污水處理培訓資料

第一章    我國水污染情況及城市污水廠發(fā)展

第二章    污水處理基礎知識

第三章    污水好氧、厭氧及脫氮除磷生物原理

第四章    活性污泥法工藝介紹

第五章    生物膜法工藝介紹

生物脫氮原理

生物脫氮是在微生物的作用下，將有機氮和NH3-N轉(zhuǎn)化為N2氣體的過程。

廢水中存在著有機氮、NH3-N、NOx－-N等形式的氮，而其中以NH3-N和有機氮為主要形式。在生物處理過程中，有機氮被異養(yǎng)微生物氧化分解，即通過氨化作用轉(zhuǎn)化為成NH3-N，而后經(jīng)硝化過程轉(zhuǎn)化變?yōu)镹Ox－-N，最后通過反硝化作用使NOx－-N轉(zhuǎn)化成N2，而逸入大氣。

由此可見，進行生物脫氮可分為氨化－硝化－反硝化三個步驟。由于氨化反應速度很快，在一般廢水處理設施中均能完成，故生物脫氮的關鍵在于硝化和反硝化。

氨化作用

氨化作用是指將有機氮化合物轉(zhuǎn)化為NH3-N的過程，也稱為礦化作用。參與氨化作用的細菌稱為氨化細菌。在自然界中，它們的種類很多，主要有好氧性的熒光假單胞菌和靈桿菌、兼性的變形桿菌和厭氧的腐敗梭菌等。在好氧條件下，主要有兩種降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脫氨.例如氨基酸生成酮酸和氨

  另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脫氮反應

在厭氧或缺氧的條件下，厭氧微生物和兼性厭氧微生物對有機氮化合物進行還原脫氨、水解脫氨和脫水脫氨三種途徑的氨化反應。

硝化反應

在硝化細菌的作用下,氨態(tài)氮進一步分解、氧化,就此分兩個階段進行。首先,在亞硝化細菌的作用下,使氨(NH4 + )轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮,亞硝酸氮在硝酸菌的作用下,進一步轉(zhuǎn)化為硝酸氮。（亞硝酸菌有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和亞硝酸球菌屬。硝酸菌有硝酸桿菌屬、硝酸球菌屬）

根據(jù)計算：每氧化1mg  NH4+-N為NO3- -N,需要消耗堿7.07mg（以CaCO3計），如果沒有足夠的堿度，硝化反應將導致PH下降，使反應速度減緩，氧化1mg  NH4+-N為NO2- -N需要氧3.16mg,  氧化1mg  NO2--N為NO3- -N需要氧1.11mg,  所以共需要氧4.27mg.所以要有足夠的氧量。

硝化反應需要的環(huán)境條件：

好氧條件，并保持一定的堿度，反應池內(nèi)溶解氧含量的高低，影響硝化反應的進程（溶解氧在1.2～2.0mg/L） 。 在硝化反應中，釋放H+離子，使PH值下降，消化菌對PH值十分敏感，為了保持適宜的PH值，應當在水中保持足夠的堿度，對消化菌的適宜的PH值為8.0~8.4。

混合液中有機物不應太高，消化菌是自養(yǎng)型菌，有機質(zhì)濃度并不是它的增殖限制因素，若BOD值過高，增值速度較高的異養(yǎng)型菌迅速增殖，，從而使消化菌不能成為優(yōu)勢菌種。

硝化反應的適宜溫度是20~30度，15度以下硝化反應速度下降，5度是完全地停止。

停留時間，生物固體在反應器內(nèi)停留時間（污泥齡）必須大于生物最小的時代時間，一般取之應為消化菌最小世代時間的2倍以上，消化菌的最小世代時間在適宜的條件下是3天，一次應取6天。

對硝化反應有抑制的因素有重金屬、高濃度的 NH4+-N、 高濃度的  NO3- -N  、 高濃度的有機基質(zhì)、高濃度的絡和陽離子 。

普通活性污泥法運行系統(tǒng)流程和原理

① 曝氣池：反應主體

② 二沉池： 進行泥水分離，保證出水水質(zhì)；保證回流污泥，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度。

③ 回流系統(tǒng)： 維持曝氣池的污泥濃度；

改變回流比，改變曝氣池的運行工況

④ 剩余污泥排放系統(tǒng)： 是去除有機物的途徑之一；

維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

⑤ 供氧系統(tǒng):提供足夠的溶解氧；

主要由供氧鼓風機和專用曝氣裝置構成

活性污泥系統(tǒng)有效運行的基本條件

1）廢水中含有足夠的可容性易降解有機物；

2） 混合液含有足夠的溶解氧；

3） 活性污泥在池內(nèi)呈懸浮狀態(tài)；

4） 活性污泥連續(xù)回流、及時排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；

5） 無有毒有害的物質(zhì)流入。

活性污泥系統(tǒng)處理機理：

第一階段：污水中的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上，這是由于其巨大的比表面積 和多糖類黏 性物質(zhì)。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。

第二階段：微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供 給自身的增殖繁衍。

活性污泥反應進行的結果：

污水中有機污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以 繁衍增長，污水則得以凈化處理。

缺點：對沖擊負荷適應性差，易發(fā)生污泥膨脹、處理構筑物占地面積大、基建投資和運行費用高等。

CASS法

1）原理

CASS法是在間歇式活性污泥法（SBR法）的基礎上演變而來的，它是在CASS反應池前部設置了生物選擇區(qū)，后部設置了可升降的自動潷水裝置。其工作過程可分為曝氣、沉淀和排水三個階段，周期循環(huán)進行。污水連續(xù)進入預反應區(qū)，經(jīng)過隔墻底部進入主反應區(qū)，在保證供氧的條件下，使有機物被池中的微生物降解。根據(jù)進水水質(zhì)可對運行參數(shù)進行調(diào)整。

CASS工藝分預反應區(qū)和主反應區(qū)。在預反應區(qū)內(nèi)，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經(jīng)歷一個高負荷的基質(zhì)快速積累過程，這對進水水質(zhì)、水量、PH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區(qū)經(jīng)歷一個較低負荷的基質(zhì)降解過程。CASS工藝集反應、沉淀、排水、功能于一體，污染物的降解在時間上是一個推流過程，而微生物則處于好氧、缺氧、厭氧周期性變化之中，從而達到對污染物去除作用，同時還具有較好的脫氮、除磷功能。經(jīng)過模擬試驗研究，CASS工藝已成功應用于生活污水、食品廢水、制藥廢水的治理，并取得了良好的處理效果。

A2O工藝

原理

A2/O工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。在該工藝流程內(nèi)，BOD5、SS和以各種形式存在的氮和磷將一一被去除。A2O生物脫氮除磷系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在好氧段，硝化細菌將入流中的氨氮及有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮氣逸入到大氣中，從而達到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，將磷除去。  該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右

主要工藝特點

?   污染物去除效率高，運行穩(wěn)定，有較好的耐沖擊負荷?！?/p>

?   厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。

?   脫氮效果受混合液回流比大小的影響,除磷效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態(tài)氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高。

?   在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中，該工藝流程最為簡單，總的水力停留時間也少于同類其他工藝

?   在厭氧—缺氧—好氧交替運行下，絲狀菌不會大量繁殖，SVI一般小于100，不會發(fā)生污泥膨脹。污泥沉降性能

?   污泥中磷含量高，一般為2.5％以上。

?   反應池容積比A/O脫氮工藝還要大； 污泥內(nèi)回流量大，能耗較高；用于中小型污水廠費用偏高； 沼氣回收利用經(jīng)濟效益差； 污泥滲出液需化學除磷。

這份資料介紹了幾種水處理的工藝，包括CASS工藝、A2O工藝、氧化溝工藝等，如若需要，請在水世界微信公眾號中回復“污水處理”即可免費下載。