第七章 生物脱氮除磷工艺
第一节 概述
一、营养元素的危害
氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害，主要表现在以下几个方面： 氨氮会消耗水体中的溶解氧；
氨氮会与氯反应生成氯胺或氮气，增加氯的用量；
含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：① 氨氮对鱼类有毒害作用；② NO3? 和NO2?可被转化为亚硝胺——一种“三致”物质；③ 水中NO3?高，可导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby”；
加速水体的“富营养化”过程；所谓“富营养化”就是指水中的藻类大量繁殖而引起水质恶化，其主要因子是N和P（尤其是P）；解决的办法主要就是要严格控制污染源，降低排入水环境的废水中的N、P含量；对于城市废水来说，利用传统的活性污泥法进行处理，对N的去除率一般只有40%左右，对磷的去除率一般只有20~30%。
二、脱氮的物化法
1、氨氮的吹脱法：
NH3?H2O?NH4??OH?
进水 调节pH值 石灰或石灰乳 排泥 吹脱法脱氨处理流程 沉淀池 吹脱塔 出水
2、折点加氯法去除氨氮： NH4??HOCl?NH2Cl?H??H2O 2NH2Cl?HOCl?N2?3Cl??H2O?3H? NaOCl 贮槽 折点加氯 废水 每mgNH4+--N被氧化为氮气，至少需要7.5mg的氯。 反应器
3、选择性离子交换法去除氨氮： 折点加氯法脱氯工艺流程 采用斜发沸石作为除氨的离子交换体。
沸
石 NH3或N2离再生液 澄清或过滤 废水 子 脱氯 或氨溶液 交 换 床 出水 再生液回流 离子交换法脱氯工艺流程 活性炭吸附塔出水
三、除磷的物化法（混凝沉淀法） 1、铝盐除磷
3?Al3??PO4?AlPO4
一般用Al2(SO4)3，聚氯化铝（PAC）和铝酸钠（NaAlO2）
2、铁盐除磷：FePO4 Fe(OH)3
一般用FeCl2、FeSO4 或 FeCl3 Fe2(SO4)3
3、石灰混凝除磷
5Ca2??4OH??3HPO42??Ca5(OH)(PO4)3?3H2O
向含磷的废水中投加石灰，由于形成OH?，污水的pH值上升，磷与Ca2+反应，生成羟磷灰石。
第二节 生物脱氮工艺与技术
一、活性污泥法脱氮传统工艺
1、Barth提出的三级活性污泥法流程：
第一级曝气池的功能：① 碳化——去除BOD5、COD；② 氨化——使有机氮转化为氨氮； 第二级是硝化曝气池，投碱以维持pH值；
第三级为反硝化反应器，可投加甲醇作为外加碳源或引入原废水。
该工艺流程的优点是氨化、硝化、反硝化分别在各自的反应器中进行，反应速率较快且较彻底；但七缺点是处理设备多，造价高，运行管理较为复杂。
2、两级活性污泥法脱氮工艺
与前一工艺相比，该工艺是将其中的前两级曝气池合并成一个曝气池，使废水在其中同时实现碳化、氨化和硝化反应，因此只是在形式上减少了一个曝气池，并无本质上的改变。 二、缺氧——好氧活性污泥法脱氮系统（A—O工艺）
该流程与两级活性污泥工艺相比，是将缺氧的反硝化反应器设置在好氧反应器的前面，因此常被称为“前置式反硝化生物脱氮系统”。其主要特征有：反硝化反应器设置在流程的前端，而去除BOD、进行硝化反应的综合好氧反应器则设置在流程的后端；因此，可以实现进行反硝化反应时，可以利用原废水中的有机物直接作为有机碳源，将从好氧反应器回流回来的含有硝酸盐的混合液中的硝酸盐反硝化成为氮气；而且，在反硝化反应器中由于反硝化反应而产生的碱度可以随出水进入好氧硝化反应器，补偿硝化反应过程中所需消耗碱度的一半左右；好氧的硝化反应器设置在流程的后端，也可以使反硝化过程中常常残留的有机物得以进一步去除，无需增建后曝气池。目前，A－O工艺是实际工程中较常见的一种生物脱氮工艺。
三、其它生物脱氮工艺
1、氧化沟工艺
由于氧化沟的运行工艺特征，会在其反应沟渠内的不同部位分别形成好氧区、缺氧区，使得氧化沟内的活性污泥分别经过好氧区和缺氧区，从而可以实现生物脱氮功能。
2、生物转盘生物脱氮工艺
控制每级生物转盘的运行工况，使其分别处于好氧状态和缺氧状态，即在整个流程中需要分别采用好氧生物转盘和厌氧生物转盘，在不同的好氧生物转盘中分别实现BOD的去除和氨氮的硝化，而在厌氧生物转盘中则主要实现反硝化，其原理类似于前述的三级活性污泥生物脱氮工艺，只是在本工艺中实现各级功能是依靠生物转盘来完成的。
第三节 废水生物除磷工艺与技术
一、厌氧—好氧生物除磷工艺（A－O工艺）
生物脱氮除磷工艺水处理教案(清华大学精品课程)
