天津眾邁廠家生物脫氮除磷原理、控制及異?？偨Y
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化為氨態(tài)氮的基礎上，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化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，即，將 轉化為 和 。在缺氧條件下通過反硝化作用將硝氮轉化為氮氣，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化為細胞原生質成分。主要過程如下：氨化作用是有機氮在氨化菌的作用下轉化為氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下進一步轉化為硝酸鹽氮。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,在充分利用基質的同時,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，產(chǎn)生質子驅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筑物的組成，除磷工藝流程可分為主流程除磷工藝和側流程除磷工藝。
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、除磷設施運行管理的注意事項
1)厭氧段是生物除磷最關鍵的環(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，應當設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化學沉淀設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一般應控制在0.1-0.18㎏bod5/(kgmlvss·d),srt一般應控制在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。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應控制在0.2mg/l以下,缺氧段do應控制在0.5mg/l以下,而好氧do應控制在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至少應大于4.0,而生物除磷則要求bod5/tp﹥20。運行中應定期核算入流污水水質是否滿足bod5/tkn﹥4.0,bod5/tp﹥20。如果其中之一不滿足,則應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應控制在7.0之上;如果ph﹤6.5,應外加石灰,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,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,還應檢查缺氧段攪拌強度是否太大,形成渦流,產(chǎn)生空氣復氧。
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,應增大供氣量,使do處于2-3mg/l。
2.存在硝化抑制物質，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,則應外加碳源。