城市污水氮磷去除的工藝及流程
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城市污水氮磷去除的工藝及流程
廢水中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮四種形式存在，在生活污水中，主要含有有機(jī)氮和氨態(tài)氮，它們均來源于人們食物中的蛋白質(zhì)，新鮮生活污水含氮中有機(jī)氮約占總氮的60％，氨氮約占40％，當(dāng)污水中的有機(jī)物被生物降解氧化時，其中的有機(jī)氮被轉(zhuǎn)化為氨氮，經(jīng)活性污泥法處理的污水有相當(dāng)數(shù)量的氨氮排入水體，可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，水體若為水源，將增加給水處理的難度和成本，因此二級處理的出水有時需進(jìn)行脫氮處理。今天就由河南開碧源
聚合硫酸鐵廠家為大家詳細(xì)介紹一下城市污水氮磷去除的工藝及流程。
化學(xué)法除氮常用于去除氨氮的方法有吹脫法、折點加氯法和離子交換法，它們主要用于工廠內(nèi)部的治理，對于城市污水處理廠很少采用。
(1)吹脫法
廢水的氨氮可以氣態(tài)吹脫，廢水中，NH3與NH4+以如下的平衡狀態(tài)共存：NH3+H2O=NH4++OH-這一平衡受pH值的影響，pH為10.5～11.5時，因廢水中的氨呈飽和狀態(tài)而逸出，所以吹脫法常需加石灰，吹脫過程包括將廢水的pH值提高至10.5～11.5，然后曝氣，這一過程在吹脫塔中進(jìn)行城市污水的深度處理---氮磷的去除）。
生物法脫氮(1)生物脫氮機(jī)理 生物脫氮是在微生物的作用下，將有機(jī)氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2和N20氣體的過程，其中包括硝化和反硝化兩個反應(yīng)過程，硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過程，此作用是由亞硝酸菌和硝酸菌兩種菌共同完成的，這兩種菌屬于化能自養(yǎng)型微生物，其反應(yīng)如下：NH4++2O2=NO3-+2H++H2O硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)菌，生長率低，對環(huán)境條件變化較為敏感，溫度，溶解氧，污泥齡，pH，有機(jī)負(fù)荷等都會對它產(chǎn)生影響，硝化反應(yīng)的適宜溫度為20℃～30℃，低于15℃時，反應(yīng)速度迅速下降，5℃時反應(yīng)幾乎完全停止。
由于硝化菌是自養(yǎng)菌，若水中BOD5值過高，將有助于異氧菌的迅速增殖，微生物中的硝化菌的比例下降，硝化菌的生長世代周期較長，為了保證硝化作用的進(jìn)行，泥齡應(yīng)取大于硝化菌世代時間兩倍以上。
硝化反應(yīng)對溶解氧有較高的要求，處理系統(tǒng)中的溶解氧量保持在2mg/L以上，另外，在硝化反應(yīng)過程中，有H+釋放出來，使pH值下降，硝化菌受pH 值的影響很敏感，為了保持適宜的pH值7—8，應(yīng)在廢水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pH值的變化，1g氨態(tài)氮(以N計)完全硝化，需堿度(以CaCO3 計)7.1g。
反硝化反應(yīng)是指在無氧條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮(NO3-)和亞硝酸鹽氮NO2-)還原為氮氣的過程，反應(yīng)如下：6NO3-+5CH3OH=5CO2+3N2+7H2O+6OH-
反硝化菌屬異養(yǎng)型兼性厭氧菌，在有氧存在時，它會以O(shè)2為電子受體進(jìn)行好氧呼吸；在無氧而有O3-或N02-存在時，則以N03-或N02-為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體和營養(yǎng)源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。
在反硝化菌代謝活動的同時，伴隨著反硝化菌的生長繁殖，即菌體合成過程，在反硝化反應(yīng)中，問題就是污水中可用于反硝化的有機(jī)碳的多少及其可生化程度，當(dāng)污水中BOD5/TKN>3～5時，可認(rèn)為碳源充足，不同的有機(jī)碳將導(dǎo)致反硝化速率的不同，碳源按其來源可分為三類：①外加碳源，多采用甲醇，因為甲醇被分解后的產(chǎn)物為CO2，H20，不產(chǎn)生其它難降解的中間產(chǎn)物，但其費用較高；②原水中含有的有機(jī)碳；③內(nèi)源呼吸碳源——細(xì)菌體內(nèi)的原生物質(zhì)及其貯存的有機(jī)物。
反硝化反應(yīng)的適宜pH值為6.5～7.5，pH值高于8或低于6時，反硝化速率將迅速下降，反硝化反應(yīng)的溫度范圍較寬，在5℃～40℃范圍內(nèi)都可以進(jìn)行，但溫度低于15℃時，反硝化速率明顯下降。
(2)生物脫氮工藝
生物脫氮技術(shù)的開發(fā)是在30年代發(fā)現(xiàn)生物濾床中的硝化、反硝化反應(yīng)開始的，但其應(yīng)用還是在1969年美國的Barth提出三段生物脫氮工藝后，現(xiàn)對幾種典型的生物脫氮工藝進(jìn)行討論。
①三段生物脫氮工藝
該工藝是將有機(jī)物氧化，硝化及反硝化段獨立開來，每一部分都有其自己的沉淀池和各自獨立的污泥回流系統(tǒng)，使除碳，硝化和反硝化在各自的反應(yīng)器中進(jìn)行，并分別控制在適宜的條件下運行，處理效率高。
由于反硝化段設(shè)置在有機(jī)物氧化和硝化段之后，主要靠內(nèi)源呼吸碳源進(jìn)行反硝化，效率很低，所以必須在反硝化段投加外加碳源來保證穩(wěn)定的反硝化反應(yīng)，隨著對硝化反應(yīng)機(jī)理認(rèn)識的加深，將有機(jī)物氧化和硝化合并成一個系統(tǒng)以簡化工藝，從而形成二段生物脫氮工藝成為現(xiàn)實，各段同樣有其自己的沉淀及污泥回流系統(tǒng)，除碳和硝化作用在一個反應(yīng)器中進(jìn)行時，設(shè)計的污泥負(fù)荷率要低，水力停留時間和泥齡要長，否則，硝化作用要降低，在反硝化段仍需要外加碳源來維持反硝化的順利進(jìn)行。
城市污水中的磷主要有三個來源：糞便、洗滌劑和某些工業(yè)廢水，污水中的磷以正磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷等形式溶解于水中，一般僅能通過物理、化學(xué)或生物方法使溶解的磷化合物轉(zhuǎn)化為固體形態(tài)后予以分離，除磷的方法主要分為物理法，化學(xué)法及生物法三大類，物理法因成本過高、技術(shù)復(fù)雜而很少應(yīng)用。
下面主要介紹化學(xué)法及生物法。
1化學(xué)法除磷
化學(xué)法是采用的一種除磷方法，它是以磷酸鹽能和某些化學(xué)物質(zhì)如鋁鹽、鐵鹽、石灰等反應(yīng)生成不溶的沉淀物為基礎(chǔ)進(jìn)行的。
化學(xué)法的特點是磷的去除率較高，處理結(jié)果穩(wěn)定，污泥在處理和處置過程中不會重新釋放磷而造成二次污染，但污泥的產(chǎn)量比較大。
2生物法除磷
生物法除磷是新工藝，近二十年來受到了廣泛的重視和研究，它是利用微生物在好氧條件下對污水中溶解性磷酸鹽的過量吸收作用，然后沉淀分離而除磷，含有過量磷的污泥部分以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，大部分和污水一起進(jìn)入?yún)捬鯛顟B(tài)，此時污水中的有機(jī)物在厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厭氧的不利狀態(tài)下，將體內(nèi)積聚的聚磷分解，分解產(chǎn)生的能量部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主動吸收乙酸苷轉(zhuǎn)化為PHB的形態(tài)儲藏于體內(nèi)，聚磷分解形成的無機(jī)磷釋放回污水中，這就是厭氧放磷，進(jìn)入好氧狀態(tài)后，聚磷菌將儲存于體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解并釋出大量能量供聚磷菌增殖，部分供其主動吸收污水中的磷酸鹽，以聚磷的形式積聚于體內(nèi)，這就是好氧吸磷，由于活性污泥在運行中不斷增殖，為了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，必須從系統(tǒng)中排除和增殖量相當(dāng)?shù)幕钚晕勰啵簿褪鞘Ｓ辔勰�，剩余污泥中包含過量吸收磷的聚磷菌，也就是從污水中去除的含磷物質(zhì)，這就是厭氧和好氧交替的生物處理系統(tǒng)除磷的本質(zhì)。
從以上論述可知，在厭氧狀態(tài)下放磷愈多，合成的PHB愈多，則在好氧狀態(tài)下合成的聚磷量愈多，除磷的效果也就愈好，合成PHB的量和碳源的性質(zhì)密切相關(guān)，乙酸等低級脂肪酸易被聚磷菌吸收轉(zhuǎn)化為PHB，因而在厭氧區(qū)加入消化池上清液可提高放磷速率，硝酸鹽對厭氧放磷不利，它有助于反硝化菌的增長，從而和聚磷菌爭奪碳源，抑制其生長和放磷，溫度對放磷也有重要的影響，當(dāng)溫度從10℃上升到30℃時，放磷速率可提高5倍。
生物除磷的基本類型有二種：A/O法城市污水的深度處理---氮磷的去除和Phostrip工藝城市污水的深度處理---氮磷的去除。
以上由河南開碧源
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