污水脫氮工藝(全)-課件

污水脫氮工藝介紹（全）1ppt課件污水脫氮工藝介紹（全）1ppt課件1.水體中氮素的來源與危害2.氮素污染控制3.生物脫氮原理4.生物脫氮技術(shù)

內(nèi)容提要5.生物脫氮新工藝2ppt課件1.水體中氮素的來源與危害2.氮素污染控制3.生物脫1.水體中氮素的來源水體中氮素的來源與危害自然來源人類活動(dòng)大

氣

降水降塵

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區(qū)

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氮

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大

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水體3ppt課件1.水體中氮素的來源水體中氮素的來源與危害自然來源人類活動(dòng)污染源水體中氮素的來源與危害點(diǎn)源

(Pointsources)非點(diǎn)源，面源

(Non-pointsources)通過排放口

集中排放污染物主要通過

徑流過程點(diǎn)源污染

(Pointsourcepollution)非點(diǎn)源污染，面源污染

(Non-pointsourcepollution)城市污水

工業(yè)廢水等地表徑流，養(yǎng)魚投餌

降塵，降雨等4ppt課件污染源水體中氮素的來源與危害點(diǎn)源

(Pointsource2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害有機(jī)氮廢水的工業(yè)來源及其濃度5ppt課件2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害有機(jī)氮廢水的工2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害氨氮廢水的工業(yè)來源及其濃度6ppt課件2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害氨氮廢水的工業(yè)2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害氨氮廢水的工業(yè)來源及其濃度7ppt課件2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害氨氮廢水的工業(yè)2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害氨氮廢水的工業(yè)來源及其濃度8ppt課件2.氨氮廢水的工業(yè)來源水體中氮素的來源與危害氨氮廢水的工業(yè)3.氮在水體中的存在形態(tài)水體中氮素的來源與危害有機(jī)氮無機(jī)氮蛋白質(zhì)(C,O,N,H,N=15~18%)多肽氨基酸尿素[CO(NH2)2]其他(硝基、胺及銨類化合物)COOHHRCNH2氨氮(NH3-N,NH4+-N)亞硝態(tài)氮(NO2--N)硝態(tài)氮(NO3--N)9ppt課件3.氮在水體中的存在形態(tài)水體中氮素的來源與危害有機(jī)氮無水體中氮素的來源與危害氨氮(NH3-N,NH4+-N)亞硝態(tài)氮(NO2--N)硝態(tài)氮(NO3--N)總氮

(TN)有機(jī)氮無機(jī)氮?jiǎng)P氏氮(TKN)=有機(jī)氮+氨氮水污染控制中經(jīng)常提到的幾個(gè)術(shù)語TN=TKN+NOx-N10ppt課件水體中氮素的來源與危害氨氮(NH3-N,NH4+-N)亞硝水體中氮素的來源與危害4.氮素污染的危害

造成水體的富營養(yǎng)化(eutrophication)現(xiàn)象；水生植物和藻類異常增殖水華

赤潮11ppt課件水體中氮素的來源與危害4.氮素污染的危害造成水體的富營養(yǎng)1998年渤海灣赤潮12ppt課件1998年渤海灣赤潮12ppt課件2004年6月

浙江近海13ppt課件2004年6月

浙江近海13ppt課件2009年中國近海赤潮情況海洋赤潮發(fā)生的原因20世紀(jì)末中國海洋水質(zhì)14ppt課件2009年中國近海赤潮情況海洋赤潮發(fā)生的原因20世紀(jì)末中國海水體中氮素的來源與危害4.氮素污染的危害

增加了給水處理的成本；

例如：加氯消毒8～10gCl2/gNH3-N

引起水體缺氧；14gN64gO2每氧化1gNH4-N為NO3-N，共需要氧4.57g15ppt課件水體中氮素的來源與危害4.氮素污染的危害增加了給水處理水體中氮素的來源與危害

氨氮對(duì)水生生物有毒游離氨>1mg/L游離氨

FreeAmmonium25℃時(shí)，氨的離解常數(shù)為1.8×10-516ppt課件水體中氮素的來源與危害氨氮對(duì)水生生物有毒游離氨>1mg/L水體中氮素的來源與危害pH和溫度的升高將增強(qiáng)氨氮的毒性？17ppt課件水體中氮素的來源與危害pH和溫度的升高將增強(qiáng)氨氮的毒性？17水體中氮素的來源與危害

硝酸鹽影響人類健康硝酸鹽

(NO3-N)亞硝酸鹽

(NO2-N)血紅蛋白(Fe2+)+O2

氧和血紅蛋白(Fe2+)(紅色，具有輸氧能力)血紅蛋白(Fe2+)+NO2-

高鐵血紅蛋白(Fe3+)(褐色，喪失輸氧能力)高鐵血紅蛋白癥胃癌等亞硝酸鹽能與胺或酰胺反應(yīng)生成亞硝胺或亞硝酰氨，

后兩者都有致癌作用。18ppt課件水體中氮素的來源與危害硝酸鹽影響人類健康硝酸鹽

(NO3-氨氮的濃度及其相應(yīng)的毒理作用19ppt課件氨氮的濃度及其相應(yīng)的毒理作用19ppt課件自然來源人類活動(dòng)大

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水體氮素污染控制面源污染控制技術(shù)修建污水廠20ppt課件自然來源人類活動(dòng)大

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氮1.廢水脫氮技術(shù)氮素污染控制物化法生物法吹脫(氣提)法折點(diǎn)加氯法離子交換法磷酸氨鎂沉淀法其它方法21ppt課件1.廢水脫氮技術(shù)氮素污染控制物化法生物法吹脫(氣提)法折點(diǎn)吹脫(氣提)法基本原理：

將水中的游離氨轉(zhuǎn)移到氣體(空氣或蒸汽)中去。氨吹脫工藝的三個(gè)條件：提高pH，一般用NaOH;

在吹脫塔中反復(fù)形成水滴，減小表面張力，增大接觸面積。氣體循環(huán)，增大濃度差；影響氨氣從水中向氣體中轉(zhuǎn)移的因素：水氣界面處的表面張力；

水和氣體中氨的濃度差。22ppt課件吹脫(氣提)法基本原理：

將水中的游離氨轉(zhuǎn)移到氣體(空氣或蒸沉淀池空氣吹脫法工藝流程圖：空氣吹脫法(ammoniastripping)pH調(diào)節(jié)池進(jìn)水氨和尾氣出水空氣排泥CaO或NaOH吹

脫

塔23ppt課件沉淀池空氣吹脫法工藝流程圖：空氣吹脫法(ammoniast氨水蒸餾工藝流程圖——以焦化廢水為例：蒸氨供料槽調(diào)節(jié)池NaOH

30%pH113℃蒸汽103℃氨氣NH3-N

4000mg/LNH3-N

250mg/L生化換熱冷卻蒸氨塔pH=8.5-9氣提法冷卻30~35℃106℃24ppt課件氨水蒸餾工藝流程圖——以焦化廢水為例：蒸氨供料槽調(diào)節(jié)池NaO重要的工藝參數(shù)：(1)pH=10.5-11.5;(2)水力負(fù)荷：2.4-7.2m3/(m2.h);(3)氣液比：填料高度>6m時(shí)，G/L=2200-2300;(4)蒸汽用量：0.125~3t蒸汽/1m3水泡罩塔：0.08t蒸汽/1m3水，浮閥塔：0.13t蒸汽/1m3水。空氣吹脫(氣提)法低濃度氨氮廢水：室溫下空氣吹脫；高濃度氨氮廢水：蒸汽吹脫。1.0MPa蒸汽

價(jià)格在180-200元/噸25ppt課件重要的工藝參數(shù)：空氣吹脫(氣提)法低濃度氨氮廢水：室溫下空氣折點(diǎn)加氯法法(breakpointchlorination)基本原理：26ppt課件折點(diǎn)加氯法法(breakpointchlorination折點(diǎn)加氯法法(breakpointchlorination)重要工藝參數(shù)：(1)準(zhǔn)確控制氯投加量：

理論投氯量(以氯氣計(jì))：NH3-N=7.6:1

實(shí)際投加量(以氯氣計(jì))通常為:(8:1)-(10:1)(2)控制pH，控制反應(yīng)副產(chǎn)物NO3-和NCl3;

控制pH在中性條件下進(jìn)行。(3)反應(yīng)時(shí)間：1min;27ppt課件折點(diǎn)加氯法法(breakpointchlorination離子交換法(Ionexchange)基本原理：廢水中的NH4+與陽離子交換樹脂中的陽離子進(jìn)行交換。對(duì)NOx-和有機(jī)氮沒有效果。常用的離子交換劑：沸石(Zeolite)沸石是含水的鈣、鈉以及鋇、鉀的硅鋁酸鹽礦物，一般用化學(xué)式(M,N2)·O·AlO3·nSiO2·mH2O表示。廢水中的NH4+與沸石中的M+,N2+進(jìn)行交換。國產(chǎn)沸石有：斜發(fā)沸石(Clinoptilolite)

絲光沸石(Mordenite)28ppt課件離子交換法(Ionexchange)基本原理：廢水中的NH離子交換法(Ionexchange)斜發(fā)沸石對(duì)不同陽離子的選擇交換順序如下：沸石的再生：化學(xué)再生法氣提再生法NaOH,Ca(OH)2,NaCl焚燒法生物再生法空氣或蒸汽500~600℃高溫,NH4+NH3生物硝化，研究中29ppt課件離子交換法(Ionexchange)斜發(fā)沸石對(duì)不同陽離子的離子交換法(Ionexchange)工藝流程：再生液貯槽進(jìn)水(二級(jí)處理+過濾)出水沸石離子交換柱吹脫塔補(bǔ)充再生液空氣空氣和NH3Na+或Ca2+NH4+NH4+Na+或Ca2+30ppt課件離子交換法(Ionexchange)工藝流程：再生液貯槽進(jìn)離子交換法(Ionexchange)重要工藝參數(shù)：(1)pH=4~8;(2)空床速度(SV),SV=Q/V

Q，流量，m3/h;V，吸附柱體積，m3;SV=5~10h-1，與沸石粒徑有關(guān)。(3)沸石粒徑：0.8~1.7mm;(4)床深：0.9~1.8m;(5)進(jìn)入吸附柱的SS<35mg/L;31ppt課件離子交換法(Ionexchange)重要工藝參數(shù)：31pp磷酸氨鎂(MAP)沉淀法基本原理：常用藥劑：(1)Mg(OH)2+H3PO4;(2)MgHPO4·3H2O;(3)MgO+磷酸鹽(MAP)為了降低藥劑費(fèi)用，所得MAP可通過堿性熱解，除回收氨外，形成的磷酸鈉鎂可以再次作為沉淀劑，用來去除廢水中的氨氮。MgNH4PO4?6H2O+NaOH→MgNaPO4+NH3+7H2O鳥糞石（struvite）magnesiumammoniumphosphate32ppt課件磷酸氨鎂(MAP)沉淀法基本原理：常用藥劑：(MAP)磷酸氨鎂(MAP)沉淀法重要工藝參數(shù)：(1)pH=8.5~9.5;(2)理想的投加比例(摩爾比):[MgHPO4·3H2O]:NH4+-N=1.5~2.0Mg(OH)2+H3PO4

Mg(OH)2：NH4+-N=4：1H3PO4：Mg(OH)2=1.5：1

MAP為堿式鹽，在酸性條件下易溶解，沉淀反應(yīng)最好在較高的pH下進(jìn)行。但是，若pH>9.5，MAP會(huì)釋放出刺鼻的氣味。33ppt課件磷酸氨鎂(MAP)沉淀法重要工藝參數(shù)：MAP為堿式鹽，在酸性

物化法脫氮的比較常用物化法脫氮技術(shù)比較34ppt課件物化法脫氮的比較常用物化法脫氮技術(shù)比較34ppt課件

生物法脫氮的基本原理有機(jī)氮(氨化作用)氨化菌NH4+-N(亞硝化作用)NO2--N亞硝酸菌+O2硝酸菌+O2(硝化作用)NO3--N反硝化菌+有機(jī)碳(反硝化作用)N235ppt課件生物法脫氮的基本原理有機(jī)氮(氨化作用)氨化菌NH4+-N(

生物法脫氮的基本原理1。氨化作用(Ammonification)氨化作用無論在好氧還是厭氧，中性、酸性還是堿性環(huán)境中都能進(jìn)行，只是作用的微生物種類不同、作用的強(qiáng)弱不一2。硝化作用(Nitrification)如果不考慮硝化過程中硝化細(xì)菌的增殖，硝化過程的氧化反應(yīng)式為：36ppt課件生物法脫氮的基本原理1。氨化作用(Ammonificati硝化作用(Nitrification)1.每氧化1gNH4+-N為NO3?-N需要消耗堿度7.14g(以CaCO3計(jì))

(100/14=7.14)注：每氧化14gNH4+-N為NO3?-N，產(chǎn)生2molH+，需要1mol的CaCO3(分子量為100)來中和。2.不計(jì)細(xì)菌增值，每氧化1gNH4-N為NO3-N，共需要氧4.57g。37ppt課件硝化作用(Nitrification)1.每氧化1gNH4+1gNH4+-N1gNO3?-N堿度7.14g

(以CaCO3計(jì))需要氧4.57g硝化作用(Nitrification)38ppt課件1gNH4+-N1gNO3?-N堿度7.14g

(以CaCO硝化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)生物硝化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型可用Monod公式表示:硝化作用(Nitrification)39ppt課件硝化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)生物硝化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型可用Monod公式表20℃條件下硝化菌的Monod參數(shù)硝化作用(Nitrification)40ppt課件20℃條件下硝化菌的Monod參數(shù)硝化作用(Nitrific亞硝酸菌和硝酸菌硝化作用(Nitrification)41ppt課件亞硝酸菌和硝酸菌硝化作用(Nitrification)41硝化段中含碳有機(jī)基質(zhì)濃度與總氮(TKN)的比例將直接影響活性污泥中硝化菌所占的比例.硝化作用(Nitrification)BOD5/TKN與活性污泥中硝化細(xì)菌含量的關(guān)系摘自馬文漪、楊柳燕,環(huán)境微生物工程.南京大學(xué)出版社,1998年42ppt課件硝化段中含碳有機(jī)基質(zhì)濃度與總氮(TKN)的比例將直接影響活性影響硝化反應(yīng)的環(huán)境因素硝化作用(Nitrification)43ppt課件影響硝化反應(yīng)的環(huán)境因素硝化作用(Nitrification影響硝化反應(yīng)的環(huán)境因素硝化作用(Nitrification)44ppt課件影響硝化反應(yīng)的環(huán)境因素硝化作用(Nitrification1gNH4+-N1gNO3?-N堿度7.14g

(以CaCO3計(jì))需要氧4.57g硝化作用(Nitrification)SRT>15d45ppt課件1gNH4+-N1gNO3?-N堿度7.14g

(以CaCO

生物法脫氮的基本原理2。硝化作用(Nitrification)1。氨化作用(Ammonification)3。反硝化作用(Denitrification)NO3--NNO2--NNON2ON246ppt課件生物法脫氮的基本原理2。硝化作用(Nitrificatio反硝化作用(Denitrification)生物反硝化的總反應(yīng)式如下：由式(1-7)計(jì)算，轉(zhuǎn)化1gNO2?-N為N2時(shí)，需要有機(jī)物(以BOD表示)1.71g[3×16/(2×14)=1.71]。由式(1-8)計(jì)算，轉(zhuǎn)化1gNO3?-N為N2時(shí)，需要有機(jī)物(以BOD表示)2.86g[5×16/(2×14)=2.86]。還原1gNO2?-N或NO3?-N均可產(chǎn)生3.57g堿度(以CaCO3計(jì))(50/14)，硝化過程中消耗的堿度有近50%得到回收。47ppt課件反硝化作用(Denitrification)生物反硝化的總反反硝化作用(Denitrification)反硝化過程中需要的有機(jī)物總量可按下式估算：C=2.86[NO3--N]+1.71[NO2--N]+DO式中：C

——反硝化需要的有機(jī)物總量，

按BOD5計(jì)(mg/L)；[NO3--N]——污水中硝態(tài)氮的濃度（mg/L)；[NO2--N]——污水中亞硝態(tài)氮的濃度（mg/L)；DO——污水中溶解氧的濃度（mg/L)。如果廢水中缺少有機(jī)碳源，則應(yīng)補(bǔ)加有機(jī)物，一般投加甲醇，這是因?yàn)榧状挤纸獾漠a(chǎn)物是CO2與H2O，不殘留任何難降解的中間產(chǎn)物。48ppt課件反硝化作用(Denitrification)反硝化過程中需要反硝化作用(Denitrification)反硝化細(xì)菌大量存在于污水處理系統(tǒng)中。反硝化細(xì)菌是兼性細(xì)菌在無分子氧的條件下，它們能利用NO2?和NO3?中的N+5和N+3作為能量代謝中的電子受體，O-2作為受氫體生成H2O和OH?堿度，有機(jī)物作為碳源及電子供體提供能量并得到氧化穩(wěn)定。在有分子態(tài)DO存在時(shí)，它們氧化分解有機(jī)物，利用分子氧作為最終電子受體；49ppt課件反硝化作用(Denitrification)反硝化細(xì)菌大量存反硝化作用(Denitrification)影響反硝化反應(yīng)的環(huán)境因素50ppt課件反硝化作用(Denitrification)影響反硝化反應(yīng)的1gNO3?-N1gN2產(chǎn)生堿度3.57g

(以CaCO3計(jì))需要碳源BOD/TKN>4反硝化作用(Denitrification)DO<0.5mg/L

51ppt課件1gNO3?-N1gN2產(chǎn)生堿度3.57g

(以CaCO3計(jì)常用生物脫氮技術(shù)生物脫氮工藝多級(jí)污泥系統(tǒng)單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝懸浮污泥系統(tǒng)

(SuspendedSystem)膜法系統(tǒng)

(AttachedSystem)三級(jí)二級(jí)A/O,氧化溝，SBR52ppt課件常用生物脫氮技術(shù)生物脫氮工藝多級(jí)污泥系統(tǒng)單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮多級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)物降解菌、硝化菌和反硝化菌分別在各自反應(yīng)器內(nèi)生長繁殖，環(huán)境條件適宜，反應(yīng)速度快而且比較徹底，可以獲得相當(dāng)好的BOD5去除效果和脫氮效果。缺點(diǎn)：該流程構(gòu)筑物和設(shè)備多，造價(jià)高，運(yùn)行管理復(fù)雜，且需要外加碳源，運(yùn)行費(fèi)較高，一般應(yīng)用不多。53ppt課件多級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)物降解菌、硝化菌和反硝化菌兩級(jí)生物脫氮系統(tǒng)主要缺點(diǎn)：

該流程仍然較復(fù)雜，出水有機(jī)物濃度也不能保證十分理想。54ppt課件兩級(jí)生物脫氮系統(tǒng)主要缺點(diǎn)：

該流程仍然較復(fù)雜，出水有機(jī)物濃度單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝主要缺點(diǎn)：

要取得滿意的脫氮效果，必須保證足夠大的混合液回流比，通常在1～4倍的進(jìn)水流量，這勢必增加運(yùn)行費(fèi)用缺氧(Anoxic)/好氧(Aerobic)脫氮工藝

簡稱A/O脫氮工藝：55ppt課件單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝主要缺點(diǎn)：

要取得滿意的脫氮效果，必單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝主要缺點(diǎn)：

污泥負(fù)荷比較低，污泥齡較長，占地面積較大。氧化溝(OxidationDitch)生物脫氮工藝56ppt課件單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝主要缺點(diǎn)：

污泥負(fù)荷比較低，污泥齡較單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝主要缺點(diǎn)：

占地面積大，設(shè)備利用率較低。序批式活性污泥法(SequencingBatchActivatedSludgeProcess)57ppt課件單級(jí)污泥系統(tǒng)生物脫氮工藝主要缺點(diǎn)：

占地面積大，設(shè)備利用率較A/O脫氮工藝主要設(shè)計(jì)參數(shù)：

1.有機(jī)負(fù)荷：Ns=0.1~0.7kgBOD/(kgMLSS.d);2.總氮負(fù)荷：NTN<0.03kgN/(kgMLSS.d);3.MLSS=2000~5000mg/L;4.HRT比值：A:O=1:3;5.污泥回流比：R=50%~100%;6.混合液回流比，又稱內(nèi)回流比：r=200%~500%;7.缺氧池采用機(jī)械攪拌，混合功率宜采用5~8W/m3;8.SRT>30d。58ppt課件A/O脫氮工藝主要設(shè)計(jì)參數(shù)：

1.有機(jī)負(fù)荷：Ns=0.1~污水脫氮工藝選擇考慮的因素：1.廢水的性質(zhì)；2.出水要求；3.經(jīng)濟(jì)性。目前常用的廢水脫氮工藝：1.生物脫氮法；2.氨氮吹脫；3.折點(diǎn)氯化法；4.離子交換法。59ppt課件污水脫氮工藝選擇考慮的因素：目前常用的廢水脫氮工藝：59pp污水脫氮工藝選擇各種生物脫氮組合工藝及其應(yīng)用范圍原廢水O

A處理出水CH3OHN2原廢水O2

A處理出水CH3OHN2O1BarHz工藝60ppt課件污水脫氮工藝選擇各種生物脫氮組合工藝及其應(yīng)用范圍原廢水O原廢水O

A處理出水A原廢水O處理出水A（Spector工藝）CH3OHN261ppt課件原廢水OA處理出水A原廢水O處理出水A（Spector工原廢水A2

O處理出水A1原廢水A

O處理出水厭水解池CH4UASB

EGSBCH4N2N262ppt課件原廢水A2O處理出水A1原廢水AO處理出水厭水解池CH