氨氮去除技术

氨氮去除技术目录基本概念控制条件新技术应用去除成本基本概念氮的生物转化过程颗粒性有机氮溶解性有机氮氨氮亚硝酸盐氮/硝酸盐氮氮气水解氨化硝化异化还原同化还原合成合成固氮第一步：NH4++1.5O2-------------------NO2-+H2O+2H+第二步：NO2-+0.5O2-------------------NO3-NitrosomonasNitrobacter常规意义下的硝化过程氮的生物转化过程硝化速率自养菌最大比增长速率:-1max,d0.1to3.0C)(20a硝化速率受温度影响较大0.000.050.100.150.200.25051015202530t(℃)硝化速率（kgNH4+-N/kgVSS·d）在13～25℃范围内，温度与硝化反应速率的关系计量关系每gNH3-N氧化成NO3—N:需要~4.6g氧气消耗~7.1g碱度生成~0.1g微生物BOD的去除与硝化RAS进水WASWAS硝化BOD去除出水控制条件硝化需要的五个条件不存在有毒物质对硝化的抑制足够的SRT保证硝化菌的生长7.0~pH~8.5D.O.~1.0mg/L避免外回流中断（特别在冬季较冷时）120.000.050.100.150.200.250102030405060708090100110NH4+-N起使浓度(mg/L)硝化速率（kgNH4+-N/kgVSS·d）硝化速率与NH4+-N起始浓度的关系当NH4+-N起始浓度在29~75mg/L之间时，NH4+-N起始浓度对硝化速率的影响不大；但是当NH4+-N起始浓度达到102mg/L时，硝化速率明显减小。分析原因，造成硝化速率降低的主要原因是碱度。硝化所需的泥龄与温度的关系y=24.01e-0.0611xR2=0.953y=20.434e-0.0628xR2=0.99990246810121015202530温度/℃SRT/d达标线不达标线024681012141618200153045607590105120t(min)NO3--N浓度(mg/L)pH=4.9pH=6.7pH=10.1pH=7.7不同pH值下硝化反应过程中NO3--N浓度变化pH值中性最有利于硝化反应进行。硝化反应过程中消耗碱度，使pH值降低，当pH值降低到5.5以下时，硝化反应就会受到抑制。因此，当污水中碱度不足时，适当投加NaHCO3等化学药剂，有利于硝化反应充分进行，但投加量不宜过多，否则将影响反硝化及聚磷菌释磷、吸磷的顺利进行。溶解氧对硝化的影响2007-8-262007-9-52007-9-162007-9-262007-10-72007-10-170369121501234546810121418202224262802468NH4-Nmg/LtimeDOmg/LSRTdTemperatureCNO2-Nmg/L由于受到低溶解氧和低温的影响，系统产生亚硝酸盐的积累提高DO浓度可以暂时改善硝化效果，但是硝化效果主要受到SRT的影响新技术应用填料水蚯蚓曝气生物滤池MBRCNR填料把生物反应池分为厌氧池、缺氧池、好氧池；进水按一定的比例分别加入到厌氧池和缺氧池，来调节C/N比；在好氧池中填充纤毛状生物膜填料，固化了世代时间长的硝化菌类，提高硝化反应速度，从而达到同步除磷脱氮的污水处理效果。硝化(好氧池)NH4+NO2-NO3-NO2-N2反硝化(缺氧池)释放磷吸收磷(过剩)除磷厌氧池好氧池污泥排放除磷的原理CiliumNutrientRemovalCNRPROCESS工艺定义及原理脱氮的原理020406080进厌缺好1好2出NH4-NNO3-N01020304050020406080100进水出水硝化率水温CNRPROCESS脱氮过程水温对硝化率的影响反硝化硝化浓度(mg/L)水温(℃),硝化率(%)氮的浓度变化曲线7℃01年10月~01年12月SRT(日)水温(℃)首先在好氧池中进行硝化反应，然后通过内回流系统进入缺氧池进行反硝化反应。2001年的研究结果表明，CNR工艺对水温在不低于7度时，仍能保持80%以上的硝化率。NH4+-N(mg/L)水温对SRT的影响010203040181522水温SRT(日)5℃34.77℃24.29℃17.311℃12.9CNRPROCESS硝化菌类比较A2/O浮游的硝化菌类CNR填料上附着的硝化菌类表征:荧光原位杂交技术(FISH；Fluorescentinsituhybridization)，荧光指示的DNAprobe照相:共焦激光扫描显微镜(CLSM；confocallaserscanningmicroscope)颜色菌种红色硝化菌类Nitrosomonaseuropaea，Nitrosomonaseutropa，Nitrobactersp.绿色大肠杆菌E.coli黄色其它菌种脱氮过程C/N与进水分配率低C/N比下，保持脱氮效果的原因2000~2005年的运行结果C/N厌氧池缺氧池3.010002.99552.890102.785152.680202.575252.470302.36535在好氧池中进行内源反硝化(总反硝化的20~30%）通过内回流系统进入缺氧池的硝酸盐量减小在缺氧池中反硝化时需要的BOD量也随之减小根据进水C/N，来调整进水分配率进水C/N的降低，增加进入缺氧池的进水量反硝化需要的碳源可及时得到补充使得在低C/N环境下，仍能保持良好的脱氮效果脱氮过程水质的稳定性经济性水质稳定填充纤毛状生物膜，确保硝化菌及活性微生物浓度，从而稳定、高效处理有机物、氮和磷在低C/N下，有良好的脱氮效果将进水分别供应给厌氧池和缺氧池，使得在低C/N（2.3：1）环境下不需要补充碳源，仍能保持良好的脱氮效果抗负荷变化能力强纤毛状生物膜的高浓度附着微生物和浮游状微生物的共同作用下，抗负荷变化能力强冬季，仍能高效地除磷脱氮纤毛状生物膜的污泥群集和水膜作用，在低水温（7～10℃）环境下，仍能保持很高的处理效率（环境管理工团鉴定）占地面积小由于采用了高效的生物膜填料，因此停留时间短（6小时），能缩小占地面积和设施的容积运行费用低由附着微生物引起的有机物氧化作用和后生动物共存作用，能减少20～30%污泥量,不需要加药升级改造简单将老工艺的曝气池分割为厌氧池、缺氧池、好氧池，即可实现除磷脱氮，无需增建其他构造物简化中水回用由于CNR工艺的运行稳定、可靠和高效，出水有保障，因而可以有效地简化后续回用工程填料使用寿命长由于填料采用高强度的复合材料精制而成，故其使用寿命长，耐久性强（10年）自动化运行容易由于采用NBP-AI人工智能系统时，系统根据在线实时反馈的信息，自动完成各种操作和指令，因此能极大的节省和降低人工费用维护管理性维护管理容易由于纤毛状生物膜填料呈直毛状，水中微生物的附着和脱落始终可以达到动态平衡，因此无堵塞现象，更不需要反冲洗工艺特点比表面积大（1000m2/m3)，直毛状填料附着微生物量多(1000~1300g/m2)微生物容易附着，脱落，无堵塞现象适用于变化的污水负荷（高、低浓度)加快去除有机物，提高硝化速度降低污泥产生量耐久性强游动型纤毛(多孔型,表面粗糙)多孔型固定纤毛附着在填料上的微生物示意图厌氧性及兼氧性好氧性及兼氧性微生物附着前微生物附着之后填料优点0.2m2.5m纤毛状生物膜3～5cmCNRPROCESS纤毛状生物膜在填料上发生的微生物附着、脱落循环过程纤毛上生长高浓度的多种微生物纤毛上附着粘性物质和微生物粘性物质作为碳源被微生物利用粘性逐渐降低，微生物脱落纤毛状生物膜填料的耐久性试验（100天）-2003年CNRPROCESS重量重量比初期103.992100.010日102.11098.250日101.09197.270日100.92897.3100日100.65396.8重量比（%）=实测重量/初期重量重量比（%）日单位:(g,%)生产过程中残留的一些纤毛放入水中，发生脱落重量曲线趋于平滑纤毛状生物膜填料的耐久性研究（对数曲线图）重量比（%）年数始和(4年)九里(3年)达西川(5年)杨山2期(8年)杨山1期(11年)填料可以半永久使用推算曲线图（根据100天试验）实测曲线图（根据实际运行）95.593.1纤毛状生物膜○中方：北京城市排水集团有限责任公司○韩方：H2L公司○项目：把A/O工艺升级改造为CNR工艺○目的：以最经济的投资取得最佳的污水处理效果○地点：北京方庄污水处理厂○工艺名称：利用纤毛状生物膜的同步除磷脱氮工艺（CNR工艺）○设计流量：40000㎥/日○实施过程：•对全流程给出专家的意见•提供工艺设计和填料•指导安装和调试•提供技术培训和售后服务改造项目概要原来的工艺采用CNR的升级工程D内回流系统:促进反硝化E剩余污泥:为防止磷的释放，及时进行脱水A反应池分割:除磷脱氮(厌氧池:缺氧池:好氧池=1:3:5)B填充填料:提供微生物(尤其是硝化菌)生长的最佳环境C进水分配系统:确保缺氧池的反硝化进行彻底厌氧池好氧池纤毛状生物膜缺氧池内回流(150%)进水分配(10%)初沉池二沉池脱水机剩余污泥ABCDE外回流进水格栅沉砂池初沉池厌氧池好氧池二沉池贮泥池浓缩池脱水机运出填埋外回流生污泥剩余污泥出水中水工序方庄污水厂升级工程填料填充照片试运行参数试运行水质进水流量40000m3/日DO3.1㎎/L停留时间9.7小时pH7.8内回流率150%温度24.8℃外回流率100%MLSS1500(2300)㎎/LSRT10日SVI108F/M0.363kgBOD/kgMLVSS.日BOD负荷0.478kgBOD/㎥.日单位:(㎎/L,%)46cm22cm试运行结果CODCrBOD5SST-NNH4+-NT-P进水560.0310.0345.076.068.08.2出水40.19.89.28.21.60.5去除率939798899894水蚯蚓浏阳污水处理厂简介AAO水厂运行效果分析COD(mg/l)BOD5(mg/l)TP(mg/l)SS(mg/l)NH4+-N(mg/l)进水180~32070~901.7~2.5130~18018~20出水20~356~120.2~0.3810~186.3~7浏阳VS诸暨进水水质浏阳100%生活污水水蚯蚓种类浏阳目前存在3个种浏阳水蚯蚓附着均匀，而诸暨抱团严重。设备分析采用的曝气设备优点在于灵活性，能够随时进行调整。但是该设备充氧效率约为1~1.8kgO2/KW.h,目前我们集团采用的微孔曝气的充氧效率约为3.8kgO2/KW.h,酒仙桥氧化沟充氧效率约为2.2kgO2/KW.h。比较发现该设备能耗相对较高，而且通过方庄厂的运行来看，水蚯蚓的生长与曝气方式关系不大，重点是填料的形态及溶解氧浓度。水蚯蚓照片水蚯蚓国外曝气生物滤池硝化滤池技术—锡拉丘兹Metropolitan污水处理厂锡拉丘兹Metropolitan污水处理厂该厂位于美国纽约州锡拉丘兹市（该市位于北纬43度，与沈阳纬度相似），服务人口27万，日均处理量84.2MGD，约合32万m3/d，出水排入Onondaga湖。（1）污水处理厂概况污水处理基本工艺流程：进水－格栅－沉砂池－初沉池－曝气池－二沉池－BAF－HRFS－UV消毒－出水排放污泥处理基本工艺流程：污泥浓缩－厌氧消化－离心脱水－碱性稳定化－农用。污泥消化产生的沼气用于为办公区供热。（2）曝气生物滤池（BAF）工艺污水经二级处理后，进入BAF工艺段，进一步去除有机污染物和氨氮。当地规定的部分出水水质标准见下表：参数第1阶段（磅/天）要求完成日期第2阶段（mg/L）要求完成日期第3阶段（mg/L）要求完成日期氨氮[1]7月－9月8,7001998年1月2.02004年5月1.22005年5月10月－6月13,1004.02.4磷[2]4001998年1月0.122006年4月0.022012年12月[1]30天平均值；[2]12个月移动平均值当地对氨氮出水水质要求很高，而该污水处理厂在2004年前出水氨