天津眾邁廠家生物脫氮除磷原理、控制及異常總結(jié)

氮和磷是生物的重要營養(yǎng)源，隨著化肥、洗滌劑和農(nóng)藥普遍使用，天然水體中氮、磷含量急劇增加，水體中藍藻、綠藻大量繁殖，水體缺氧并產(chǎn)生毒素，使水質(zhì)惡化，對水生生物和人體健康產(chǎn)生很大的危害。然而,我國現(xiàn)有的城市污水處理廠主要集中于有機物的去除，污（廢）水一級處理只是除去水中的沙礫及懸浮固體；在好氧生物處理中，生活污水經(jīng)生物降解，大部分的可溶性含碳有機物被去除。

同時產(chǎn)生NH3-N 、  和和，其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成細胞，通過排泥得到去除；二級生物處理則是去除水中的可溶性有機物，能有效地降低污水中的 和 ,但對N、P等營養(yǎng)物只能去除10%～20%,其結(jié)果遠不能達到二級排放標準。因此研究開發(fā)經(jīng)濟、高效的,適于現(xiàn)有污水處理廠改造的脫氮除磷工藝顯得尤為重要。

生物脫氮除磷機理

生物脫氮機理

污水生物脫氮的基本原理就是在將有機氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的基礎(chǔ)上，先利用好氧段經(jīng)硝化作用，由硝化細菌和亞硝化細菌的協(xié)同作用，將氨氮通過硝化作用轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，即，將 轉(zhuǎn)化為 和 。在缺氧條件下通過反硝化作用將硝氮轉(zhuǎn)化為氮氣，即，將 （經(jīng)反亞硝化）和 （經(jīng)反硝化）還原為氮氣，溢出水面釋放到大氣，參與自然界氮的循環(huán)。水中含氮物質(zhì)大量減少，降低出水的潛在危險性，達到從廢水中脫氮的目的。

○1硝化——短程硝化： 

硝化——全程硝化（亞硝化+硝化）：  

 ○2反硝化——反硝化脫氮： 

反硝化——厭氧氨氧化脫氮：  

反硝化——厭氧氨反硫化脫氮： 

廢水中氮的去除還包括靠微生物的同化作用將氮轉(zhuǎn)化為細胞原生質(zhì)成分。主要過程如下：氨化作用是有機氮在氨化菌的作用下轉(zhuǎn)化為氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下進一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。其中亞硝酸菌和硝酸菌為好氧自養(yǎng)菌，以無機碳化合物為碳源，從 或 的氧化反應(yīng)中獲取能量。其中硝化的最佳溫度在純培養(yǎng)中為25-35℃，在土壤中為30-40℃，最佳pH值偏堿性。反硝化作用是反硝化菌（大多數(shù)是異養(yǎng)型兼性厭氧菌，DO<0.5mg/L）在缺氧的條件下，以硝酸鹽氮為電子受體，以有機物為電子供體進行厭氧呼吸，將硝酸鹽氮還原為N2或NO2-同時降解有機物。

生物除磷原理

磷在自然界以2種狀態(tài)存在：可溶態(tài)或顆粒態(tài)。所謂的除磷就是把水中溶解性磷轉(zhuǎn)化為顆粒性磷，達到磷水分離。廢水在生物處理中,在厭氧條件下,聚磷菌的生長受到抑制,為了自身的生長便釋放出其細胞中的聚磷酸鹽,同時產(chǎn)生利用廢水中簡單的溶解性有機基質(zhì)所需的能量,稱該過程為磷的釋放。進入好氧環(huán)境后,活力得到充分恢復(fù),在充分利用基質(zhì)的同時,從廢水中攝取大量溶解態(tài)的正磷酸鹽,從而完成聚磷的過程。將這些攝取大量磷的微生物從廢水中去除,即可達到除磷的目的。

厭氧釋放磷的過程

聚磷菌在厭氧條件下，分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽產(chǎn)生ATP，利用ATP以主動運輸方式吸收產(chǎn)酸菌提供的三類基質(zhì)進入細胞內(nèi)合成PHB。與此同時釋放出于環(huán)境中。

好氧吸磷過程

聚磷菌在好氧條件下，分解機體內(nèi)的PHB和外源基質(zhì)，產(chǎn)生質(zhì)子驅(qū)動力將體外的輸送到體內(nèi)合成ATP和核酸，將過剩的聚合成細胞貯存物：多聚磷酸鹽（異染顆粒）。

生物脫氮除磷原理、控制及異常分析

廢水生物除磷的方法有哪些

　　廢水生物除磷包括厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程，因此廢水生物除磷的工藝流程由厭氧和好氧兩個部分組成。按照磷的最終去除方式和構(gòu)筑物的組成，除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和側(cè)流程除磷工藝。

　　主流除磷工藝的厭氧段在處理污水的水流方向上，磷的最終去除通過剩余污泥排放，典型的方法有厭氧/好氧(A/O)工藝，其他方法有厭氧/缺氧/好氧(A/2O)工藝、Phoredox工藝、UTC工藝、VIP工藝以及SBR工藝、氧化溝工藝等。

　　側(cè)流工藝的厭氧段不在處理污水的水流方向上，而是在回流污泥的側(cè)流上，具體方法是將部分含磷回流污泥分流到厭氧段釋放磷，再用石灰沉淀去除富磷上清液中的磷。

　　3、除磷設(shè)施運行管理的注意事項

　　1)厭氧段是生物除磷最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其容積一般按0.5~2h的水力停留時間確定，如果進水中容易生物降解的有機物含量較高，應(yīng)當設(shè)法減少水力停留時間，以保證好氧段進水的BOD5含量。

　　2)如果磷的排放標準很高，而所選的除磷工藝不能滿足出水要求，可以增加化學除磷或者過濾處理去除水中殘留的低含量磷。

　　3)生物除磷工藝的機理是將溶解轉(zhuǎn)移到活性污泥生物細胞中，通過剩余污泥的排放從系統(tǒng)中除去。在污泥的處理過程中，如果出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，剩余污泥中的磷就睡重新釋放出來。

　　重力濃縮容易產(chǎn)生厭氧狀態(tài)，有除磷要求的剩余污泥處理不能采用這種方法，而應(yīng)當使用氣浮濃縮、機械濃縮、帶式重力濃縮等不產(chǎn)生厭氧狀態(tài)的濃縮方法。如果只能選擇重力濃縮時，必須在工藝流程中增設(shè)化學沉淀設(shè)施去除濃縮上清液中所含的磷。

　　4)泥齡是影響生物脫氮除磷的主要因素，脫氮要求越高，所需泥齡越長。而泥齡越長，對除磷越不利。尤其是在進水BOD5/TP小于20時，泥齡越短越好。

　　但如果進水BOD5偏低，活性污泥增長緩慢，就不可能將泥齡控制的太短，此時必須進行化學除磷。

但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現(xiàn)的某些參數(shù)上,使這些參數(shù)只能局限在某一狹窄的范圍內(nèi),這也是A-A-O系統(tǒng)工藝系統(tǒng)控制較復(fù)雜的主要原因。

1.F/M和SRT：*生物硝化,是高效生物脫氮的前提。因而,F/M(污泥負荷)越低,SRT(污泥齡)越高。脫氮效率越高,而生物除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般應(yīng)控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般應(yīng)控制在8-15d。

2.水力停留時間：水力停留時間與進水濃度、溫度等因素有關(guān)。厭氧段水力停留時間一般在1-2h范圍內(nèi),缺氧段水力停留時間1.5-2.0h,好氧段水力停留時間一般應(yīng)在6h。

3.內(nèi)回流與外回流：內(nèi)回流比r一般在200-500%之間,具體取決于進水TKN濃度,以及所要求的脫氮效率。一般認為,300-500%時脫氮xiaolzuijia佳。內(nèi)回流比r與除磷關(guān)系不大,因而r的調(diào)節(jié)*與反硝化工藝一致。

4.溶解氧(DO)：厭氧段DO應(yīng)控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO應(yīng)控制在0.5mg/L以下,而好氧DO應(yīng)控制在2-3mg/L之間。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脫氮除磷工藝曝氣系統(tǒng)的控制與生物反硝化系統(tǒng)一致。

5.BOD5/TKN與BOD5/TP：對于生物脫氮來說,BOD5/TKN至少應(yīng)大于4.0,而生物除磷則要求BOD5/TP﹥20。運行中應(yīng)定期核算入流污水水質(zhì)是否滿足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不滿足,則應(yīng)投加有機物補充碳源。為了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做補充碳源。為了提高BOD5/TP值,則宜投加乙酸等低級脂肪酸。

6.PH控制及堿度核算：A-A-O生物除磷脫氮系統(tǒng)中,污泥混合液的PH應(yīng)控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,應(yīng)外加石灰,補充堿度不足。

工藝運行異常問題的分析與排除 ?

傳統(tǒng)活性污泥工藝的故障診斷及排除技術(shù),一般均適用于A-A-O脫氮除磷系統(tǒng)。

如果某處理廠控制水質(zhì)目標為:BOD5≦25mg/L;SS≦25mg/L;NH3-N≦3mg/L;NO3-N≦7mg/L;TP≦2mg/L。則當實際水質(zhì)偏離以上數(shù)值時,屬異常情況。

現(xiàn)象一:TP﹤2mg/L,NH3-N﹤2mg/L,NO3N﹥7mg/L。

其原因及解決對策如下:

1.內(nèi)回流比太小，增大內(nèi)回流。

2.缺氧段DO太高，如果DO﹥0.5mg/L,則首先檢查內(nèi)回流比r是否太大。如果太大,則適當降低。另外,還應(yīng)檢查缺氧段攪拌強度是否太大,形成渦流,產(chǎn)生空氣復(fù)氧。

現(xiàn)象二:TP﹤2mg/L,NH3-N﹥3mg/L,NO3-N﹥5mg/L,BOD5﹤25mg/L。

其原因及解決對策如下:

1.好氧段DO不足，如果1.5﹤DO﹤2.0mg/L,則可能只滿足BOD5分解的需要,而不滿足硝化的需要,應(yīng)增大供氣量,使DO處于2-3mg/L。

2.存在硝化抑制物質(zhì)，檢查入流中工業(yè)廢水的成分,加強上游污染源管理。

現(xiàn)象三:TP﹥2mg/L,NH3-N﹤3mg/L,NO3-N﹥5mg/L,BOD5﹤25mg/L。

其原因及解決對策如下:

1.入流BOD5不足。檢查BOD5/TKN是否大于4,BOD5/TP是否大于20,否則應(yīng)采取增加入流BOD5的措施,如跨越初沉池或外加碳源。

2.外回流比太小,缺氧段DO太高。檢查缺氧段DO值,如果DO﹥0.5mg/L,則應(yīng)采取措施,見“現(xiàn)象一"。外回流比太大,把過量的NO3-N帶入了厭氧段,應(yīng)適當降低回流比。

現(xiàn)象四:TP﹥2mg/L,NH3-N﹤3mg/L,NO3-N﹤5mg/L,BOD5﹤25mg/L。

其原因及解決對策如下:

1.泥齡太長，可適當增大排泥,降低SRT。

2.厭氧段DO太高，如果DO﹥0.2mg/L,則應(yīng)尋找DO升高的原因并予以排除。首先檢查是否攪拌強度太大,造成空氣復(fù)氧,否則檢查回流污泥中是否有DO帶入。

3.入流BOD5不足，檢查BOD5/TP值。如果BOD5/TP﹤20,則應(yīng)外加碳源。