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1、第二章第二章 污水脱氮、除磷新工艺污水脱氮、除磷新工艺2.1.1 2.1.1 硝化硝化-反硝化工艺的基本过程及影响因素反硝化工艺的基本过程及影响因素未经处理的原生污水中，含氮化合物存在形式主未经处理的原生污水中，含氮化合物存在形式主要有：要有：有机氮；有机氮；氨态氮氨态氮含氮化合物在微生物的作用下，相继发生以下反含氮化合物在微生物的作用下，相继发生以下反应：应：l l氨化反应氨化反应l l在氨化菌的作用下，分解、转化成氨态氮，这一过程在氨化菌的作用下，分解、转化成氨态氮，这一过程称之为称之为“氨化反应氨化反应”。2.1 2.1 污水生物脱氮新工艺与新技术污水生物脱氮新工艺与新技术Sino-Du
2、tch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatmentl l硝化反应硝化反应l l在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，先后分两个在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，先后分两个阶段进行，首先在亚硝化菌的作用下，使氨转化为亚硝酸阶段进行，首先在亚硝化菌的作用下，使氨转化为亚硝酸盐；然后，亚硝酸氮在硝化菌的作用，溶解氧充足的条件盐；然后，亚硝酸氮在硝化菌的作用，溶
3、解氧充足的条件下，进一步转化为硝酸氮。下，进一步转化为硝酸氮。l l影响因素：影响因素：1 1）混合液中有机底物含量不应过高；）混合液中有机底物含量不应过高；2 2）溶解）溶解氧；氧；3 3）温度；）温度；4 4）pHpH；5 5）污泥龄；污泥龄；6 6）重金属及有害物）重金属及有害物质。质。l l（3 3）反硝化反应）反硝化反应l l反硝化反应是指硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在反硝化菌的作用反硝化反应是指硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮的过程。包括两个过程，同化反硝化下，被还原为气态氮的过程。包括两个过程，同化反硝化和异化反硝化。和异化反硝化。l l影响因素有：影响因素有：1
4、1）碳源；）碳源；2 2）pHpH；3 3）溶解氧；溶解氧；4 4）温度）温度Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment2.1.2 2.1.2 硝化硝化-反硝化新工艺反硝化新工艺l l关于生物脱氮的工艺很多，焦点主要集中在开关于生物脱氮的工艺很多，焦点主要集中在开发一些能耗和化学药剂用量低、紧凑而高效、发一些能耗和化学药剂用量低、紧凑而高效
5、、基建及运行费用低和脱氮效率高的工艺上。目基建及运行费用低和脱氮效率高的工艺上。目前，有两种方法可以实现这一要求。前，有两种方法可以实现这一要求。l l一是氮化合物通过亚硝酸盐路径去除，这也是所谓的一是氮化合物通过亚硝酸盐路径去除，这也是所谓的短程硝化短程硝化-反硝化。将氨氮氧化为亚硝酸盐为止，通过反硝化。将氨氮氧化为亚硝酸盐为止，通过选择抑制性物质或限制硝酸盐菌的活性，使亚硝酸盐选择抑制性物质或限制硝酸盐菌的活性，使亚硝酸盐有一定的积累，然后对其进行反硝化。有一定的积累，然后对其进行反硝化。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch
6、Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water TreatmentSino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatmentl l此时需氧量和所需电子供体量将分别减少此时需氧量和所需电子供体量将分别减少25%25%和和40%4
7、0%。对亚硝酸盐进行反硝化，其硝化速率要比对硝酸盐进对亚硝酸盐进行反硝化，其硝化速率要比对硝酸盐进行反硝化速率快行反硝化速率快1.51.52 2倍。倍。l l其二，最近的研究发现，在供氧受限或缺少有机碳源其二，最近的研究发现，在供氧受限或缺少有机碳源的厌氧条件下发生同步硝化反硝化，这一现象已经在的厌氧条件下发生同步硝化反硝化，这一现象已经在纯培养硝化基质、厌氧污泥混合基质以及生物膜系统纯培养硝化基质、厌氧污泥混合基质以及生物膜系统中发现，这时氨和亚硝酸盐分别充当电子供体和电子中发现，这时氨和亚硝酸盐分别充当电子供体和电子受体，致使曝气能耗和有机碳源需求量大大减少。受体，致使曝气能耗和有机碳源需
8、求量大大减少。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment根据短程硝化根据短程硝化-反硝化的原理，反硝化的原理，19971997年荷兰戴尔夫特理工年荷兰戴尔夫特理工大学大学HellingHelling等开发了一种新型工艺等开发了一种新型工艺-SHARONSHARON（single reactor high activity ammonia r
9、emoval single reactor high activity ammonia removal over nitriteover nitrite）在在SHARONSHARON工艺中：根据在较高温度下硝化菌的增长速率工艺中：根据在较高温度下硝化菌的增长速率明显地小于亚硝化菌的增长速率，利用亚硝化菌增殖快的明显地小于亚硝化菌的增长速率，利用亚硝化菌增殖快的特点，使硝化菌在竞争中失败。此外，温度高有利于提高特点，使硝化菌在竞争中失败。此外，温度高有利于提高细菌的比增长速率，这便在反应器中能够波保持足够的亚细菌的比增长速率，这便在反应器中能够波保持足够的亚硝化细菌浓度，而无需污泥停留。在硝化细
10、菌浓度，而无需污泥停留。在SHARONSHARON工艺中无污工艺中无污泥停留，意味着污泥龄完全等于水力停留时间。泥停留，意味着污泥龄完全等于水力停留时间。2.1.2.1 2.1.2.1 SHARONSHARON工艺工艺Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water TreatmentSino-Dutch Demonstration Researcher and S
11、ino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment因此，反应器的污泥排出率能控制在某一特定值，使亚硝因此，反应器的污泥排出率能控制在某一特定值，使亚硝化菌快速增长并停留在反应器中，而让增殖慢的硝化菌排化菌快速增长并停留在反应器中，而让增殖慢的硝化菌排出系统出系统SHARONSHARON工艺具有如下一些特点：工艺具有如下一些特点：1 1）开发了经亚硝酸盐路线进行生物脱氮处理高浓度废水）开发了经亚硝酸盐路线进行生物脱氮处理高浓度废水
12、的工艺。的工艺。2 2）因温度（）因温度（30304040），反应器内微生物增殖速率快，），反应器内微生物增殖速率快，好氧停留时间短。好氧停留时间短。3 3）微生物活性高，出水浓度为每升几十毫克，近、出水）微生物活性高，出水浓度为每升几十毫克，近、出水浓度无相关性，进水浓度高，去除率也高。浓度无相关性，进水浓度高，去除率也高。4 4）因高温下硝酸菌较亚硝酸菌增长慢，亚硝酸盐氧化受）因高温下硝酸菌较亚硝酸菌增长慢，亚硝酸盐氧化受阻。系统无生物体（污泥）停留（阻。系统无生物体（污泥）停留（SRT=HRTSRT=HRT），），所以只所以只需要简单地限制需要简单地限制SRTSRT就能实现氨氧化而亚硝酸
13、盐不氧化。就能实现氨氧化而亚硝酸盐不氧化。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment5 5）因进水浓度高，有大量的热量产生）因进水浓度高，有大量的热量产生6 6）因工艺无污泥停留，排出水中悬浮固体不影响工艺运）因工艺无污泥停留，排出水中悬浮固体不影响工艺运行行7 7）只需单个反应器，使处理系统简化。）只需单个反应器，使处理系统简化。Sino
14、-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment厌氧氨氧化（厌氧氨氧化（anaerobic ammoniumanaerobic ammonium oxedation,ANAMMOXoxedation,ANAMMOX)，指指的是在厌氧条件下氨氮以亚硝酸氮作为电子受体直接被氧的是在厌氧条件下氨氮以亚硝酸氮作为电子受体直接被氧化成氮气的过程。反应式如下：化成氮
15、气的过程。反应式如下：2.1.2.2 2.1.2.2 厌氧氨氧化工艺厌氧氨氧化工艺从这一反应中所产生的吉布斯自由能甚至比好氧氧化从这一反应中所产生的吉布斯自由能甚至比好氧氧化（硝化）所产生的能量还高，所以能够支持自养细菌（硝化）所产生的能量还高，所以能够支持自养细菌的生长。这表明在这一工艺中的反硝化反应不需要外的生长。这表明在这一工艺中的反硝化反应不需要外加碳源。加碳源。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water Treatme
16、ntTraining Centre for Water TreatmentSino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water TreatmentANAMMOX菌的基本生理生化特征菌的基本生理生化特征由于由于ANAMMOXANAMMOX菌生长缓慢，且只有在高浓度时才显示出活菌生长缓慢，且只有在高浓度时才显示出活性，用传统的微生物培养方法性，用传统的微生物培养方法,至今还
17、没有培养到至今还没有培养到ANAMMOXANAMMOX菌纯培物。用现代分子生物学技术，无需纯培养，已经鉴菌纯培物。用现代分子生物学技术，无需纯培养，已经鉴定出定出5 5个个ANAMMOXANAMMOX菌种，它们是它们均属于浮霉状菌目菌种，它们是它们均属于浮霉状菌目(PlanctomycetalesPlanctomycetales)。传统微生物培养方法了解到的只是传统微生物培养方法了解到的只是ANAMMOXANAMMOX菌混培物的一菌混培物的一些基本生理生化特征。些基本生理生化特征。ANAMMOXANAMMOX富集培养物优势种是一类富集培养物优势种是一类不发光的椭球形细茵，电镜下具有不规则形状，
18、井显示出不发光的椭球形细茵，电镜下具有不规则形状，井显示出古细茵的一些特征。古细茵的一些特征。ANAMMOXANAMMOX菌是革兰阴性菌。是专性厌菌是革兰阴性菌。是专性厌氧菌，微生物颜色为红色。氧菌，微生物颜色为红色。ANAMMOXANAMMOX菌具有较强的适应性。菌具有较强的适应性。温度在温度在2020、4343之间，之间，pHpH值在值在6.76.78.38.3之间时，厌氧氨氧之间时，厌氧氨氧化污泥均表现出一定的活性在最适条件下，最大比氨氧化污泥均表现出一定的活性在最适条件下，最大比氨氧化速率可达化速率可达55 55 nmol minnmol min-1-1（mg proteinmg pr
19、otein）-1-1。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment StrousStrous等等 对对 最最 早早 发发 现现 的的 厌厌 氧氧 氨氨 氧氧 化化 菌菌Candidatus“Brocadia Candidatus“Brocadia anammoxidans”anammoxidans”的的生生理理进进行行了了深深入入的的研研究究
20、。这这种种菌菌是是一一种种化化能能无无机机自自养养菌菌，实实验验室室条条件件下下。倍倍增增时时间间为为1111d d，生生物物产产率率为为0.13 0.13 g g干干重重（g g NH4+NH4+）-1-1，对对基基质质 NH4+NH4+和和 NO2-NO2-有有很很强强的的亲亲和和性性。厌厌氧氧氨氨氧氧化化菌菌属属光光敏敏性性微微生生物物，光光能能抑抑制制其其活活性性。降降低低30%30%50%50%的的氨氨去去除除率率。JettenJetten等等的的研研究究表表明明，氧氧气气、乙乙炔炔以以及及氯氯霉霉素素、氨氨苄苄西西林林、氯氯化化汞汞等等化化学学药药品品在在一一定定浓浓度度下下对对
21、ANAMMOXANAMMOX菌菌具有较强的抑制作用。具有较强的抑制作用。StrousStrous等发现氧气的抑制是可逆的。等发现氧气的抑制是可逆的。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water TreatmentANAMMOXANAMMOX菌菌内内部部都都有有一一个个含含有有羟羟胺胺和和联联氨氨氧氧化化还还原原酶酶的的厌厌氧氧氨氨氧氧化化体体（anamanam。
22、oxosomeoxosome），它它是是厌厌氧氧氨氨氧氧化化分分解解代代谢谢的的场场所所，占占细细胞胞体体积积的的30%30%以以上上。厌厌氧氧氨氨氧氧化化体体可可以以完完整整地地从从厌厌氧氧氨氨氧氧化化菌菌中中分分离离出出来来，几几乎乎没没有有RNARNA或或DNADNA，而而只只是是被被一一种种专专门门的的不不可可渗渗透透的的膜膜包包围围。ANAMMOXANAMMOX菌菌的的菌菌核核位于厌氧氢氧化体的外部。位于厌氧氢氧化体的外部。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and T
23、raining Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment这一现象是摩德尔等对一个使用硫化物做电子供体的流化这一现象是摩德尔等对一个使用硫化物做电子供体的流化床反应器自养菌反硝化运行工况仔细观测和研究发现的。床反应器自养菌反硝化运行工况仔细观测和研究发现的。这一过程的微生物学过程性质已被证实，并且证实亚硝酸这一过程的微生物学过程性质已被证实，并且证实亚硝酸盐是最好的电子受体。这一新的除氮过程明显地缩短了传盐是最好的电子受体。这一新的除氮过程明显地缩短了传统的氮循环过程。统的氮循环过程。在在ANAMMOXANAMMO
24、X过程中，一个单位的亚硝酸根和一个单位的过程中，一个单位的亚硝酸根和一个单位的氨结合而释放出氮气。这意味着在应用中需要注意这个过氨结合而释放出氮气。这意味着在应用中需要注意这个过程的两个方面：在废水中的氨需要有一半氧化成亚硝酸盐程的两个方面：在废水中的氨需要有一半氧化成亚硝酸盐（要防止全部氧化成亚硝酸盐），并且需要对反应器进行（要防止全部氧化成亚硝酸盐），并且需要对反应器进行适宜的设计，使其能有效地持留适宜的设计，使其能有效地持留ANAMMOXANAMMOX菌群的生物量，菌群的生物量，以使以使ANAMMOXANAMMOX过程顺利进行。由于过程顺利进行。由于ANAMMOXANAMMOX细菌的低细
25、菌的低生长速率和产率，使这一工艺特别适宜在温度高于生长速率和产率，使这一工艺特别适宜在温度高于2020和和在自营养系统中运行。这种工艺多用于处理工业废水，也在自营养系统中运行。这种工艺多用于处理工业废水，也可用于处理其它废液，如污泥消化上清液可用于处理其它废液，如污泥消化上清液.Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water TreatmentSino-Dutch
26、 Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water TreatmentSino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment许多研究者特别研究了
27、亚硝酸盐的形成，因为亚硝酸盐的许多研究者特别研究了亚硝酸盐的形成，因为亚硝酸盐的形成，也将大大减少传统的硝化形成，也将大大减少传统的硝化-反硝化工艺中的需氧量反硝化工艺中的需氧量和和CODCOD值，在值，在SHARONSHARON工艺中，使用了一个被证明能够稳定工艺中，使用了一个被证明能够稳定地将地将NH4+-NNH4+-N硝化成亚硝酸盐的原理。因此，最近在硝化成亚硝酸盐的原理。因此，最近在SHARON-ANAMMOXSHARON-ANAMMOX组合工艺处理污泥消化废液方面进行了很组合工艺处理污泥消化废液方面进行了很多的研究，研究结果证明了这一推荐工艺是经济可行的。多的研究，研究结果证明了这一
28、推荐工艺是经济可行的。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment该工艺称为该工艺称为Oxygen Limited Autotrophichic Oxygen Limited Autotrophichic nitrificationDenitrificationnitrificationDenitrification（氧限制自养硝化反硝化），
29、简称氧限制自养硝化反硝化），简称OLANDOLAND工艺，由比利时工艺，由比利时GentGent微生物生态实验室开发。该工艺微生物生态实验室开发。该工艺的关键是控制溶解氧，使硝化过程仅进行到的关键是控制溶解氧，使硝化过程仅进行到NH4+NH4+氧化为氧化为NONO2 2-阶段，由干缺乏电子受体，由阶段，由干缺乏电子受体，由NH4+NH4+氧化产生的氧化产生的NO2-NO2-氧化未氧化未反应的反应的NHNH4 4+形成形成N N2 2。该反应机理为由亚硝化（该反应机理为由亚硝化（NitrosomonasNitrosomonas）催化的催化的NONO2 2-的歧化反应。的歧化反应。2.1.2.3
30、2.1.2.3 OLANDOLAND工艺工艺Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment好氧除氨（好氧除氨（aerobic de-ammonificationaerobic de-ammonification）工艺，是由德国汉若威工艺，是由德国汉若威大学大学HippenHippen等提出的，它主要是用于处理高浓度的含氮废等提出的，它主要是用于
31、处理高浓度的含氮废水。其特点是在不需要化学计量那么多电子供体的条件下水。其特点是在不需要化学计量那么多电子供体的条件下将氨转化为氮气。在这一工艺中，还未弄清楚其起因微生将氨转化为氮气。在这一工艺中，还未弄清楚其起因微生物。其要点是必须严格控制供氧（学者物。其要点是必须严格控制供氧（学者MullerMuller等证明，自养等证明，自养硝化污泥在很低的氧压下能产生氮气）。此外，还有一些硝化污泥在很低的氧压下能产生氮气）。此外，还有一些论文报道了高浓度含铵废水通过硝化论文报道了高浓度含铵废水通过硝化-反硝化进行好氧除反硝化进行好氧除氨。机理解释：假定有一部分亚硝酸盐是由氨。机理解释：假定有一部分亚硝
32、酸盐是由NAD+NAD+还原的，还原的，而后者是由氨氮的氧化过程中产生的。而后者是由氨氮的氧化过程中产生的。2.1.2.4 2.1.2.4 好氧除氨工艺好氧除氨工艺Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment短程亚硝化脱氮工艺在国内首先由刘俊新等在处理焦化废短程亚硝化脱氮工艺在国内首先由刘俊新等在处理焦化废水中应用，该工艺提出了将生物膜法与活
33、性污泥法相结合，水中应用，该工艺提出了将生物膜法与活性污泥法相结合，在好氧和厌氧反应器内采用悬浮污泥，便于污泥龄的控制，在好氧和厌氧反应器内采用悬浮污泥，便于污泥龄的控制，有利于硝化菌和除磷菌的生长繁殖，缺氧反应器内安装填有利于硝化菌和除磷菌的生长繁殖，缺氧反应器内安装填料，反硝化菌附着生长其上，始终保持最佳生长状态，且料，反硝化菌附着生长其上，始终保持最佳生长状态，且不需要污泥搅拌设备。该工艺布置灵活，既可用于污水的不需要污泥搅拌设备。该工艺布置灵活，既可用于污水的脱氮、除磷，也可用于仅含高浓度氨氮废水的脱氮和现有脱氮、除磷，也可用于仅含高浓度氨氮废水的脱氮和现有污水生物处理设施的改造。污水
34、生物处理设施的改造。其工艺流程的具体布置方案如图所示：其工艺流程的具体布置方案如图所示：2.1.2.5 2.1.2.5 生物膜生物膜/活性污泥法结合工艺中的短程亚硝活性污泥法结合工艺中的短程亚硝化脱氮工艺化脱氮工艺Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment 如果控制好氧池内只进行亚硝酸盐型硝化反应，则在缺氧池内可充分利用原污水中有限的碳源进
35、行反硝化，避免了NO2 N和NO3 N之间的无效循环，提高了反硝化效率，在好氧池内减少氧的需要量，降低了能耗；同时在缺氧池中也减少了需要的电子受体（有机碳源）量。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment2.1.2.6 2.1.2.6 高盐度短程硝化高盐度短程硝化-反硝化反硝化哈尔滨工业大学于德爽、彭永臻等用哈尔滨工业大学于德爽、彭永臻等用
36、SBRSBR小试模小试模型用青岛城市污水通过投加海水考察了污水的盐型用青岛城市污水通过投加海水考察了污水的盐度对硝化的影响。研究发现，在一定范围内的高度对硝化的影响。研究发现，在一定范围内的高盐度能明显抑制硝酸菌的增殖，而对亚硝酸菌则盐度能明显抑制硝酸菌的增殖，而对亚硝酸菌则无抑制作用。无抑制作用。试验表明，海水占污水比例为试验表明，海水占污水比例为20%20%、35%35%时，硝时，硝化过程结束时亚硝态浓度差别不大，但当海水比化过程结束时亚硝态浓度差别不大，但当海水比例达到例达到70%70%时亚硝态氮浓度明显下降，说明了盐时亚硝态氮浓度明显下降，说明了盐度过高时，不仅抑制了硝酸菌的生长，也抑
37、制了度过高时，不仅抑制了硝酸菌的生长，也抑制了亚硝酸菌的生长。亚硝酸菌的生长。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment实验观察表明，活性污泥中某些嗜盐细菌如亚硝实验观察表明，活性污泥中某些嗜盐细菌如亚硝酸单胞菌（酸单胞菌（N.europaraN.europara）、）、硝化球菌硝化球菌（N.mobilisN.mobilis）和海洋亚硝化球
38、菌（和海洋亚硝化球菌（N.occanusN.occanus）等能够在海水于亚硝酸盐环境中生存，而且这些等能够在海水于亚硝酸盐环境中生存，而且这些嗜盐球菌能随着盐度的提高逐步变化其适应能力，嗜盐球菌能随着盐度的提高逐步变化其适应能力，因此在高盐度下仍能保持较高的氨氮去除率。这因此在高盐度下仍能保持较高的氨氮去除率。这就为含海水污水的短程硝化脱氮处理提供了有利就为含海水污水的短程硝化脱氮处理提供了有利的理论依据。的理论依据。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training
39、 Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment2.1.3 2.1.3 脱氮研究的新方法脱氮研究的新方法利用硝化菌作为间接生物催化剂是一个新的概念，其原理利用硝化菌作为间接生物催化剂是一个新的概念，其原理就是硝化活性被认为首先与羟基自由基的产生有关；其次就是硝化活性被认为首先与羟基自由基的产生有关；其次也于产生溶解性的微生物有关，它们能被用作异养微生物也于产生溶解性的微生物有关，它们能被用作异养微生物的副底物。的副底物。某些实验表明，通过硝化菌的作用，能够使难降解的有机某些实验表明，通过硝化菌的作用，能够使难降解的有机
40、化合物进行间接可利用的食料。化合物进行间接可利用的食料。2.1.3.1 2.1.3.1 间接生物催化剂（间接生物催化剂（indirect bio-indirect bio-catalysiscatalysis）Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment最近报道了能够用于强化硝化过程的化合物或产最近报道了能够用于强化硝化过程的化合物或产物。物
41、。VanseverVansever等证明，通过加入一种生物添加剂，等证明，通过加入一种生物添加剂，即使在低温条件下，硝化过程仍可以大为加强。即使在低温条件下，硝化过程仍可以大为加强。VandevivereVandevivere等还证明，当硝化菌在用还原性硫化物抑等还证明，当硝化菌在用还原性硫化物抑制的情况下，通过使其与含制的情况下，通过使其与含CuCu的表面或离子交换的表面或离子交换树脂接触便可有效地去除毒素。树脂接触便可有效地去除毒素。2.1.3.2 2.1.3.2 生物添加剂（生物添加剂（bio-supplementbio-supplement）Sino-Dutch Demonstrati
42、on Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment在在2020世纪世纪6060年代北欧就采用了普通的污水除磷技年代北欧就采用了普通的污水除磷技术。那时就认识到污水中的营养物质是受纳水体术。那时就认识到污水中的营养物质是受纳水体藻类过度繁殖、死鱼、腥臭和生物多样性减少的藻类过度繁殖、死鱼、腥臭和生物多样性减少的起因。磷被认为是藻类生长的限制性元素，只要起因。磷被认为是藻类生长的限制性元素，只要
43、从污水中除去磷，就可以解决水体的富营养化问从污水中除去磷，就可以解决水体的富营养化问题。在题。在7070年代，瑞典和挪威在全世界率先在它们年代，瑞典和挪威在全世界率先在它们的大多数大型污水处理厂中采用化学除磷技术。的大多数大型污水处理厂中采用化学除磷技术。2.2 2.2 除磷工艺与技术除磷工艺与技术Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment
44、丹麦、挪威、瑞典和瑞士使欧洲废水除磷处理比丹麦、挪威、瑞典和瑞士使欧洲废水除磷处理比例最高的国家。欧洲除磷的总比例为例最高的国家。欧洲除磷的总比例为13%13%，包括一，包括一些国家（如葡萄牙、希腊、英国和爱尔兰）的除些国家（如葡萄牙、希腊、英国和爱尔兰）的除磷比例近于零，而瑞士和瑞典除磷比例为磷比例近于零，而瑞士和瑞典除磷比例为90%90%。2.2.1 2.2.1 除磷现状与发展趋势除磷现状与发展趋势Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre f
45、or Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment 化学沉淀机理化学沉淀法除磷生成羟基磷灰石反应可用下式表化学沉淀法除磷生成羟基磷灰石反应可用下式表示示:5Ca+3PO43-+OH-=Ca5(PO4)3OH-其他金属离子其他金属离子,如铁如铁,铝等对除磷也有很好的效果铝等对除磷也有很好的效果.当用正铁离子除磷时当用正铁离子除磷时,为形成磷酸盐沉淀为形成磷酸盐沉淀,理论上所需的理论上所需的Fe3+Fe3+和和PO43-PO43-物质的量比为物质的量比为1:1;1:1;用亚铁离子除磷时用亚铁离子除磷时,此比值此比值为为3:2.3:2.在实际应
46、用中在实际应用中,铁的投加量大于化学计量值铁的投加量大于化学计量值,用铝盐用铝盐除磷时也是如此除磷时也是如此.具体过量值需对要处理的废水进行实验具体过量值需对要处理的废水进行实验确定确定,至少需要进行实验室烧杯实验至少需要进行实验室烧杯实验.化学沉淀法除磷化学沉淀法除磷Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment 不同化学沉淀工艺及除磷效果化
47、学除磷化学除磷,主要有四种工艺主要有四种工艺,包括直接或前置化学包括直接或前置化学沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀和后续接触沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀和后续接触过滤。分别介绍如下：过滤。分别介绍如下：（1 1）直接或前置化学沉淀）直接或前置化学沉淀化学沉淀剂在初沉池之前投加，往往投加在曝气沉砂池中，化学沉淀剂在初沉池之前投加，往往投加在曝气沉砂池中，在一些污水处理厂中采用一级处理与化学混凝沉淀相结合在一些污水处理厂中采用一级处理与化学混凝沉淀相结合的方法，称为强化一级处理，当磷是受纳水体富营养化的的方法，称为强化一级处理，当磷是受纳水体富营养化的限制因素，而在有机负荷无关紧要时，这种流程
48、是可行的。限制因素，而在有机负荷无关紧要时，这种流程是可行的。北欧诸国应用相当普遍。北欧诸国应用相当普遍。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Training Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment（2 2）同步化学沉淀）同步化学沉淀化学沉淀剂往往投加在曝气池的进水中，在有些化学沉淀剂往往投加在曝气池的进水中，在有些情况下，则投加于曝气池中或回流污泥中；有的情况下，则投加于曝气池中或回流污
49、泥中；有的则投加于曝气池出水中。化学混凝沉淀除磷与活则投加于曝气池出水中。化学混凝沉淀除磷与活性污泥法沉淀同时发生于二次沉淀池中，称为同性污泥法沉淀同时发生于二次沉淀池中，称为同步化学沉淀。在德国和瑞士的污水处理厂中多采步化学沉淀。在德国和瑞士的污水处理厂中多采用同步化学沉淀去除磷，这种方法可使用最便宜用同步化学沉淀去除磷，这种方法可使用最便宜的沉淀剂硫酸亚铁，除磷效率达的沉淀剂硫酸亚铁，除磷效率达85%85%90%90%。Sino-Dutch Demonstration Researcher and Sino-Dutch Demonstration Researcher and Traini
50、ng Centre for Water TreatmentTraining Centre for Water Treatment（3 3）后置化学沉淀）后置化学沉淀化学沉淀剂加入二次沉淀池之后的单独絮凝化学沉淀剂加入二次沉淀池之后的单独絮凝-固固/液分离器中，可以使用二价铁、三价铁、三价铝液分离器中，可以使用二价铁、三价铁、三价铝盐，并控制适宜的盐，并控制适宜的pH,pH,能比前两种处理方法达到更能比前两种处理方法达到更高的除磷效率，即高的除磷效率，即90%90%95%95%。在瑞典大多数污水在瑞典大多数污水处理厂采用化学沉淀除磷，其原因是铝盐对其低处理厂采用化学沉淀除磷，其原因是铝盐对其低碱