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细菌霉菌异养微生物:芽孢杆菌、节杆菌、木霉、曲霉、青霉等微生物将氨氧化成亚硝酸盐, 进一步氧化成硝酸盐亚硝化菌硝化菌以 HCO 3 -为碳源,自养;硝化反应消耗碱度, pH下降;耗氧 ( NH 4+- NO 3-)。 O 2作为电子供体。硝态氮在反硝化细菌作用下还原成氮气反硝化菌异养兼性厌氧细菌,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 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 ) 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: 亚硝化菌群的世代时间比硝化菌群世代时间短。为使硝化反应停留在亚硝化阶段,可以控制泥龄将硝化菌群清洗出反应器,留下亚硝化菌群。出水对 NH4+ 要