13第十三章水体的富营养化和氮磷的去除2

1第十三章水体的富营养化和氮磷的去除2一、水体富营养化•水体富营养化：是指大量溶解营养盐类（主要是NH3-N、NO3-N、PO43-P）进入水体，使水中藻类等浮游生物大量生长繁殖，而后引起异养微生物旺盛代谢活动，耗尽了水体中的溶解氧，从而破坏水体生态平衡的现象。3•一般认为，水体形成富营养化的指标是：水体中含氮量大于0.2-0.3mg/L，含磷量大于0.01mg/L，生化需氧量（BOD5）大于10mg/L，在淡水中细菌总数达到104cfu/mL，标志藻类生长的叶绿素a浓度大于10μg/L。4一、富营养化产生的原因•有机的和无机的氮、磷物质，经常不断地流入水体，给水体中带来了藻类生长所需要的营养物质。此外，水体内部的有机体，如水生动植物的遗体及它们的代谢产物，经水中好氧性微生物分解亦可作为藻类的营养。5水体富营养化6二、富营养化的危害•一旦水体受到污染而呈现富营养化状态时，水体的某些种类的生物明显减少，而另外一些生物种类则显著增加，这种生物种类演替会导致水生生物的稳定性和多样性降低，破坏水体生态平衡。•许多产生水华和赤潮的藻类能产生毒素，不仅危害水生动物，而且对人类健康及牲畜和禽类等也会产生严重的毒害作用。7三、控制水体富营养化的措施与方法•化学药剂控制•生物学控制•搅动水层•对二级生化处理的排出水进行脱氮和除磷•采收藻类，综合利用•生态防治法8四、评价水体富营养化的指标•测定水域中光合作用强度与呼吸作用强度之比•测定藻类生产潜在能力（AGP）•黑-白瓶法测定光合作用产氧能力•其他评价富营养化的方法9五、10第二节生物脱氮一、水体中氮化物的危害•造成水体富营养化现象•增加给水处理的成本•消耗水体中氧量•对人及生物具有毒害作用11二、生物脱氮的基本原理•生物脱氮过程主要参与的细菌有三个类群：氨化细菌，进行有机氮化合物的脱氨基作用，生成NH3；亚硝化细菌和硝化细菌，将NH3转化为NO2-和NO3-；反硝化细菌，将NO2-和NO3-转化为N2。硝化作用过程的程度往往是生物脱氮的关键，是生物脱氮必须经过的步骤。•在废水生物处理工程系统中，为了达到硝化目的，必须保证以下运行条件：有机物浓度很低和溶解氧充足。所以，实际运行中一般可采用低负荷运行，或延长曝气时间，并保证曝气池中有足够的溶解氧量，以满足硝化细菌将NH3氧化生成硝酸盐的条件。12•大多数反硝化细菌是异养的兼性厌氧细菌，它利用各种各样的有机物作为反硝化过程中的电子供体，包括碳水化合物、有机酸类、醇类、烷烃类、苯酸盐类和其他的苯衍生物等，生成的氮气可从水中逸出，达到了脱氮目的。1314三、生物脱氮的基本流程2.单级活性污泥外加碳源系统15活性污泥法系统16•生物膜法系统是利用介质上生长的生物膜来去碳、硝化和反硝化。可采用的生物膜法主要有生物滤池，淹没式生物膜法，生物转盘和生物流化床等。这个系统的工艺流程与活性污泥法基本相同。目前研究认为，在生物转盘中，氧气很难渗透到生物膜的深层厌氧层部分常存在反硝化细菌。所以，即使单极的生物转盘，亦可完成BOD氧化、硝化和反硝化过程，达到脱氮的目的。17•A/O处理系统•Anoxicc/Oxicsystem简称A/O系统，是在二级生化处理的基础上又引进的缺氧段的工艺。A/O系统采取内部污水和污泥循环，同时具有脱氮除磷和去除BOD的污水处理新方法。•其流程为进水首先通过厌氧（或缺氧）池，并在厌氧（或缺氧）池内与回流硝化液和回流污泥完全混合。经过一段时间的厌氧分解，去除一部分BOD，并将回流的硝化液中NO3-——N转化为N2。厌氧（或缺氧）池处理的水引入好氧池进行有机物的彻底氧化，并进行硝化作用。可见，反硝化的碳源直接来源于原污水中的有机化合物，而NO3-——N是通过硝化池中硝化液回流来提供的。这种方法具有流程简单、不用外加碳源和后曝气池等特点，基建费和运行费均较低。1819四、影响脱氮作用的环境因素•影响硝化作用的因素①有机碳浓度对硝化作用的影响②氧对硝化作用的影响③pH值④温度20•影响反硝化作用的因素①氧②温度③pH值④毒物⑤碳源及其浓度21第三节生物除磷一、生物除磷的基本原理•生物除磷原理就是利用所谓聚磷菌在好氧条件下可过量吸磷，即水中磷富集于活性污泥中；而在厌氧条件下活性污泥中磷可释放，即磷主要存在于上清液中，从而分别通过聚磷剩余活性污泥排放和含磷上清液排放使磷脱离处理系统，达到生物除磷的目的。此外，在生物除磷过程中BOD亦得到分解。2223二、生物除磷的基本工艺流程（一）A/O工艺该工艺主要通过排除富含磷的剩余污泥达到除磷的目的。其主要特点是工艺流程简单，不需投药，运行费和建设费少。缺点是除磷效率低，去除率为75%左右，当P/BOD值较高时，难以达到排放要求。2425（二）弗斯特里普除磷工艺该工艺不但可通过排除含磷的剩余污泥达到除磷的目的，还可利用活性污泥在厌氧池中将磷释放于上清液中，通过去除上清液中的磷而达到除磷的目的。上清液中的磷可通过化学除磷方法去除。2627影响生物除磷的主要因素•溶解氧•NO3-——N浓度•BOD5/TP值