2008二建《市政公用工程》真题.ppt

新型生物脱氮技术
环境生物技术
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新型生物脱氮技术
一、传统生物脱氮简介
1、脱氮原理
2、传统脱氮工艺
二、新型生物脱氮技术
1、半硝化工艺(SHARON)
2、厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX)
3、半硝化-厌氧氨氧化工艺( SHARON –ANAMMOX)
4、生物膜内自养脱氮工艺( CANON)
5、总结
三、其他生物脱氮新技术简介
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一、传统生物脱氮简介
将废水中的有机氮转化为氨氮,通过硝化作用将氨氮转化为硝态氮,再通过反硝化作用将硝态氮还原为氮气从水中逸出,从而实现生物脱氮的目的。
有机氮
NH4+
NO2-
NO3-
N2
好氧或厌氧
氨化作用
硝化作用
反硝化作用
NO2-
有机氮通过酶和微生物作用下释放氨的过程
微生物将氨氧化成亚硝酸盐,进一步氧化成硝酸盐
硝态氮在反硝化细菌作用下还原成氮气
细菌
霉菌
亚硝化菌
硝化菌
反硝化菌
异养微生物:芽孢杆菌、节杆菌、木霉、曲霉、青霉等
以HCO3-为碳源,自养;硝化反应消耗碱度,pH下降;( NH4+- NO3-)。O2作为电子供体。
异养兼性厌氧细菌,缺氧条件下反应;有机物作为电子供体,硝酸盐(亚硝酸盐)作为电子受体。
氨化作用
硝化作用
反硝化作用
微生物
1、脱氮原理
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传统的氨氮生物脱氮途径包括硝化和反硝化两个阶段。由于硝化菌和反硝化菌对环境条件要求不同,硝化和反硝化反应往往分开进行。由此形成分级硝化、反硝化工艺。
硝化过程:O2为电子供体
NH4+
+ O2
NO2- + 2H+ + 2H2O
NO2- + O2
NO3-
反硝化过程:有机物(甲醇、乙醇、乙酸等)为电子供体
2 NO3- + 10H+ + 10e-
N2 + 2OH+ + 4H2O
2 NO2- + 6H+ + 6e-
N2 + 2OH+ + 4H2O
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2、传统脱氮工艺
1932年,Wuhrmann利用内源反硝化建立了后置反硝化工艺。
1962年,Ludzack和Ettinger提出前置反硝化工艺。
1973年,Barnard结合前两种工艺提出A/O工艺。
后来出现的各种改进工艺,Bardenpho、A/A/O等等
以下是两种传统生物脱氮工艺:
a 、传统三级生物脱氮工艺:将含碳有机物的去除和氨化、硝化及反硝化在三个池中独立进行。
曝气池
沉淀池
硝化池
二沉池
反硝化池
终沉池
甲醇
污泥回流
污泥回流
污泥回流
进水
出水
b 、A/O工艺:前置反硝化,单级活性污泥脱氮工艺。废水经缺氧池,再经过好氧池,并将好氧池出水和沉淀池污泥回流至厌氧池。
缺氧池
好氧池
沉淀池
进水
出水
回流
污泥回流
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二、新型生物脱氮技术
传统的生物脱氮工艺存在着不少问题:
1、工艺流程长,占地面积大(传统工艺认为硝化、反硝化不能同时进行)。
2、硝化菌群繁殖速度慢,且难以维持较高浓度,需要较大曝气池,费用高。
3、需进行污泥和硝化液回流,动力成本高。
4、系统抗冲击能力弱,高浓度NH3-N和NO2-会抑制硝化菌生长。
5、硝化过程产酸,需投加碱中和。
近年来,许多研究表明:
硝化反应不仅由自养菌完成,某些异养菌也可以进行硝化作用;
反硝化不只在厌氧条件下进行,某些细菌也可以在好氧条件下进行;
许多好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌(Thiosphaera pantotropha),能把NH4+氧化成NO2-后直接进行反硝化。
生物脱氮技术的发展,突破了传统理论的认识,产生了一些新型生物脱氮技术。下面几种主要的新型脱氮工艺
1、半硝化工艺(SHARON)
2、厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX)
3、半硝化-厌氧氨氧化工艺( SHARON –ANAMMOX)
4、生物膜内自养脱氮工艺( CANON)
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1、半硝化工艺(SHARON)
SHARON(single reactor system for high ammonia removal over nitrite)是由荷兰的Delft大学开发的一种新型生物脱氮工艺。
该工艺可以采用CSTR(连续搅拌反应器),适用NH4+-N浓度(>)较高的废水生物脱氮,反应常在30~35℃内进行。
氨氮的氧化是酸化的过程,因此水体的pH是影响硝化反应的重要因子。
在碱度足够的条件下,废水中50%的NH4+-N被亚硝化细菌氧化为NO2—N。
NH4+ + HCO3- + O2
+ + - + CO2 +
半硝化工艺除了要有足够的HCO3-碱度外,还要求较高的温度。
当温度高于25℃时: