污水生物除磷課件

污水生物除磷污水生物除磷1一、城市污水中磷的主要來源二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展三、生物除磷基本原理四、生物除磷的主要影響因素一、城市污水中磷的主要來源2一、城市污水中磷的主要來源城市污水中所存在的含磷物質(zhì)基本上都是不同形式的磷酸鹽（簡稱磷或總磷，一般用P或TP表示）分類：一、城市污水中磷的主要來源城市污水中所存在的含磷物質(zhì)基本上都3一、城市污水中磷的主要來源

城市污水中所含的磷主要來源于：人類活動(dòng)的排泄物及廢棄物、工商企業(yè)、合成洗滌劑和家用洗滌劑。一、城市污水中磷的主要來源4二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展污水生物除磷技術(shù)經(jīng)理了5個(gè)發(fā)展階段：1、對(duì)具有明顯除磷能力的污泥和生產(chǎn)性污水處理廠進(jìn)行了觀測(cè)和試驗(yàn)研究，證明了除磷作用的生物學(xué)本質(zhì)和生物有道化學(xué)沉淀的輔助作用。2、認(rèn)識(shí)到好氧區(qū)之前設(shè)置厭氧接觸區(qū)，污泥進(jìn)行厭氧-好氧交替循環(huán)的必要性，從而開發(fā)了多種生物除磷工藝流程，并開始工程化應(yīng)用。二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展污水生物除磷技術(shù)經(jīng)理了5個(gè)發(fā)展階段5二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展3、在試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到避免缺氧和好氧性電子受體（硝態(tài)氮或溶解氧）進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的必要性，開發(fā)了優(yōu)化生物除磷性能的工藝技術(shù)和運(yùn)行技術(shù)；4、認(rèn)識(shí)到簡單低分子量（可快速生物降解）基質(zhì)的作用及存在的必要性，引入了生物化學(xué)和生物力能學(xué)理論，使污水生物除磷技術(shù)進(jìn)入了定量化模擬和優(yōu)化階段；二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展3、在試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到避6二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展5、人工強(qiáng)化除磷系統(tǒng)的快速生物降解基質(zhì)（低分子有機(jī)物）供給，建立了污水生物除磷的數(shù)學(xué)模型，污水生物除磷技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展7三、生物除磷基本原理自從第一次報(bào)道在一些活性污泥法處理廠中去除了超出正常生物代謝所需的磷之后，人們對(duì)除磷機(jī)制就一直存在兩種看法。一種認(rèn)為，雖然存在生物轉(zhuǎn)化，但主要是無機(jī)物沉淀的結(jié)果；另一種則認(rèn)為，是生物體通過對(duì)磷酸鹽的新陳代謝和富集作用而引起的。三、生物除磷基本原理自從第一次報(bào)道在一些活8三、生物除磷基本原理

后來的許多研究表明，在設(shè)計(jì)合理的廢水生物除磷工藝中，雖然也存在由于生物作用引起的化學(xué)變化而導(dǎo)致的無機(jī)磷沉淀，但廢水中磷的生物去除仍然是生物機(jī)制在發(fā)揮主要作用。三、生物除磷基本原理9三、生物除磷基本原理起除磷作用的細(xì)菌可分為兩類：（1）聚磷菌（PAOs，Poly-phosphateAccumulatingOrganisms）（2）反硝化除磷菌（DPB，DenitrifyingPhosphorusRemovingBacteria）。三、生物除磷基本原理起除磷作用的細(xì)菌可分為兩類：10PAOs原理一般活性污泥的組成元素主要為C、H、O、N、P，它們之間的關(guān)系一般為C：N：P=46：8：1通常，活性污泥細(xì)胞中正常磷含量約為細(xì)胞干重的1.5~2.0%，但有一類細(xì)菌，當(dāng)處于厭氧-好氧交替運(yùn)行條件下時(shí)，能夠以高出普通活性污泥3~7倍的水平攝取磷這種在厭氧-好氧膠體運(yùn)行條件下，具有過量攝取超出正常細(xì)胞生理水平的磷的細(xì)菌，通常被稱作聚磷菌（PAOs）PAOs原理一般活性污泥的組成元素主要為C、H、O、N、P，11PAOs原理這類細(xì)菌具有這樣一種特性：當(dāng)它們處于厭氧條件時(shí)（氧化還原電位ORP在-200~300mV之間），可將細(xì)胞內(nèi)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷并加以釋放，產(chǎn)生的能量用于攝取廢水中的溶解性有機(jī)基質(zhì)以合成聚—β—羥基丁酸鹽（PHB）顆粒貯藏在體內(nèi)；當(dāng)它們轉(zhuǎn)入好氧環(huán)境中，則將PHB降解以提供能量，使其從廢水中過量攝取磷，并以聚磷酸鹽形式貯存體內(nèi)，完成磷的過量吸收。PAOs原理這類細(xì)菌具有這樣一種特性：12DPB原理由于反硝化菌和聚磷菌對(duì)有機(jī)底物的競(jìng)爭，因而在脫氮除磷的污水廠中強(qiáng)化的生物除磷過程往往會(huì)降低該廠的反硝化能力。大多數(shù)改進(jìn)的活性污泥脫氮除磷污水廠都將厭氧段設(shè)于缺氧段之前，因而有機(jī)物在厭氧條件下被PAO吸收而不能在缺氧條件下為反硝化菌利用。然而，這種情況只有當(dāng)PAOs與反硝化菌完全不同時(shí)才會(huì)發(fā)生。若PAOs（或部分PAOs）在缺氧條件下能發(fā)生反硝化作用，則它們對(duì)有機(jī)底物競(jìng)爭的程度將大大降低。DPB原理由于反硝化菌和聚磷菌對(duì)有機(jī)底物13DPB原理近年來人們熱衷于研究另一類細(xì)菌，即“兼性厭氧反硝化除磷細(xì)菌”（DPB）的反硝化除磷行為。若能在實(shí)際工程中培養(yǎng)出以DPB占優(yōu)勢(shì)的混合菌種，則可期望反硝化與過量吸磷在同一構(gòu)筑物中實(shí)現(xiàn)。研究表明在不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）中有一部分種可利用NO3-N為電子受體來過量吸收磷。這些細(xì)菌被證實(shí)具有同PAOs極為相似的除磷原理，只是它們氧化細(xì)胞內(nèi)貯存的PHA時(shí)的電子受體不同而已（PAOs為O2，DPB為NO3-）。DPB原理近年來人們熱衷于研究另一類細(xì)菌14四、生物除磷的主要影響因素1、溫度2、pH值3、進(jìn)水營養(yǎng)比4、硝酸鹽5、溶解氧6、污泥齡四、生物除磷的主要影響因素1、溫度151、溫度溫度是生物除磷過程中的一個(gè)復(fù)雜影響因素，由于溫度影響著活性污泥工藝的各個(gè)層面，因此溫度的變化對(duì)除磷過程的影響還未被很清楚的認(rèn)識(shí)，研究表明，溫度的變化有時(shí)會(huì)促進(jìn)生物除磷過程和提高生物處理效率，有時(shí)則相反。一般情況下，聚磷菌吸磷和釋磷速率均隨溫度的升高而增大。一般情況下，在15~20℃，好氧吸磷速度達(dá)到最大。1、溫度溫度是生物除磷過程中的一個(gè)復(fù)雜影響因素，由于溫度影響162、pH值生物除磷過程受pH值的影響也比較明顯，特別是在厭氧釋磷階段。在活性污泥工藝中相對(duì)高的pH值（＞7.5）能夠以兩種方式促進(jìn)磷去除率的提高：通過增加聚磷酸鹽的吸收和促進(jìn)化學(xué)沉淀反應(yīng)。2、pH值生物除磷過程受pH值的影響也比較明顯，特別是在厭氧173、進(jìn)水營養(yǎng)比進(jìn)水中能否有足夠的有機(jī)基質(zhì)是關(guān)系到聚磷菌能否在厭氧壓抑條件下順利生存的重要因素。在無硝酸鹽回流到厭氧區(qū)的生物除磷處理中，BOD/P比值至少為15~20。3、進(jìn)水營養(yǎng)比進(jìn)水中能否有足夠的有機(jī)基質(zhì)是關(guān)系到聚磷菌能否在184、硝酸鹽硝酸鹽通過進(jìn)水和回流液進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)會(huì)對(duì)生物除磷產(chǎn)生不利影響，在厭氧區(qū)，硝酸鹽會(huì)被消耗，同時(shí)消耗COD，因此，易生物降解COD的量就會(huì)產(chǎn)生不足，從而使除磷量降低。硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬醵螘?huì)產(chǎn)生不利影響。因此，厭氧區(qū)的硝態(tài)氮的濃度需要得到嚴(yán)格的控制。4、硝酸鹽硝酸鹽通過進(jìn)水和回流液進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)會(huì)對(duì)生物除磷產(chǎn)生不195、溶解氧在厭氧階段，厭氧條件對(duì)于聚磷菌的生長非常重要，它直接影響到聚磷菌（PAO）和反硝化除磷菌（DPB）的釋磷能力及保證合成PHB所需的VFA或SCFA的數(shù)量，通常，厭氧段中的DO應(yīng)嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下。5、溶解氧在厭氧階段，厭氧條件對(duì)于聚磷菌的生長非常重要，它直205、溶解氧而在好氧階段，為最大限度發(fā)揮聚磷菌的攝磷作用，必須在好氧段供給足夠的溶解氧，以滿足聚磷菌對(duì)其貯存的PHB進(jìn)行降解時(shí)對(duì)DO作為最終電子受體的需求量，最大限度地轉(zhuǎn)化PHB并產(chǎn)生出足夠的ATP，供其過量攝磷之需。一般，好氧段DO應(yīng)控制在2.0mg/L左右。5、溶解氧而在好氧階段，為最大限度發(fā)揮聚磷菌的攝磷作用，必須216、污泥齡處理系統(tǒng)中污泥齡的長短直接影響污泥的活性及剩余污泥排放量。系統(tǒng)的泥齡過長，則使污泥活性降低，污泥的含磷量下降，去除單位重量的磷需消耗的BOD也多，此外，由于泥齡長，污泥趨于老化，可通過自身氧化而使體內(nèi)的磷釋放于水中，同時(shí)剩余污泥量減少也導(dǎo)致了除磷效果降低。6、污泥齡處理系統(tǒng)中污泥齡的長短直接影響污泥的活性及剩余污泥226、污泥齡一般來說，泥齡短的活性污泥具有較高的活性，其體內(nèi)的含磷水平也較高，而縮短泥齡既可以提高同化脫氮的效率，又能在去除等量磷的前提下，保持剩余污泥中較低的含磷量。SRT一般控制為3.5~7.0d。6、污泥齡一般來說，泥齡短的活性污泥具有較高的活性，其體內(nèi)23謝謝謝謝24污水生物除磷污水生物除磷25一、城市污水中磷的主要來源二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展三、生物除磷基本原理四、生物除磷的主要影響因素一、城市污水中磷的主要來源26一、城市污水中磷的主要來源城市污水中所存在的含磷物質(zhì)基本上都是不同形式的磷酸鹽（簡稱磷或總磷，一般用P或TP表示）分類：一、城市污水中磷的主要來源城市污水中所存在的含磷物質(zhì)基本上都27一、城市污水中磷的主要來源

城市污水中所含的磷主要來源于：人類活動(dòng)的排泄物及廢棄物、工商企業(yè)、合成洗滌劑和家用洗滌劑。一、城市污水中磷的主要來源28二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展污水生物除磷技術(shù)經(jīng)理了5個(gè)發(fā)展階段：1、對(duì)具有明顯除磷能力的污泥和生產(chǎn)性污水處理廠進(jìn)行了觀測(cè)和試驗(yàn)研究，證明了除磷作用的生物學(xué)本質(zhì)和生物有道化學(xué)沉淀的輔助作用。2、認(rèn)識(shí)到好氧區(qū)之前設(shè)置厭氧接觸區(qū)，污泥進(jìn)行厭氧-好氧交替循環(huán)的必要性，從而開發(fā)了多種生物除磷工藝流程，并開始工程化應(yīng)用。二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展污水生物除磷技術(shù)經(jīng)理了5個(gè)發(fā)展階段29二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展3、在試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到避免缺氧和好氧性電子受體（硝態(tài)氮或溶解氧）進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的必要性，開發(fā)了優(yōu)化生物除磷性能的工藝技術(shù)和運(yùn)行技術(shù)；4、認(rèn)識(shí)到簡單低分子量（可快速生物降解）基質(zhì)的作用及存在的必要性，引入了生物化學(xué)和生物力能學(xué)理論，使污水生物除磷技術(shù)進(jìn)入了定量化模擬和優(yōu)化階段；二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展3、在試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到避30二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展5、人工強(qiáng)化除磷系統(tǒng)的快速生物降解基質(zhì)（低分子有機(jī)物）供給，建立了污水生物除磷的數(shù)學(xué)模型，污水生物除磷技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。二、污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展31三、生物除磷基本原理自從第一次報(bào)道在一些活性污泥法處理廠中去除了超出正常生物代謝所需的磷之后，人們對(duì)除磷機(jī)制就一直存在兩種看法。一種認(rèn)為，雖然存在生物轉(zhuǎn)化，但主要是無機(jī)物沉淀的結(jié)果；另一種則認(rèn)為，是生物體通過對(duì)磷酸鹽的新陳代謝和富集作用而引起的。三、生物除磷基本原理自從第一次報(bào)道在一些活32三、生物除磷基本原理

后來的許多研究表明，在設(shè)計(jì)合理的廢水生物除磷工藝中，雖然也存在由于生物作用引起的化學(xué)變化而導(dǎo)致的無機(jī)磷沉淀，但廢水中磷的生物去除仍然是生物機(jī)制在發(fā)揮主要作用。三、生物除磷基本原理33三、生物除磷基本原理起除磷作用的細(xì)菌可分為兩類：（1）聚磷菌（PAOs，Poly-phosphateAccumulatingOrganisms）（2）反硝化除磷菌（DPB，DenitrifyingPhosphorusRemovingBacteria）。三、生物除磷基本原理起除磷作用的細(xì)菌可分為兩類：34PAOs原理一般活性污泥的組成元素主要為C、H、O、N、P，它們之間的關(guān)系一般為C：N：P=46：8：1通常，活性污泥細(xì)胞中正常磷含量約為細(xì)胞干重的1.5~2.0%，但有一類細(xì)菌，當(dāng)處于厭氧-好氧交替運(yùn)行條件下時(shí)，能夠以高出普通活性污泥3~7倍的水平攝取磷這種在厭氧-好氧膠體運(yùn)行條件下，具有過量攝取超出正常細(xì)胞生理水平的磷的細(xì)菌，通常被稱作聚磷菌（PAOs）PAOs原理一般活性污泥的組成元素主要為C、H、O、N、P，35PAOs原理這類細(xì)菌具有這樣一種特性：當(dāng)它們處于厭氧條件時(shí)（氧化還原電位ORP在-200~300mV之間），可將細(xì)胞內(nèi)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷并加以釋放，產(chǎn)生的能量用于攝取廢水中的溶解性有機(jī)基質(zhì)以合成聚—β—羥基丁酸鹽（PHB）顆粒貯藏在體內(nèi)；當(dāng)它們轉(zhuǎn)入好氧環(huán)境中，則將PHB降解以提供能量，使其從廢水中過量攝取磷，并以聚磷酸鹽形式貯存體內(nèi)，完成磷的過量吸收。PAOs原理這類細(xì)菌具有這樣一種特性：36DPB原理由于反硝化菌和聚磷菌對(duì)有機(jī)底物的競(jìng)爭，因而在脫氮除磷的污水廠中強(qiáng)化的生物除磷過程往往會(huì)降低該廠的反硝化能力。大多數(shù)改進(jìn)的活性污泥脫氮除磷污水廠都將厭氧段設(shè)于缺氧段之前，因而有機(jī)物在厭氧條件下被PAO吸收而不能在缺氧條件下為反硝化菌利用。然而，這種情況只有當(dāng)PAOs與反硝化菌完全不同時(shí)才會(huì)發(fā)生。若PAOs（或部分PAOs）在缺氧條件下能發(fā)生反硝化作用，則它們對(duì)有機(jī)底物競(jìng)爭的程度將大大降低。DPB原理由于反硝化菌和聚磷菌對(duì)有機(jī)底物37DPB原理近年來人們熱衷于研究另一類細(xì)菌，即“兼性厭氧反硝化除磷細(xì)菌”（DPB）的反硝化除磷行為。若能在實(shí)際工程中培養(yǎng)出以DPB占優(yōu)勢(shì)的混合菌種，則可期望反硝化與過量吸磷在同一構(gòu)筑物中實(shí)現(xiàn)。研究表明在不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）中有一部分種可利用NO3-N為電子受體來過量吸收磷。這些細(xì)菌被證實(shí)具有同PAOs極為相似的除磷原理，只是它們氧化細(xì)胞內(nèi)貯存的PHA時(shí)的電子受體不同而已（PAOs為O2，DPB為NO3-）。DPB原理近年來人們熱衷于研究另一類細(xì)菌38四、生物除磷的主要影響因素1、溫度2、pH值3、進(jìn)水營養(yǎng)比4、硝酸鹽5、溶解氧6、污泥齡四、生物除磷的主要影響因素1、溫度391、溫度溫度是生物除磷過程中的一個(gè)復(fù)雜影響因素，由于溫度影響著活性污泥工藝的各個(gè)層面，因此溫度的變化對(duì)除磷過程的影響還未被很清楚的認(rèn)識(shí)，研究表明，溫度的變化有時(shí)會(huì)促進(jìn)生物除磷過程和提高生物處理效率，有時(shí)則相反。一般情況下，聚磷菌吸磷和釋磷速率均隨溫度的升高而增大。一般情況下，在15~20℃，好氧吸磷速度達(dá)到最大。1、溫度溫度是生物除磷過程中的一個(gè)復(fù)雜影響因素，由于溫度影響402、pH值生物除磷過程受pH值的影響也比較明顯，特別是在厭氧釋磷階段。在活性污泥工藝中相對(duì)高的pH值（＞7.5）能夠以兩種方式促進(jìn)磷去除率的提高：通過增加聚磷酸鹽的吸收和促進(jìn)化學(xué)沉淀反應(yīng)。2、pH值生物除磷過程受pH值的影響也比較明顯，特別是在厭氧413、進(jìn)水營養(yǎng)比進(jìn)水中能否有足夠的有機(jī)基質(zhì)是關(guān)系到聚磷菌能否在厭氧壓抑條件下順利生存的重要因素。在無硝酸鹽回流到厭氧區(qū)的生物除磷處理中，BOD/P比值至少為15~20。3、進(jìn)水營養(yǎng)比進(jìn)水中能否有足夠的有機(jī)基質(zhì)是關(guān)系到聚磷菌能否在424、硝酸鹽硝酸鹽通過進(jìn)水和回流液進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)會(huì)對(duì)生物除磷產(chǎn)生不利影響，在厭氧區(qū)，硝酸鹽會(huì)被消耗，同時(shí)消耗COD，因此，易生物降解COD的量就會(huì)產(chǎn)生不足，從而使除磷量降