生活污水氨氮磷**標如何去除

時間：2018-11-12

生活污水脫氮除磷技術

對于城市、農(nóng)村生活污水中氮,磷的去除,一般應結合污水的一級,二級處理工藝進行.在對城市污水一級處理去除懸浮物及二級處理去除**物的基礎上,進一步采取措施去除其中的氮磷,即三級處理。當二級或三級出水水質(zhì)仍達不到回用水水質(zhì)要求時,需采取的處理措施則稱為深度處理。
要去除**物,還要將污水中的**氮和氨氮通過生物硝化和反硝化作用轉化為氮氣,較終從污水中除去。物理化學脫氮方法通常直接對氨氮進行脫除,不包括**氮轉化為氨氮和氨
城市污水脫氮技術可分為生物法脫氮和物理化學法脫氮兩類。

一、生活污水脫氮技術

1.物理化學法脫氮
能夠去除水中氮的物理化學法脫氮工藝主要有化學沉淀法、折點氯化法、選擇性離子父換法、空氣吹脫法、汽提法、反滲透法等。
(1)化學沉淀法往水中投加某種化學藥劑,使其與水中的NH十發(fā)生反應,生成難浴于水的鹽類,形成沉渣易去除.例如在含有NH3-N的廢水中加人PO3+和Mg2+,生成餅酸銨鎂沉淀。
(2)吹脫法廢水中的NH3-N大多以銨離子(NH才)和游離氨(NH3)保持平側印狀態(tài)存在(NH3+H20NH4+OH-).將水的pH值調(diào)節(jié)至堿性,則水中NH4牧心
為游離態(tài)的NH3.再向水中通人空氣,使水中的NH3從液相轉移到空氣中,隨氣體逃度?大氣。
(3)汽提法使蒸氣與廢水接觸,廢水溫度提升至沸點,利用恭餾作用使水中的NH3揮發(fā)到大氣中。
(4)氯化法將氯氣或次氯酸鈉通人水中,當投人量**過某信時,NH3-N與銀生成N2從水中去除。
(5)結晶法含銨鹽的廢水經(jīng)蒸發(fā)濃縮,使銨鹽在廢水中形成結晶去除。
(6)離子交換法用不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中的NH進行交換反應,使NH轉移至不溶性離子化合物上去除。

對于物理化學法脫氮,目前尚缺乏成功的工藝設計經(jīng)驗,運行操作復雜,費用昂貴,而現(xiàn)有的城市污水二級處理系統(tǒng)很容易改建成生物脫氮系統(tǒng)。因此目前城市污水脫氮的主要內(nèi)容是生物脫氮。只有當氣候條件不適合生物脫氮或污水中氨氮濃度很高時(如填埋瀝濾液)才用物理化學法去除氨氮。此外,當用生物脫氮還不能滿足嚴格的出水水質(zhì)要求時,可以把物理化學脫氮作為較終處理工藝。

2.生物法脫氮

(1)污水中的氮及生物脫氮過程氮在污水中的存在形式有四種,即**氮(動物蛋白、植物蛋白)、氨氮(NH,NH)亞硝酸氮(NO2)和硝酸氮(NO3)。在城市污水中,氮主要以**氮(蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、胺類化合物、硝基化合物等)和氨氮的形式存在,一般以前者為主。當污水中的**物被生物降解氧化時,其中的**氮被轉化為氨氮(氨化反應)。因此,二級處理出水中氮的形式主要是氨氮,另外還有少量經(jīng)硝化反應生成的亞硝酸氮和硝酸氮。
污水中**氮和氨氮的總和叫凱氏氮(TKN),是指以基耶達(Kjeldahl)法測得的水中含氮量。它包括在測定條件下能轉化為銨鹽而被測定的**氮化合物、氨氮。其中**氮化合物主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、胨、核酸、尿素以及所合成的氮為負三價形態(tài)的**氮化合物,但不包括疊氮化合物、硝基化合物等。凱氏氮與亞硝酸氮及硝酸氮的總和叫總氮(TN).一般認為:
凱氏氮=**氮十氨氮
總氮=總凱氏氮十硝酸氮十亞硝酸氮
城市污水中TKN的值一般為15~50mg/L,其中非溶解性部分約占40%.

生物脫氮包括以下三個過程。

同化過程:污水中一部分氨氮被同化為新細胞物質(zhì),以剩余污泥形式去除。
2硝化過程: 在好氧條件下,將氨態(tài)氮氧化為亞硝酸氮和硝酸氮的過程。此作用是由亞硝酸菌和硝酸菌共同完成的。
3反硝化過程: 在缺氧條件下,硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌作用下,還原為氮氣,然后使氮氣從污水中釋放到大氣中的過程.
(2)生物硝化工藝生物硝化工藝是生物脫氮的必要步驟,根據(jù)碳氧化(碳**物的氧化)和硝化功能的分離程度,硝化工藝一般有兩種形式:單獨硝化工藝(又稱分級硝化工藝)和合并硝化工藝(又稱單級硝化工藝)。碳氧化和硝化在不同反應器內(nèi)進行稱為單獨硝化工藝,碳氧化和硝化在同一反應器內(nèi)進行稱為合并硝化工藝。
完成生物硝化的反應器可分為微生物懸浮生長型和微生物附著生長型兩種類型。微生物
懸浮生長型反應器即活性污泥反應器,這種類型的反應器除普通活性污泥法的典型工藝(包
括完全混合式和推流式)外,還包括普通活性污泥法的一些變形(如延時曝氣、吸附再生、
階段曝氣 ,純氧活性污泥法等)以及序批式活性污泥法(SBR) 和氧化溝等。微生物附著型
反應器即生物膜反應器,主要有普通生物濾池,塔式生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池
和生物流化床等。表2-1為兩種生物硝化工藝的特性比較。

兩種生物硝化工藝的特性比較
缺點
工藝類型
優(yōu)點
含碳**物氧化與氨氮氧化在同一反應器內(nèi)完成,
對有毒物質(zhì)較敏感,操作穩(wěn)定性居于中等,且與二沉
活性污泥法
工藝流程及設備簡單;出水氨氮含量可以很低;由于
池效率有關;在氣候寒冷地區(qū),池容較大
合并硝化
BODs/TKN高,易于控制污泥含量
含碳**物氧化與氨氮氧化在同一反應器內(nèi)完成,對有毒物質(zhì)較敏感,操作穩(wěn)定性居于中等;除生物轉生物膜法
工藝流程簡單;由于微生物附著生長在填料上,處理|盤外、出水氨氮含量一般為1~3mg/L,在氣候寒冷地合并硝化
穩(wěn)定性不受二沉池效率影響
區(qū)不宜采用
由于 BODs/TKN低,難以保持硝化反應器內(nèi)污泥含
活性污泥法
可有效地抑制有毒物質(zhì)的影響,操作穩(wěn)定;出水中|量操作;穩(wěn)定性與二沉池效率有關;由于含碳**物氧單獨硝化氨氮含量可以很低
化與氨氮氧化在不同反應器內(nèi)進行,增加了構筑物數(shù)
目和管理的復雜程度
可有效地抑制有毒物質(zhì)的影響,操作穩(wěn)定;由于微|出水氨氮含量一般為1~3mg/L,由于含碳**物氧生物膜法
生物附著生長在填料上,處理穩(wěn)定性不受二沉池效率|化與氨氮氧化在不同反應器內(nèi)進行,增加了構筑物數(shù)單獨硝化
影響;溫度對硝化反應影響較小
目和管理的復雜程度
(3)生物脫氮工藝生物硝化過程將污水中的**氮和氨氮氧化為硝態(tài)氮,但這只是轉化了氮在污水中的存在形式,并不能使污水中的總氮減少。只有在硝化的基礎上再進行反硝化,將硝態(tài)氮還原為氮氣,才能降低污水中的總氮。
生物脫氮工藝流程同一般的生物處理法一樣,按處理原理可分為兩大類:活性污泥脫氮法(系統(tǒng))和生物膜脫氮法(系統(tǒng))。按碳氧化,硝化、反硝化的過程是結合進行還是分開進行來區(qū)分,有多級和單級兩種系統(tǒng)。按脫烈時所采用的碳源不同,還可區(qū)分為內(nèi)碳源和外加碳源兩種方式。
在活性污泥多級脫氮系統(tǒng)中,硝化菌,反硝化菌污泥互不相混,分別由不同反應器將它們分隔開來,可分別稱為三級活性沔泥脫氮系統(tǒng)和二級活性污泥脫氮系統(tǒng)。在單級脫氮系統(tǒng)中,碳氧化硝化和反硝化在一個活性療泥反應器內(nèi)實現(xiàn),微生物交替地處于好氧和厭氧狀態(tài)。
O三級活性污泥脫氮工藝。三級生物脫氮系統(tǒng)是一種傳統(tǒng)的生物脫氮方式,其工藝流程貝圖2-1。在此流程中,含傾**物氧化利含氮**物氨化、氨氮的硝化及硝酸鹽的反硝化分別按順序在三個反應器中進行,開維持各自獨立的污泥回流系統(tǒng)。**段(曝氣池)和**段(硝化池)應維持好氧狀公.*三段(反硝化池)則應維持缺氧條件,不進行曝氣,從而降依硝化反應速度,因此如果原污水堿度不足,需要加堿調(diào)節(jié)pH值。
采用攪拌使污泥處于懸浮狀態(tài)開與灣水保持良好的混合。*二段的硝化過程要消耗堿度,
該工藝中,反硝化過程所需碳源采用外加甲醇、這種流程的優(yōu)點是好氧菌、硝化菌和反硝化菌分別生長在不同的反應器中,并分別控制
在適宜的條件下運行,反應速度較快,可以得到相當好的 BODs 去除效果和脫氮效果。另
外,由于不同階段發(fā)生的污泥分別在不同的沉淀池中沉淀分離而且各有*自的污泥回流系
統(tǒng),故運行的靈活性和適應性較好。
這種流程的缺點是流程長、構筑物多、附屬設備多、基建費用很高,且由于需要投加甲
醇作為外加碳源,也在較大程度上增加了運行費用。此外,在出水中還往往殘留一定量的甲
醇,形成BODs和CODcr.

2二級活性污泥脫氮工藝。在此流程中,含碳**物的氧化、**氮的氨化和硝化合
并在一個生物處理構筑物中進行,即采用合并硝化工藝,見圖2-2。該工藝流程與三級活性
污泥脫氮工藝相比較,系統(tǒng)中減少了一個活性污泥反應器、一個沉淀池和一個污泥回流系
統(tǒng),但仍需外加甲醇作為碳源。該系統(tǒng)的優(yōu)缺點與三級活性污泥脫氮系統(tǒng)相似,為了保證出
水**物濃度滿足要求,可以在反硝化池后面增加一個曝氣池,去除由于殘留甲醇形成
的 BOD5.

二級活性污泥脫氮工藝流程

3單級活性污泥脫氮工藝。單級活性污泥脫氮系統(tǒng)較典型的特征就是只有一個沉淀池,
即只有一個污泥回流系統(tǒng)。這種系統(tǒng)利用污水中的含碳**物或微生物內(nèi)源代謝產(chǎn)物作為
NO3-N反硝化電子供體,因而不需要補充外加碳源。
單級活性污泥脫氮系統(tǒng)具有許多不同的形式,如缺氧/好氧(A/O)-工藝,厭氧/缺氧/
好氧(A20)工藝,UCT(university of Capetown)工藝和 VIP(virginia initiative plant)
工藝。這些工藝只有一個缺氧池。巴頓甫(Bardenpho)生物脫氮工藝和改良UTC工藝是
具有兩個缺氧池的單級活性污泥脫氮系統(tǒng)。此外,還有多缺氧池的單級活性污泥脫氮系統(tǒng),
其他如氧化溝、SBR法、循環(huán)曝氣系統(tǒng)(cyclical aerated system)也同歸屬為單級活性污泥
脫氮系統(tǒng)。
a.缺氧-好氧生物脫氮工藝(簡稱A/O工藝)。該工藝的主要特點是將反硝化反應器放
置在系統(tǒng)**,故又稱為前置反硝化生物脫氮系統(tǒng),見圖2-3。這是目前較為廣泛采用的一
種脫氮工藝.
在此流程中,原污水**人缺氧池,再進人好氧池,并將好氧池的混合液與沉淀池的污
泥同時回流到缺氧池。污泥回流和好氧池混合液的回流保證了缺氧池和好氧池中有足夠數(shù)量
rd
的微生物,并使缺氧池得到好氧池中硝化產(chǎn)生的硝酸鹽。由于原污水和好氧池混合液直接進
人缺氧池,為缺氧池反硝化提供了充足的碳源**物,使反硝化反應能在缺氧池中得以進
0
行。缺氧池進行反硝化后,出水可以在好氧池中進行BOD5的進一步降解和硝化作用。

詞條
詞條說明
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