废水中磷的去除教学课件

废水中磷的去除废水中磷的去除46、寓形宇内复几时，曷不委心任去留。47、采菊东篱下，悠然见南山。48、啸傲东轩下，聊复得此生。49、勤学如春起之苗，不见其增，日有所长。50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结，箪瓢屡空，晏如也。取得的初步学术成绩取得的初步学术成绩于于v Water Researchv Process Biochemistry v Bioresources TechnologyvWater Science and TechnologyvChemical Engineering JournalvWorld Journal of Microbiology and Biotechnology 等等 SCI 学术期刊上发表论文十多篇。学术期刊上发表论文十多篇。是是vProcess Biochemistry vBiotechnology Progress vEnzyme and Microbial Technology 的审稿人。的审稿人。6 6一、有关污水处理的简单介绍7 7废水处理过程悬浮物一般经过预处理（一级处理）悬浮物一般经过预处理（一级处理）胶体杂质多采用属于二级处理的方法处理胶体杂质多采用属于二级处理的方法处理溶解杂质多采用属于三级处理的方法处理溶解杂质多采用属于三级处理的方法处理8 8一级处理一级处理截留法截留法沉砂法沉砂法沉淀法沉淀法9 9二级处理二级处理浮上分离法浮上分离法絮凝沉淀法絮凝沉淀法化学氧化还原法化学氧化还原法生物处理法生物处理法1010三级处理三级处理电渗析法电渗析法活性炭吸附法活性炭吸附法反渗透法反渗透法离子交换法离子交换法紫外线照射法紫外线照射法超声波处理法超声波处理法液膜分离法液膜分离法1111一种废水在确定采用何种处理方法之前，一种废水在确定采用何种处理方法之前，首先要了解废水的首先要了解废水的pHpH值、颜色、气味、悬值、颜色、气味、悬浮物、浮物、CODCOD、BODBOD等，然后根据水质的情况等，然后根据水质的情况及需要达到的处理要求进行全面分析研究，及需要达到的处理要求进行全面分析研究，确定采用何种处理方法。确定采用何种处理方法。1212废水生物处理的种类废水生物处理的种类湖塘和稳定池湖塘和稳定池曝气塘曝气塘生物滤池生物滤池生物转盘生物转盘厌氧分解厌氧分解活性污泥法活性污泥法1313活性污泥法推流式活性污泥法推流式活性污泥法完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法纯氧活性污泥法纯氧活性污泥法1414根据参与废水处理中微生物代谢的类型，废根据参与废水处理中微生物代谢的类型，废水生物处理技术分为好氧生物处理和厌氧生水生物处理技术分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。物处理两大类。废水的好氧生物处理根据微生物在废水所处废水的好氧生物处理根据微生物在废水所处的状态或存在的形式，可分为悬浮生长法和的状态或存在的形式，可分为悬浮生长法和附着生长法两大类。附着生长法两大类。活性污泥法是典型悬浮生长工艺。活性污泥法是典型悬浮生长工艺。1515随着人类环保意识的不断深入，特别是水随着人类环保意识的不断深入，特别是水体富营养化的出现使得科研工作者重视对体富营养化的出现使得科研工作者重视对污水中磷去除的研究。污水中磷去除的研究。所谓富营养化是指大量营养盐类进入水体，所谓富营养化是指大量营养盐类进入水体，导致一次生产者的异常增长。导致一次生产者的异常增长。1616富营养化的影响主要有以下几点：（1 1）使湖泊产生水花，促进河流中附着藻类的增）使湖泊产生水花，促进河流中附着藻类的增长，降低作为游览地区的价值；长，降低作为游览地区的价值；（2 2）由于水生植物茂盛和水花发生，影响行船；）由于水生植物茂盛和水花发生，影响行船；（3 3）用作饮用水水源时，容易使滤池堵塞和产生）用作饮用水水源时，容易使滤池堵塞和产生异臭味，而且在给水处理上需要高度处理技术；异臭味，而且在给水处理上需要高度处理技术；（4 4）当大量的藻类及水生植物枯死时，迅速分解）当大量的藻类及水生植物枯死时，迅速分解而产生恶臭并消耗大量的溶解氧；而产生恶臭并消耗大量的溶解氧；（5 5）增长起来的藻类在水中产生代谢物质，如有）增长起来的藻类在水中产生代谢物质，如有机物（机物（CODCOD或或BODBOD）以及其它对生物有影响的有害物）以及其它对生物有影响的有害物质。因此，藻类在增长时，水质也在恶化。质。因此，藻类在增长时，水质也在恶化。1717水体的原初生产者藻类及水生植物等的增水体的原初生产者藻类及水生植物等的增长除需要无机碳外，需要量较多的是氮和长除需要无机碳外，需要量较多的是氮和磷。磷。对原初生产者的营养最为重要的磷的形态对原初生产者的营养最为重要的磷的形态是正磷酸盐（是正磷酸盐（PO4-P)PO4-P)。水中的磷除水中的磷除PO4-PPO4-P外，还有颗粒状磷（聚外，还有颗粒状磷（聚磷酸盐）及有机磷。它们在一定条件可转磷酸盐）及有机磷。它们在一定条件可转化为化为PO4-PPO4-P。1818一般认为，将污水中磷的浓度控制在一般认为，将污水中磷的浓度控制在0.5mg/l0.5mg/l可以有效防止磷所引起的水体富可以有效防止磷所引起的水体富营养化。营养化。1919磷去除的常用方法化学法化学法生物处理法生物处理法2020化学法除磷是通过控制pH，使磷与Ca、Fe、Al等离子发生反应并沉淀，从而实现从废水中除磷的目的。2121铝盐的混凝沉淀AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3+6H+6H2 2O-2Al(OH)O-2Al(OH)3 3+3SO+3SO4 42-2-+6CO+6CO2 2AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3+2PO+2PO4 4-2AlPO-2AlPO4 4+3SO+3SO4 42-2-在在pHpH为为6.06.56.06.5的条件下，每的条件下，每1mol1mol的磷需要加铝的磷需要加铝1.5-3.0 mol1.5-3.0 mol。如果水显碱性，在加铝之前应先降低。如果水显碱性，在加铝之前应先降低pHpH以减少以减少Al(OH)3 Al(OH)3 沉淀。沉淀。2222铁盐的混凝沉淀FeFe2 2(SO(SO4 4)3 3+3HCO+3HCO3 3-Fe(OH)-Fe(OH)3 3+2SO+2SO4 42-2-+3CO+3CO2 2 FeFe3+3+PO+PO4 43-3-FePO-FePO4 4每每1mol1mol磷需要加铁（磷需要加铁（FeFe3+3+)1.53 mol)1.53 mol，最佳，最佳pHpH为为5.05.0。对磷含量为对磷含量为5mg/l5mg/l左右的二级处理水，通过投左右的二级处理水，通过投加加100100200mg/l200mg/l的氯化铁（的氯化铁（FeFeClCl3 3.6H.6H2 2O)O)就可就可以得到以得到9090以上的磷去除率。以上的磷去除率。2323石灰的混凝沉淀5Ca5Ca2+2+4OH+4OH-+3HPO+3HPO4 42-2-Ca-Ca5 5OH(POOH(PO4 4)3 3+3H+3H2 2O O为使磷的去除率达到为使磷的去除率达到9090以上，需要把以上，需要把pHpH值调值调到到10.5-11.010.5-11.0以上。以上。Ca/PCa/P的重量比为的重量比为2.2:12.2:1以上。以上。2424生物除磷的原理微生物摄取磷的机理比较复杂，不仅摄取微生物摄取磷的机理比较复杂，不仅摄取构成微生物体本身及代谢所必须的磷，而构成微生物体本身及代谢所必须的磷，而且在某种特殊的条件下，在细胞内能积累且在某种特殊的条件下，在细胞内能积累相当过量的磷磷的过剩摄取。这是细相当过量的磷磷的过剩摄取。这是细菌及藻类等一类微生物所具有的特殊现象。菌及藻类等一类微生物所具有的特殊现象。2525生物法除磷氧化塘(藻类)除磷投加混凝剂的活性污泥法除磷厌氧好氧增强生物除磷2626氧化塘(藻类)除磷利用藻类生长繁殖时，能够消耗水中利用藻类生长繁殖时，能够消耗水中N N、P P等元素，等元素，同时水中的溶解氧也能保持在一个较高的水平。同时水中的溶解氧也能保持在一个较高的水平。一般经过二级处理的处理水，再经过藻类处理，不一般经过二级处理的处理水，再经过藻类处理，不仅可以降低水中的生化需氧量，而且能除去水中的仅可以降低水中的生化需氧量，而且能除去水中的营养物质，这对防止接纳处理水的水体富营养化和营养物质，这对防止接纳处理水的水体富营养化和防止水体老化都是有意义的。防止水体老化都是有意义的。2727投加混凝剂的活性污泥法除磷在曝气池中直接投加混凝剂的一种方法。它是使在曝气池中直接投加混凝剂的一种方法。它是使污水中的磷酸盐与铝及铁化合而变成不溶性状态污水中的磷酸盐与铝及铁化合而变成不溶性状态之后去除沉淀物。这可以认为是活性污泥法的一之后去除沉淀物。这可以认为是活性污泥法的一种改良法，而且可以同时进行生物处理和化学处种改良法，而且可以同时进行生物处理和化学处理，所以也称为生物化学同时处理法。理，所以也称为生物化学同时处理法。缺点：在曝气池中直接投加混凝剂，铝和铁可能缺点：在曝气池中直接投加混凝剂，铝和铁可能对活性污泥中的微生物产生不良影响。对活性污泥中的微生物产生不良影响。2828厌氧好氧增强生物除磷目前一般认为，厌氧条件下聚磷微生物利用分解胞目前一般认为，厌氧条件下聚磷微生物利用分解胞内聚磷（同时释放磷）产生的能量吸收废水中的有内聚磷（同时释放磷）产生的能量吸收废水中的有机物（主要是短链脂肪酸）并在胞内合成聚羟基丁机物（主要是短链脂肪酸）并在胞内合成聚羟基丁酸；在随后的好氧条件下聚磷菌利用分解胞内聚羟酸；在随后的好氧条件下聚磷菌利用分解胞内聚羟基丁酸产生的能量吸收磷。在运行稳定的生物除磷基丁酸产生的能量吸收磷。在运行稳定的生物除磷系统中，微生物的好氧吸磷量将超过厌氧释磷量，系统中，微生物的好氧吸磷量将超过厌氧释磷量，通过排泥可达到除去污水中磷的目的。通过排泥可达到除去污水中磷的目的。因为二次污染小、操作费用低等特点成为近二十多因为二次污染小、操作费用低等特点成为近二十多年来国内外研究的热点。年来国内外研究的热点。2929二、增强生物除磷的基本概念、机理及工艺3030增强生物除磷的厌氧阶段厌氧条件下聚磷微生物利用分解胞内聚磷产厌氧条件下聚磷微生物利用分解胞内聚磷产生的能量吸收废水中的有机物（主要是短链生的能量吸收废水中的有机物（主要是短链脂肪酸脂肪酸SCFASCFA），并在胞内合成聚羟基烷酸），并在胞内合成聚羟基烷酸（PHA)PHA)，同时释放磷。，同时释放磷。在合成在合成PHAPHA时需要有还原力（时需要有还原力（NADHNADH2 2)，它可，它可由由SCFASCFA通过三羧酸（通过三羧酸（Tri-carboxylic acid,Tri-carboxylic acid,TCATCA）循环或由糖原经）循环或由糖原经EMP(Embden-EMP(Embden-Meyerhof-Parnas)Meyerhof-Parnas)或或 ED(Entner-Doudoroff)ED(Entner-Doudoroff)途途径提供。径提供。3131增强生物除磷的好氧阶段随后的好氧条件下聚磷菌利用分解胞内随后的好氧条件下聚磷菌利用分解胞内PHAPHA产产生的能量用于吸收磷、合成糖原及细胞生长。生的能量用于吸收磷、合成糖原及细胞生长。在运行稳定的生物除磷系统中，微生物的好氧在运行稳定的生物除磷系统中，微生物的好氧吸磷量将超过厌氧释磷量，通过排泥可达到除吸磷量将超过厌氧释磷量，通过排泥可达到除去污水中磷的目的。去污水中磷的目的。3232何为增强生物除磷微生物的好氧吸磷量将超过厌氧释磷量及微微生物的好氧吸磷量将超过厌氧释磷量及微生物正常生长所需的磷。生物正常生长所需的磷。3333何为聚磷菌(Phosphorus Accumulating Organisms-PAO)(Phosphorus Accumulating Organisms-PAO)PAOPAO指的是生物除磷系统中一类微生物，它们指的是生物除磷系统中一类微生物，它们在厌氧条件下吸收废水中的有机物并在胞内合在厌氧条件下吸收废水中的有机物并在胞内合成成PHAPHA，同时分解胞内糖原和聚磷并释放磷；，同时分解胞内糖原和聚磷并释放磷；在好氧时分解胞内在好氧时分解胞内PHAPHA，吸收磷，合成糖原。，吸收磷，合成糖原。在在PAOPAO占优势的生物除磷系统中，有明显的厌占优势的生物除磷系统中，有明显的厌氧磷释放和好氧磷吸收，并且磷的吸收量大于氧磷释放和好氧磷吸收，并且磷的吸收量大于释放量。释放量。3434何为聚糖菌(Glycogen Accumulating Organisms-PAO)(Glycogen Accumulating Organisms-PAO)GAOGAO指的是生物除磷系统中除了指的是生物除磷系统中除了PAOPAO以外的另以外的另一类微生物，它们在厌氧条件下吸收废水中的一类微生物，它们在厌氧条件下吸收废水中的有机物并在胞内合成有机物并在胞内合成PHAPHA，同时分解胞内糖原，同时分解胞内糖原但不释放磷；在好氧时分解胞内但不释放磷；在好氧时分解胞内PHAPHA用于合成用于合成糖原和细胞生长。糖原和细胞生长。在在GAOGAO占优势的生物除磷系统中，没有明显的占优势的生物除磷系统中，没有明显的厌氧磷释放和好氧磷吸收，无磷的去除。厌氧磷释放和好氧磷吸收，无磷的去除。3535增强生物除磷的主要工艺A/O A/O BardenphoBardenphoPhoredoxPhoredoxUCTUCT等工艺等工艺等工艺等工艺 3636A/O工艺缺氧池好氧池沉淀池3737Bardenpho 工艺工艺两级两级两级两级A/OA/O工艺。工艺。工艺。工艺。缺氧好氧缺氧好氧沉淀3838Phoredox工艺工艺 在在在在Bardenpho Bardenpho 工艺的前面增加了一个厌氧池。工艺的前面增加了一个厌氧池。工艺的前面增加了一个厌氧池。工艺的前面增加了一个厌氧池。厌氧缺氧好氧缺氧好氧沉淀3939A/A/O(Anaerobic-anoxic-Oxic)工艺厌 氧缺 氧好 氧沉 淀4040影响生物除磷的因素1 1、溶解氧、溶解氧一般认为，要取得较高的生物除磷效果，一般认为，要取得较高的生物除磷效果，厌厌氧区内必须控制严格的厌氧条件氧区内必须控制严格的厌氧条件，即没有分，即没有分子态氧，也没有子态氧，也没有NO3-NO3-等化合态氧，以保证系等化合态氧，以保证系统内的除磷菌吸收有机物并释放磷；好氧区统内的除磷菌吸收有机物并释放磷；好氧区内要供给充足的氧，以维持细菌的好氧呼吸，内要供给充足的氧，以维持细菌的好氧呼吸，有效地吸收废水中的磷。有效地吸收废水中的磷。41412 2、氧化态氮、氧化态氮硝酸盐和亚硝酸盐的存在会抑制细菌释放硝酸盐和亚硝酸盐的存在会抑制细菌释放磷，从而影响好氧条件下磷的吸收。但当磷，从而影响好氧条件下磷的吸收。但当COD/TKNCOD/TKN大于大于1010时，时，NO3-NNO3-N对生物除磷的影对生物除磷的影响较小。响较小。42423 3、污泥泥磷、污泥泥磷由于生物除磷系统主要通过排除剩余污泥由于生物除磷系统主要通过排除剩余污泥去除磷，因此剩余污泥量的多少将决定系去除磷，因此剩余污泥量的多少将决定系统的脱氮效果。一般污泥龄较短的系统产统的脱氮效果。一般污泥龄较短的系统产生较多的剩余污泥，可以取得较高的除磷生较多的剩余污泥，可以取得较高的除磷效果。效果。有报道，泥龄为有报道，泥龄为3030天时的除磷率为天时的除磷率为4040；年龄为年龄为1717天时除磷率为天时除磷率为5050；年龄为；年龄为5 5天时天时的除磷率可提高到的除磷率可提高到8787。43434 4、BODBOD负荷和有机物性质负荷和有机物性质较高的较高的BODBOD负荷可取得较好的除磷效果。一负荷可取得较好的除磷效果。一般认为，般认为，BOD/TPBOD/TP2020是正常进行生物除磷是正常进行生物除磷的低限。的低限。不同有机物为基质时磷的厌氧释放和好氧不同有机物为基质时磷的厌氧释放和好氧吸收也有差别。低分子易降解的有机物诱吸收也有差别。低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解的有导磷释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。机物诱导磷释放的能力较弱。44445 5、温度、温度温度对磷去除的影响不明显。在温度对磷去除的影响不明显。在5 53030范范围内，除磷效果都较好。围内，除磷效果都较好。6 6、pHpH在在6 68.58.5范围内，一般认为磷的厌氧释放范围内，一般认为磷的厌氧释放比较稳定。比较稳定。4545n36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。西班牙n37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。拉罗什福科n38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。亚伯拉罕林肯n39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。美华纳n40、学而不思则罔，思而不学则殆。孔子xiexie!xiexie!谢谢！谢谢！