1、 城市污水經(jīng)傳統(tǒng)的二級處理以后，雖然絕大部城市污水經(jīng)傳統(tǒng)的二級處理以后，雖然絕大部分懸浮固體和有機(jī)物被去除了，但還殘留微量的分懸浮固體和有機(jī)物被去除了，但還殘留微量的懸浮固體和溶解的有害物，如氮和磷等化合物。懸浮固體和溶解的有害物，如氮和磷等化合物。氮磷為植物營養(yǎng)物質(zhì)，能助長藻類和水生生物，氮磷為植物營養(yǎng)物質(zhì)，能助長藻類和水生生物，引起水體的富營養(yǎng)化，影響飲用水水源。引起水體的富營養(yǎng)化，影響飲用水水源。 如二級污水處理廠出水進(jìn)一步處理，當(dāng)出流如二級污水處理廠出水進(jìn)一步處理，當(dāng)出流標(biāo)準(zhǔn)是某種特定的污染物或以回用為目的時，則標(biāo)準(zhǔn)是某種特定的污染物或以回用為目的時，則處理工藝稱為處理工藝稱為深度處理

2、深度處理。若是全面提高出水水質(zhì)，。若是全面提高出水水質(zhì)，則稱為則稱為三級處理三級處理。存在形式：存在形式： 廢水中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮廢水中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸氮和硝酸氮四種形式存在。生活污水中有機(jī)氮約占四種形式存在。生活污水中有機(jī)氮約占60%，氨，氨氮約占氮約占40%，硝態(tài)氮含量極低。，硝態(tài)氮含量極低。去除方法：去除方法： 化學(xué)法和生物法，其中化學(xué)法主要有吹脫法、折化學(xué)法和生物法，其中化學(xué)法主要有吹脫法、折點加氯法、離子交換法。點加氯法、離子交換法。危害：緩流水體的富營養(yǎng)化危害：緩流水體的富營養(yǎng)化農(nóng)作物貪青倒伏農(nóng)作物貪青倒伏化學(xué)法除氮廢水中，廢水中，NH3與與NH4以如

3、下的平衡狀態(tài)共存：以如下的平衡狀態(tài)共存： 這一平衡受這一平衡受pH值的影響，值的影響，pH值為值為10.511.5時，因廢水中的氮呈飽和狀態(tài)而逸出，所以吹脫時，因廢水中的氮呈飽和狀態(tài)而逸出，所以吹脫法常需加石灰。吹脫過程包括將廢水的法常需加石灰。吹脫過程包括將廢水的pH值提高值提高至至10.511.5，然后曝氣，這一過程在吹脫塔中進(jìn)，然后曝氣，這一過程在吹脫塔中進(jìn)行。行。OHNHOHNH423（2）折點加氯法）折點加氯法含氨氮的水加氯時，有下列反應(yīng)：含氨氮的水加氯時，有下列反應(yīng)： 通過適當(dāng)?shù)目刂?，可完全去除水中的氨氮。為減通過適當(dāng)?shù)目刂?，可完全去除水中的氨氮。為減少氯的投量，常與生物硝化聯(lián)用，

4、先硝化再除微量的少氯的投量，常與生物硝化聯(lián)用，先硝化再除微量的殘留氨氮。殘留氨氮。(3) 離子交換法離子交換法常用天然的離子交換劑，如沸石等。與合成樹脂常用天然的離子交換劑，如沸石等。與合成樹脂相比，天然離子交換劑價格便宜且可用石灰再生相比，天然離子交換劑價格便宜且可用石灰再生2、生物除氮(1) 生物脫氮機(jī)理生物脫氮機(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)化為轉(zhuǎn)化為N N2 2和和N Nx xO O氣體的過程。其中包括硝化和反硝化氣體的過程。其中包括硝化和反硝化兩個反應(yīng)過程。兩個反應(yīng)過程。OHCONOHCONHOHC22275M23ZYXa

5、.合成反應(yīng)：去除合成反應(yīng)：去除20%-40%氮氮O19HNOH3C3HCOOH14CH3NO2275M233b.氨化反應(yīng)：氨化反應(yīng)：新鮮污水中，含氮化合物主要是以有機(jī)氮，如蛋白新鮮污水中，含氮化合物主要是以有機(jī)氮，如蛋白質(zhì)、尿素、胺類化合物、硝基化合物以及氨基酸等質(zhì)、尿素、胺類化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的，此外也含有少數(shù)的氨態(tài)氮如形式存在的，此外也含有少數(shù)的氨態(tài)氮如NHNH3 3及及NH4NH4+ +等。等。微生物分解有機(jī)氮化合物產(chǎn)生氨的過程稱為微生物分解有機(jī)氮化合物產(chǎn)生氨的過程稱為氨化作氨化作用用，很多細(xì)菌、真菌和放線菌都能分解蛋白質(zhì)及其，很多細(xì)菌、真菌和放線菌都能分解蛋白質(zhì)及其

6、含氮衍生物，其中分解能力強(qiáng)，并釋放出氨的微生含氮衍生物，其中分解能力強(qiáng)，并釋放出氨的微生物稱為氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有機(jī)物稱為氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有機(jī)氮化合物分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，以氨基酸為例：氮化合物分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，以氨基酸為例：c.硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將硝化反應(yīng)是在好氧條件下，將NH4+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為NO2-和和NO3-的過程。的過程?？偡磻?yīng)方程式n硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)菌，生長率低，對環(huán)境條件變化硝化細(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，較為敏感。溫度，溶解氧，污泥齡，pH，有機(jī)負(fù)荷等都，有機(jī)負(fù)荷等都會對它

7、產(chǎn)生影響。會對它產(chǎn)生影響。硝化過程的影響因素硝化過程的影響因素硝化菌是自養(yǎng)菌，其世代周期長（約硝化菌是自養(yǎng)菌，其世代周期長（約3天）天），污泥齡，污泥齡應(yīng)大于應(yīng)大于2倍的時代周期長。倍的時代周期長。硝化菌生長率低，受環(huán)境條件影響大，適宜溫度硝化菌生長率低，受環(huán)境條件影響大，適宜溫度20-30，低于，低于15 ，反應(yīng)速率下降，低于，反應(yīng)速率下降，低于5 幾乎完幾乎完全停止。全停止。硝化菌是自養(yǎng)菌，當(dāng)硝化菌是自養(yǎng)菌，當(dāng)BOD5值過高時，異養(yǎng)菌快速生值過高時，異養(yǎng)菌快速生長，抑制了硝化菌的生長。長，抑制了硝化菌的生長。硝化過程需氧，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含硝化過程需氧，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶

8、解氧含量不得低于量不得低于1mg/L，多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在，多數(shù)學(xué)者建議溶解氧應(yīng)保持在1.22.0mg/l。硝化產(chǎn)生硝化產(chǎn)生H+，為促進(jìn)反應(yīng)，為促進(jìn)反應(yīng)，PH值保持值保持7-8。 反硝化反應(yīng)是指在無氧的條件下，反硝化菌將硝酸鹽反硝化反應(yīng)是指在無氧的條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮氮(NO3-)和亞硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮(NO2-)還原為氮氣的過程。還原為氮氣的過程。d.反硝化反應(yīng)：反硝化反應(yīng)：總反應(yīng)方程式n反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在有氧存在時，它會以反硝化菌屬異養(yǎng)兼性厭氧菌，在有氧存在時，它會以O(shè)2為電子為電子進(jìn)行呼吸；在無氧而有進(jìn)行呼吸；在無氧而有NO3-或或NO2-存在時，則以存在時，則以

9、NO3-或或NO2-為電為電子受體，以有機(jī)碳為電子供體和營養(yǎng)源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。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)。反硝化過程的影響因素反硝化過程的影響因素反硝化需要碳源，當(dāng)廢水中反硝化需要碳源，當(dāng)廢水中BOD5/TN35時，認(rèn)時，認(rèn)為碳源充足，勿需另加碳源，當(dāng)廢水中為碳源充足，勿需另加碳源，當(dāng)廢水中BOD5/TN35時，需另加碳源，一般加甲醇。時，需另加碳源，一般加甲醇。PH值適宜值為值適宜值為6.57.5。溫度：最適宜溫度是溫度：最適宜溫度是20-40，低于，低于15反硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)速率降低。速率降低。溶解氧：反硝化菌是兼性菌，反硝化過程在無氧條溶解氧：反硝化菌是兼性菌，反

10、硝化過程在無氧條件下，利用件下，利用NO3-或或NO2-中的氧進(jìn)行呼吸，另外，反中的氧進(jìn)行呼吸，另外，反硝化菌體內(nèi)某些酶系統(tǒng)合成又需要氧分子，所以反硝化菌體內(nèi)某些酶系統(tǒng)合成又需要氧分子，所以反硝化反應(yīng)在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行，溶解氧不能大，又不硝化反應(yīng)在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行，溶解氧不能大，又不能為零，能為零，DO 0.5mg/l。1969年由美國的年由美國的Barth提出，它將有機(jī)物氧化，提出，它將有機(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)。的沉淀池和各自獨立的污泥回流系統(tǒng)。a. 三段生物脫氮工藝三段生物脫氮工藝優(yōu)點：氨化

11、菌、硝化菌、反硝化菌分別生長在各自適優(yōu)點：氨化菌、硝化菌、反硝化菌分別生長在各自適宜的環(huán)境中，反應(yīng)速度快；不同性質(zhì)的污泥分別在不宜的環(huán)境中，反應(yīng)速度快；不同性質(zhì)的污泥分別在不同的沉淀池中沉淀分離和回流，運行管理較為方便，同的沉淀池中沉淀分離和回流，運行管理較為方便，易于掌握，靈活性和適應(yīng)性大，運行效果好。易于掌握，靈活性和適應(yīng)性大，運行效果好。缺點：處理構(gòu)筑物多，設(shè)備較多，管理復(fù)雜，目缺點：處理構(gòu)筑物多，設(shè)備較多，管理復(fù)雜，目前很少應(yīng)用。前很少應(yīng)用。因前兩個好氧段可合并，逐漸變?yōu)閮啥魏笾梅聪趸蚯皟蓚€好氧段可合并，逐漸變?yōu)閮啥魏笾梅聪趸痓. 二級生物脫氮工藝二級生物脫氮工藝回流污泥PH調(diào)節(jié)硝化

12、池原水沉淀沉淀脫氮池二相活性污泥脫氮工藝流程回流污泥碳源出水c. 單級生物脫氮系統(tǒng)單級生物脫氮系統(tǒng)優(yōu)點：沒有中間沉淀池，只設(shè)一個最終沉淀池，優(yōu)點：沒有中間沉淀池，只設(shè)一個最終沉淀池，處理設(shè)備少。處理設(shè)備少。缺點：反硝化碳源不足，難于控制，出水水質(zhì)難缺點：反硝化碳源不足，難于控制，出水水質(zhì)難于保證。于保證。單相活性污泥法脫氮工藝流程硝化原水出水沉淀脫氮回流污泥碳源PH調(diào)節(jié)為解決反硝化過程中需投加碳源的問題，將缺氧段為解決反硝化過程中需投加碳源的問題，將缺氧段位于系統(tǒng)前面，從曝氣池末端回流含有大量硝酸鹽位于系統(tǒng)前面，從曝氣池末端回流含有大量硝酸鹽的混合液，在缺氧池中進(jìn)行反硝化脫氮，反硝化反的混合液

13、，在缺氧池中進(jìn)行反硝化脫氮，反硝化反應(yīng)以原污水中的有機(jī)物為碳源。應(yīng)以原污水中的有機(jī)物為碳源。d. 缺氧缺氧-好氧生物脫氮工藝好氧生物脫氮工藝(A/O)優(yōu)點：優(yōu)點：流程比較簡單，裝置少，不需外加碳源及流程比較簡單，裝置少，不需外加碳源及堿度；基建及運行費用較低。堿度；基建及運行費用較低。缺點：缺點：處理水來自硝化反應(yīng)器，水中含有一定濃處理水來自硝化反應(yīng)器，水中含有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運行不當(dāng)，會在度的硝酸鹽，如果沉淀池運行不當(dāng)，會在沉淀池內(nèi)發(fā)生反硝化反應(yīng)，使污泥上浮，沉淀池內(nèi)發(fā)生反硝化反應(yīng)，使污泥上浮，導(dǎo)致處理水惡化；導(dǎo)致處理水惡化；欲提高脫氮率，必須加大回流比，從而導(dǎo)欲提高脫氮率，必須

14、加大回流比，從而導(dǎo)致處理費用增高；致處理費用增高；循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的循環(huán)液來自曝氣池，含有一定的DO，難使，難使硝化池內(nèi)保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝硝化池內(nèi)保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化進(jìn)程，一般脫氮率難以達(dá)到化進(jìn)程，一般脫氮率難以達(dá)到90%。通過投加鋁鹽、鐵鹽、石灰等化學(xué)藥劑反應(yīng)生成不通過投加鋁鹽、鐵鹽、石灰等化學(xué)藥劑反應(yīng)生成不溶的沉淀物。溶的沉淀物。普通活性污泥法剩余污泥中磷含量約占微生物干重普通活性污泥法剩余污泥中磷含量約占微生物干重的的1.5-2.0，通過同化作用可去除磷，通過同化作用可去除磷1030。生生物法（強(qiáng)化）除磷利用好氧微生物中聚磷菌在好氧物法（強(qiáng)化）除磷利用好氧微

15、生物中聚磷菌在好氧條件下對污水中條件下對污水中溶解性磷酸鹽溶解性磷酸鹽過量吸收作用，然后過量吸收作用，然后沉淀分離而除磷。生物強(qiáng)化除磷工藝可以使得系統(tǒng)沉淀分離而除磷。生物強(qiáng)化除磷工藝可以使得系統(tǒng)排除的剩余污泥中磷含量占到細(xì)胞干重的排除的剩余污泥中磷含量占到細(xì)胞干重的56生物除磷：利用聚磷菌一類的微生物，能夠過量地，在數(shù)量上生物除磷：利用聚磷菌一類的微生物，能夠過量地，在數(shù)量上超過其生理需要的，從外部環(huán)境攝取磷，并將磷以聚合的形超過其生理需要的，從外部環(huán)境攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從廢水態(tài)貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排出系統(tǒng)外，達(dá)到從廢水中除磷的效果。

16、中除磷的效果。厭氧環(huán)境中：聚磷菌將體內(nèi)積聚的磷分解，分解產(chǎn)生的能量厭氧環(huán)境中：聚磷菌將體內(nèi)積聚的磷分解，分解產(chǎn)生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主動吸收乙酸一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主動吸收乙酸苷轉(zhuǎn)化為苷轉(zhuǎn)化為PHB(聚聚羥基丁酸羥基丁酸)的形態(tài)儲藏于體內(nèi)。聚磷分解形的形態(tài)儲藏于體內(nèi)。聚磷分解形成的無機(jī)磷釋放回污水中，這就是成的無機(jī)磷釋放回污水中，這就是厭氧釋磷厭氧釋磷好氧環(huán)境中：聚磷菌將儲存于體內(nèi)的好氧環(huán)境中：聚磷菌將儲存于體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解并釋進(jìn)行好氧分解并釋出大量能量供聚磷菌增殖等生理活動，部分供其主動吸收污出大量能量供聚磷菌增殖等生理活動，部分供其主動

17、吸收污水中的磷酸鹽，以聚磷的形式積聚于體內(nèi)，這就是水中的磷酸鹽，以聚磷的形式積聚于體內(nèi)，這就是好氧吸磷好氧吸磷厭氧條件下的大量放磷是好氧條件下過量攝取磷的前提，也厭氧條件下的大量放磷是好氧條件下過量攝取磷的前提，也是整個除磷過程的關(guān)鍵是整個除磷過程的關(guān)鍵。生物除磷機(jī)理生物除磷機(jī)理生物除磷機(jī)理圖Phostrip去除磷工藝流程A/O法是由厭氧池和好氧池組成的同時去除污水中法是由厭氧池和好氧池組成的同時去除污水中有機(jī)污染物及磷的處理系統(tǒng)。有機(jī)污染物及磷的處理系統(tǒng)。2. A/O生物除磷工藝生物除磷工藝 厭氧-好氧除磷工藝流程巴頓普巴頓普(Bardenpho)(Bardenpho)脫氮脫氮除磷工藝除磷工藝各單元功能：第一厭氧反應(yīng)器：脫氮、釋磷；各單元功能：第一厭氧反應(yīng)器：脫氮、釋磷；第一好氧反應(yīng)器：去除第一好氧反應(yīng)器：去除BODBOD、硝化、吸磷；、硝化、吸磷；第二厭氧反應(yīng)器：脫氮、釋磷；第二厭氧反應(yīng)器：脫氮、釋磷；第二好氧反應(yīng)器：吸磷、硝化；第二好氧反應(yīng)器：吸磷、硝化；沉淀池：泥水分離沉淀池：泥水分