文档介绍：第十八章
城市污水的深度处理
城市污水经传统的二级处理以后,虽然绝
大部分悬浮固体和有机物被去除了,但还残
留微量的悬浮固体和溶解的有害物,如氮和
磷等化合物。氮磷为植物营养物质,能助长
藻类和水生生物,引起水体的富营养化,影
响饮用水水源。
1
第一节氮磷的去除
一. 氮的去除
废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种
形式存在。
1. 化学法除氮
(1) 吹脱法
+
废水中,NH3与NH4 以如下的平衡状态共存:
+ −
NH 3 + H 2O ↔ NH 4 + OH
这一平衡受pH值的影响,~,因废水
中的氮呈饱和状态而逸出,所以吹脱法常需加石灰。
~,然后曝
气,这一过程在吹脱塔中进行。
2
(2) 折点加氯法
含氨氮的水加氯时,有下列反应:
+ −
Cl2 + H 2O ↔ HOCl + H + Cl
+ +
NH4 + HOCl ↔ NH2Cl + H + H2O
+ +
NH 4 + 2HOCl ↔ NHCl2 + H + 2H 2O
+ +
NH 4 + 3HOCl ↔ NCl3 + H + 3H 2O
+ + −
2NH 4 + 3HOCl ↔ N2 ↑+5H + 3Cl + 3H 2O
通过适当的控制,可完全去除水中的氨氮。
为减少氯的投加量,常与生物硝化联用,先硝化
再除微量的残留氨氮。
3
(3) 离子交换法
常用天然的离子交换剂,如沸石等。
与合成树脂相比,天然离子交换剂价格便宜且可
用石灰再生。
2. 生物法脱氮
(1) 生物脱氮机理
同化作用去除的氮依运行条件和水质而定,如果
%计算,同化氮去除
占原污水BOD的2-5%,氮去除率在8-20%。
生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和氨态
氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和
反硝化两个反应过程。
4
氨化反应:
新鲜污水中,含氮化合物主要是以有机氮,如蛋白
质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式
4+
存在的,此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH 等。
微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作
用,很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮
衍生物,其中分解能力强,并释放出氨的微生物称为氨
化微生物,在氨化微生物的作用下,有机氮化合物分
解、转化为氨态氮,以氨基酸为例:
RCHNH 2COOH + H 2O → RCOHCOOH + NH 3
RCHNH 2COOH + O2 → RCOCOOH + CO2 + NH 3

有机氮
(蛋白质、尿素)
细菌分解和水解
氨氮同化有机氮有机氮
(NH3-N) (细菌细胞) (净增长)
O2
硝化自溶和自身氧化
亚硝态氮反硝化
-
(NO2 )
O2 有机碳
硝化
硝态氮反硝化氮气
-
(NO3 ) (N2)
有机碳
5
硝化反应:
+ -
硝化反应是在好氧条件下,将NH4 转化为NO2 和
-
NO3 的过程。
+ 亚硝酸菌−+
2NH 4 + 3O2 ⎯⎯→⎯⎯ 2NO2 + 4H + 2H2O
−硝酸菌−
2NO2 + 2O2 ⎯⎯→⎯ 2NO3
总反应式为:
+ 硝化细菌−+
NH4 + 2O2 ⎯⎯→⎯⎯ NO3 + 2H + H2O
+ −2e −2e −2e −−2e −
NH4 ⎯⎯→ NH2OH()羟胺⎯⎯→ NOH(硝酰基)⎯⎯→ NO2 ⎯⎯→ NO3
硝化细菌是化能自养菌,生长率低,对环境条件
变化较为敏感。温度,溶解氧,污泥龄,pH,有
机负荷等都会对它产生影响。
硝化过程的影响因素
(1)好氧环境条件,并保持一定的碱度
硝化菌为了获得足够的能量用于生长,必须氧化大量的NH3和
-
NO2 ,氧是硝化反应的电子受体,反应器内溶解氧含量的高
低,必将影响硝化反应的进程,在硝化反应的曝气池内,溶
解氧含量不得低于1mg/L,多数学者建议溶解氧应保持在
~。
在硝化反应过程中,释放H+离子,使pH值下降,硝化菌对pH
值的变化十分敏感,为保持适宜的pH值,应当在污水中保持
足够的碱度,以调节pH值的变化,lg氨态氮(以N计)完全
硝化,需碱度(以CaCO3计)。对硝化菌的适宜的pH值
-。
6
硝化过程的影响因素