废水脱氮除磷处理新工艺.pdf

第 4 章 废水脱氮除磷处理新工艺 随着世界各国对水质标准的要求不断提高，废水脱氮除磷已经成为重要的研究课题之一。众所周 知，当氮、磷在自然水体中浓度较高时，常常导致水体的富营养化，其结果是严重的地破坏了水体的 生态环境及水质，造成水产养殖业等巨大损失。水体的富营养化一旦发生，往往需要很长的时间才能 恢复到水体的正常状态。由于游离氨在水体中对鱼类具有较强的毒性作用，故对于硝化和反硝化的研 究开始的较早。随着城市化在全球范围的迅速发展，每天城市废水的排放量将同步增加，以去除有机 污染物为目的的传统活性污泥法显然已不能满足目前的环境质量标准。欧美很多国家早已开始提出， 对现有的生物处理系统必须进行改造，以满足对脱氮除磷的要求。目前，在废水处理工程领域中常用 脱氮除磷技术主要是生物技术，此外研究较多的还有针对含有高浓度氨氮废水的化学沉淀处理与回收 g 技术。本章将在阐述生物法脱氮原理的基础上，介绍实用的生物法脱氮工艺、新型生物脱氮工艺以及 r 化学沉淀法去除与回收高浓度氨氮技术；此外还介绍生物法除磷原理、工艺以及化学沉淀法除磷技术。 o 4.1 生物法脱氮原理 网r. 4.1.1 硝化与反硝化反应过程 e 废水的生物脱氮过程是由亚硝化细菌(Nitrosomonas) 、硝化细菌(Nitrobacter) 及反硝化细菌 水t (Denitrifying bacteria)共同完成的，大部分氨氮最终被微生物转化为氮气，而其中一小部分被微生物同 化利用。亚硝化和硝化反应是好氧生化过程，而反硝化反应则是缺氧或厌氧生化过程。 a 1. 亚硝化反应 镇w 亚硝化反应是指把氨氮转化为亚硝酸盐的过程，它主要是由亚硝化细菌种群参与完成的。在亚硝 化反应中，氨氮的生物化学过程可表述如下： y 城t NH + +1.5O →NO − +H O +2H + （4-1 ） 4 2 2 2 i 亚硝化细菌和硝化细菌为自氧菌，不能直接利用有机碳源，只能利用无机碳作为合成代谢的碳源， 国c 其中最为常用的无机碳源为碳酸盐、碳酸氢盐或二氧化碳等。假设细菌的分子组成为C H NO ，亚硝 a 5 7 2 化细菌的合成反应一般可表达如下： +中−n − 55NH +76O +109HCO →C H NO +54NO +57H O +104H CO （4-2 ） 4 2 3 5 7 2 2 2 2 3 i 上式表明，每消耗1 mg的氨氮需要8.6 mg的碳酸氢根，因而在亚硝化过程中，必须为微生物提供 h 一定量的无机碳。 c 2. 硝化反应 . 水体中的氨氮通过亚硝化细菌的作用转化为亚硝酸盐后，所产生的亚硝酸盐再经过硝化细菌的作 用进一步转化为硝酸盐，其生物化学反应为： w w NO − +0.5O