绍
这堂课先介绍脱氮技术
未经处理的原污水中
含氮化合物主要存在着有机氮和无机氮
有机氮有蛋白质
氨基酸
尿素
胺类化合物
硝基化合物等
无机氮主要为氨态氮
在生物处理过程中
脱氮的方法主要有
细胞增殖合成含氮有机物脱氮
和生物反硝化作用转化脱氮
合成脱氮方式进行除氮的效果
非常有限
现主要采用过反硝化作用
其脱氮过程为
氨化菌可利用有机氮化合物
作为氮源
同时将其分解代谢为
氨氮
此过程即是氨化反应
或氨化作用
在有氧环境中
亚硝酸菌将氨氮氧化成氧化为亚硝酸盐氮
然后亚硝酸氮
在硝酸菌作用下
氧化为硝酸盐氮
此过程称为硝化作用
亚硝酸菌和硝酸菌
统称为硝化菌
硝酸盐可被反硝化菌吸收
可将硝酸还原成气态氮
即实现了废水中氮的去除
这个过程称为反硝化作用
转化脱氮过程需要多种微生物共同参与
那么
这些微生物对环境的要求是怎样呢
环境中绝大多数异养型微生物
都具有分解蛋白质
释放出氨的能力
其中细菌是氨化作用的
主要菌群
氨化作用无论在好氧
还是厌氧条件下
中性
碱性还是酸性环境中
都能进行
只是作用的微生物种类不同
强弱不一
硝化菌为化能自养型细菌
对环境变化很敏感
因而硝化作用是生物脱氮的关键阶段
一般系统的泥龄
至少应为硝化菌最小世代时间的2倍以上
硝化菌适宜在中性
偏碱性的环境当中
适宜温度范围在
20~30℃的环境下生长
硝化反应要耗去大量的氧
将1mol氨转化为1mol的硝酸盐-
需消耗2mol O2
即转化1gNH4+-N为硝酸盐
-需消耗4.57g O2
高浓度NH4+-N和NOx—N
也会对硝化反应产生抑制制作用
为保证硝化反应正常进行
必须保持适宜的pH值
维持足够的碱度
最佳pH值范围是8.0~8.4
因此硝化反应
必须在好氧条件下进行
一般应维持溶解氧浓度为
2~3mg/L
硝化菌是自养型细菌
如果BOD值过高
会使增殖速率较大的异养型细菌
快速增殖
从而使硝化菌生长受到抑制
成为劣势菌种
导致硝化反应不能正常进行
因此在反应过程中
混合液中含碳有机物浓度BOD值
一般应在20mg/L以下
硝化菌对环境的要求很多
反硝化菌又是怎样的呢
大多数反硝化菌是异养型兼性厌氧细菌
利用有机碳化合物作为碳源
反硝化菌能利用的有机碳源
多种多样
一般当废水中BOD5/TN>3时
可认为废水中碳源充足
否则
需外加有机碳源
碳源现多采用甲醇
反硝化菌对pH和溶解氧很敏感
反硝化菌最适宜的pH值范围是
6.5~7.5
在环境无分子氧
且同时存在硝酸根
或亚硝酸根条件下
它们利用这些酸根离子中的化学结合氧
进行呼吸
使硝酸盐还原为气态氮
如果环境中溶解氧浓度较高
反硝化菌则优先利用分子氧
进行呼吸
阻碍硝酸氮的还原
因此反应器内溶解氧
应控制在0.5mg/L以下
由上述介绍可知
生物脱氮过程中
硝化菌和反硝化菌对环境的要求
差异是很大的
因此
在污水处理构筑物中
需要有分别适宜硝化菌
和反硝化菌生长的场所
现对几种典型的活性污泥法脱氮工艺
进行介绍
该图为补充外碳源的
二级硝化反硝化工艺流程
根据氮转化过程
依次设置适宜硝化的曝气池
和适宜反硝化的缺氧池
将有机物氧化和硝化
合并成一个系统
该流程运行稳定
且对氮的处理效率较高
介绍的第二种工艺为
缺氧-好氧生物脱氮工艺
该工艺中以污水中的有机物为碳源
曝气池混合液中含有大量硝酸盐
通过内回流到缺氧池中
进行反硝化脱氮
此工艺中
反硝化产生的碱度
补偿硝化反应中消耗碱度的50%左右
不外加碳源不仅可节省药剂费用
和后续曝气量
而且反硝化细菌对碳源的利用更广泛
但该法脱氮效率不高
一般为70~80%
好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐
如二沉池运行不当
则会发生反硝化反应
造成污泥上浮
使处理水水质恶化
以上工艺中的池型一般采用推流式
也有很多工程采用氧化沟来实现脱氮
氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度
特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺
如图中卡罗塞式氧化沟所示
氧化沟从整体上说是完全混合的
而液体流动却又保持着推流前进
其曝气装置是定位的
因此
混合液在曝气区内上游溶解氧浓度高
下游区处于缺氧状态
有利于节省能耗和减少
甚至免去硝化过程中
需要投加的化学药品量
传统单沟式氧化沟的脱氮
最大的优点是在不外加碳源的情况下
在同一沟中实现有机物和总氮的去除
因此
是非常经济的
但在同一沟中好氧区
与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度
很难准确地加以控制
因此对除氮的效果是有限的
微生物在好氧-缺氧-好氧短暂的
经常性的环境变化中
使硝化菌和反硝化菌群
并非总是处于最佳的生长代谢环境中
由此也影响构筑物的处理能力
DE型氧化沟为双沟系统
如图所示
DE氧化沟内两个氧化沟相互连通
串联运行
交替进水
沟内设双速曝气转刷
高速工作时曝气充氧
低速工作时只推动水流
基本不充氧
使两沟交替处于厌氧和好氧状态
从而达到脱氮的目的
由于两沟交替硝化与反硝化
缺氧区和好氧区完全分开
污水始终从缺氧区进入
因此可保持较好的脱氮效果
且不需要混合液内回流系统
为了控制适宜的反应时间
对好氧硝化区和缺氧反硝化区的容积
应进行合理设计
在好氧硝化区
因为硝化菌的世代时间
比去除有机物的异营养菌要长得多
因此
同样利用污泥龄的概念
将硝化菌的泥龄
代入曝气池容积计算公式
计算体积
在缺氧反硝化区
反硝化速率决定了反硝化过程
所需要的时间
从而影响缺氧区的容积
反应池中微生物代谢需要的总氧量计算
需在有机物降解所需的氧量基础上
加上硝化所需的氧量
当采用前置反硝化时
反硝化过程中消耗部分有机物
从而减少了后续有机物的氧化量
因此在前述基础上
要扣除减少的需氧量
实际应用中
可根据水质情况
及对氮的处理要求选用适宜的脱氮技术
脱氮技术就为大家介绍到这里
再见
-课程内容提要
--污水处理基本流程
--本章内容提要
-1-1 水污染的形成
--1.1课件
-1-1 水污染的形成--作业
-1-2 污水处理程度
--1.2课 件
-1-2 污水处理程度--作业
-教材阅读与拓展
--湖水缘何变绿
--毒物污染之毒
--水污染公害事件
-本章内容提要
--本章内容提要
-2-1 城镇排水系统体制和组成
--2.1课件
-2-1 城镇排水系统体制和组成--作业
-2-2 排水管渠附属构筑物
--2.2课件
-2-2 排水管渠附属构筑物--作业
-教材阅读与拓展
--检查井的最大间距
--混凝土管道的连接
-本章内容提要
--本章内容提要
-3-1 污水管渠水力计算
--3.1课件
-3-1 污水管渠水力计算--作业
-3-2 污水管道设计流量估算
--3.2课件
-3-2 污水管道设计流量估算--作业
-教材阅读与拓展
-本章内容提要
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-4-1 雨水径流污染控制
--授课视频
--4.1课件
-4-1 雨水径流污染控制--作业
-4-2 雨水径流资源化
--Video
-4-2 雨水径流资源化--作业
-教材阅读与拓展
--html
--html
-本章内容提要
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-5-1 污水管道系统规划
--Video
--5.1课件
-5-1 污水管道系统规划--作业
-5-2 污水管道设计
--Video
--5.2课件
-5-2 污水管道设计--作业
-教材阅读与拓展
--图片全屏
--图片全屏
--图片全屏
-本章内容提要
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-6-1 常用污水泵
--Video
--6.1课件
-6-1 常用污水泵--作业
-6-2 污水泵选型
--Video
--6.2课件
-6-2 污水泵选型--作业
-6-3 污水泵站设计方法
--Video
--6.3课件
-6-3 污水泵站设计方法--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-7-1 格栅
--Video
--html
--7.1课件
-7-1 格栅--作业
-7-2 沉砂池
--Video
--html
--7.2课件
-7-2 沉砂池--作业
-7-3 沉淀池
--Video
--html
--7.3课件
-7-3 沉淀池--作业
-7-4 砂滤处理技术
--Video
--7.4课件
-7-4 砂滤处理技术--作业
-7-5 气浮处理技术
--Video
--html
--7.5课件
-7-5 气浮处理技术--作业
-课程阅读与拓展
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-本章内容提要
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-8-1 污水生物处理原理
--Video
--8.1课件
-8-1 污水生物处理原理--作业
-8-2 活性污泥法基本流程
--Video
--8.2课件
-8-2 活性污泥法基本流程--作业
-8-3 曝气反应池基本形式
--Video
--8.3课件
-8-3 曝气反应池基本形式--作业
-8-4 常见曝气反应池变型方式
--Video
--8.4课件
-8-4 常见曝气反应池变型方式--作业
-8-5 有机物去除过程工艺计算
--Video
--8.5课件
-8-5 有机物去除过程工艺计算--作业
-8-6 生物脱氮技术
--Video
--8.6课件
-8-6 生物脱氮技术--作业
-8-7 生物除磷技术
--Video
--8.7课件
-8-7 生物除磷技术--作业
-8-8 生物脱氮除磷技术
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--8.8课件
-8-8 生物脱氮除磷技术--作业
-8-9 曝气设备
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--8.9课件
-8-9 曝气设备--作业
-本章内容提要
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-9-1 生物膜处理原理
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--9.1课件
-9-1 生物膜处理原理--作业
-9-2 普通生物滤池
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--9.2课件
-9-2 普通生物滤池--作业
-9-3 生物接触氧化池
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--9.3课件
-9-3 生物接触氧化池--作业
-9-4 曝气生物滤池
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--9.4课件
-9-4 曝气生物滤池--作业
-本章内容提要
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-10-1 污水生态处理原理
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--10.1课件
-10-1 污水生态处理原理--作业
-10-2 稳定塘技术
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--10.2课件
-10-2 稳定塘技术--作业
-10-3 人工湿地技术
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--10.3课件
-10-3 人工湿地技术--作业
-本章内容提要
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-11-1 厌氧生物处理原理
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--11.1课件
-11-1 厌氧生物处理原理--作业
-11-2 厌氧生物处理工艺
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--11.2课件
-11-2 厌氧生物处理工艺--作业
-11-3 高效厌氧反应器
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--11.3课件
-11-3 高效厌氧反应器--作业
-本章内容提要
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-12-1 酸碱调节处理技术
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--12.1课件
-12-1 酸碱调节处理技术--作业
-12-2 化学沉淀处理技术
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--12.2课件
-12-2 化学沉淀处理技术--作业
-12-3 氧化还原处理技术
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--12.3课件
-12-3 氧化还原处理技术--作业
-12-4 化学混凝处理技术
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--12.4课件
-12-4 化学混凝处理技术--作业
-12-5 高级氧化处理技术
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--12.5课件
-12-5 高级氧化处理技术--作业
-本章内容提要
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-13-1 吸附处理技术
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--13.1课件
-13-1 吸附处理技术--作业
-13-2 离子交换处理技术
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--13.2课件
-13-2 离子交换处理技术--作业
-13-3 膜处理技术
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--13.3课件
-13-3 膜处理技术--作业
-本章内容提要
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-14-1 污泥处理工艺
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--14.1课件
-14-1 污泥处理工艺--作业
-14-2 污泥浓缩技术
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--14.2课件
-14-2 污泥浓缩技术--作业
-14-3 污泥消化技术
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--14.3课件
-14-3 污泥消化技术--作业
-14-4 污泥脱水技术
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--14.4课件
-14-4 污泥脱水技术--作业
-城市污水处理
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