第九章-污水同步脱氮除磷技术.ppt

第九章第九章 污水同步脱氮除磷技水同步脱氮除磷技术1主要主要 内内 容容污水同步脱氮除磷工水同步脱氮除磷工艺1 1氧化沟脱氮除磷工氧化沟脱氮除磷工艺2 2SBRSBR法脱氮除磷工法脱氮除磷工艺3 3污水同步脱氮除磷水同步脱氮除磷处理工程理工程实例例4 429.1、生物脱氮除磷工、生物脱氮除磷工艺1.A2/O工工艺A2/O工艺基本流程(A-A-O)(Anaerobic-Anoxic-Oxic重点重点作用：作用：COD转化化为VFA；VFA转化化为PHB和和 PHV；释磷提供能量磷提供能量氨化氨化作用：作用：反硝化脱氮；反硝化脱氮；耗耗费BOD,出出水水COD快达快达标；作用：作用：氨氮硝化；氨氮硝化；吸收磷吸收磷；进一步降解一步降解BOD3进进水水沉淀池沉淀池沉淀池沉淀池厌厌氧池氧池氧池氧池缺氧池缺氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池好氧池好氧池剩余剩余剩余剩余污污泥泥泥泥出水出水出水出水内回流内回流内回流内回流污污泥回流泥回流泥回流泥回流进进气气气气管管管管A2/O工工艺流程流程49.1 9.1 污污水同步脱氮除磷工水同步脱氮除磷工艺艺lA2/O工工艺的主要特点的主要特点流程的流程的总水力停留水力停留时间小于其他同小于其他同类工工艺，运行，运行稳定，出水水定，出水水质可保可保证厌氧氧/好氧交替运行，不易于好氧交替运行，不易于丝状菌繁殖，不存状菌繁殖，不存在在污泥膨泥膨胀问题反硝化不需要添加碳源，硝化反硝化不需要添加碳源，硝化过程消耗的碱度由程消耗的碱度由缺氧缺氧过程提供程提供56（2）.Phoredox五段工艺除磷、脱氮除磷、脱氮和碳氧化和碳氧化进一步反硝化一步反硝化7（3）.UCT工艺提供提供较多多的溶解性的溶解性BOD消除硝酸消除硝酸盐对厌氧氧环境境的影响的影响89.1.2 Bardenpho工艺脱氮率脱氮率90%95%，除磷率，除磷率97%99.1.3 生物生物转盘同步脱氮除磷工同步脱氮除磷工艺l节能，即运行能，即运行费用用较低；低；l生物量多，生物量多，净化率高，适化率高，适应性性强，出水水，出水水质较好；好；l生物膜上生物的食物生物膜上生物的食物链长，污泥泥产量少，量少，为活性活性污泥法的泥法的1/2左左右；右；l维护管理管理简单，功能，功能稳定可靠，无噪音，无灰定可靠，无噪音，无灰蝇；l受气候影响受气候影响较大，大，顶部需要覆盖，有部需要覆盖，有时需要保暖；需要保暖；l所需的所需的场地面地面积一般一般较大，建大，建设投投资较高。高。109.2氧化沟氧化沟(Oxidation Ditch)脱氮除磷工脱氮除磷工艺l又又称称氧氧化化渠渠或或循循环曝曝气气池池，是是活活性性污泥泥法法的的一一种种变形；形；l50年代，荷年代，荷兰，Pasveer；l早期：适用于早期：适用于5000m3/d以下，城市以下，城市污水；水；l目前：各种目前：各种规模的城市生活模的城市生活污水或工水或工业废水水11氧化沟的特征氧化沟的特征l构造上的特征构造上的特征 池体狭池体狭长；池深一般在；池深一般在3.553.55mm左右；左右；曝气装置曝气装置多用表面机械曝气器多用表面机械曝气器，竖轴曝气器，如：低速曝气叶曝气器，如：低速曝气叶轮；横横轴曝气器，如：曝气曝气器，如：曝气转刷、曝气刷、曝气转盘；进、出水装置、出水装置简单。129.2.2氧化沟的工氧化沟的工艺流程流程原原废水水沉砂池沉砂池格格栅二沉二沉池池氧氧 化化 沟沟出水出水回流回流污泥泥139.2.3氧化沟工氧化沟工艺特点特点结合了推流和完全合了推流和完全混合状混合状态，能承受水，能承受水量、水量、水质冲冲击负荷荷明明显的溶的溶解氧梯度解氧梯度处理效果理效果稳定，定，出水水出水水质好好 处理流程理流程便捷便捷14二、典型的氧化沟工二、典型的氧化沟工艺lPassveerPassveer沟沟l导管式氧化沟管式氧化沟 lCarrouselCarrousel氧化沟氧化沟l OrbalOrbal氧化沟氧化沟l 交替工作式氧化沟交替工作式氧化沟l 曝气曝气沉淀一体化氧化沟沉淀一体化氧化沟151、Carrousel 氧化沟氧化沟161.Carrousel1.Carrousel氧化沟氧化沟卡卡卡卡鲁鲁塞塞塞塞尔尔氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟图图l平行多渠形氧化沟；平行多渠形氧化沟；l60年代末，荷年代末，荷兰DHV公司；公司；l采用采用竖轴低速表面曝气器低速表面曝气器；l水深水深4 4.5m，沟内流速沟内流速0.3 0.4m/s；l混合液在沟内每混合液在沟内每5 20min循循环一次；一次；l沟内混合液沟内混合液总量是量是进水量的水量的30 50倍；倍；17CarrouselCarrousel氧化沟的氧化沟的发展展Carrousel2000是一种反硝化脱氮工是一种反硝化脱氮工艺，其突出的，其突出的优点是可点是可实现硝化液的高回流比，达到硝化液的高回流比，达到较高程度的脱氮率，同高程度的脱氮率，同时无需无需任何回流提升任何回流提升动力。力。卡卡鲁塞塞尔BarDNP系系统是在是在Carrousel2000下游增下游增设了第二缺氧了第二缺氧池及再曝气池，达到了更高程度的脱氮。池及再曝气池，达到了更高程度的脱氮。1819卡卡鲁塞塞尔氧化沟氧化沟图 采用立式表曝机的卡采用立式表曝机的卡鲁塞塞尔氧化沟氧化沟 (英国英国ASH Vale 污水水处理厂理厂)202 2、ObraIObraI氧化沟氧化沟Orbal氧化沟是一种多渠道的氧化沟系氧化沟是一种多渠道的氧化沟系统，沟中有若干，沟中有若干多孔曝气多孔曝气圆盘的水平旋的水平旋转装置，用以装置，用以进行行传氧和混合。氧和混合。OrbalOrbal氧化沟氧化沟氧化沟氧化沟图图21Orbal式氧化沟式氧化沟又称同心又称同心圆型氧化沟型氧化沟 l 圆形形或或椭圆形形的沟渠，能充分利用水流的沟渠，能充分利用水流惯性，性，节省能耗；省能耗；l多沟串多沟串联可减少水流短路可减少水流短路现象；象；容容积为60 70%，DO 约0mg/l，反硝化和磷，反硝化和磷释放放容容积为20 30%，DO 约1mg/l容容积为10%，DO 约2mg/l进水水222、Orbal氧化沟氧化沟l直径：直径：1400mm；比重：；比重：0.95t/m3l单碟重量：碟重量：10kgl单碟最大供氧能力：碟最大供氧能力：1.45kgO2/hl最大最大动力效率：力效率：2.11kgO2/kw.hl浸没水深：浸没水深：230530mm（500mm）l转速：速：3060rpm（50rpm ）242、Orbal氧化沟氧化沟防防护罩罩252、Orbal氧化沟氧化沟 l主要主要实例：例：1)抚顺石油二厂石油二厂废水水处理站理站(28,800m3/d)；2)燕山石化公司燕山石化公司新建新建废水水处理厂理厂(60000m3/d)；3)成都市天彭成都市天彭镇污水水处理厂。理厂。262、Orbal氧化沟氧化沟燕山石化公司燕山石化公司第四期第四期废水水处理厂理厂(60000m3/d)；273 3、曝气沉淀一体化氧化沟、曝气沉淀一体化氧化沟 特点：特点：（1）将将二二沉沉池池建建在在氧氧化化沟沟内内，完完成成曝曝气气沉沉淀淀二个功能二个功能（2）隔）隔墙、三角形、三角形导流板、集水管流板、集水管（3）机械表曝）机械表曝（4）占占地地省省，不不要要污泥泥回回流流系系统，节省省基基建建费用和运行用和运行费用用 28一体化氧化沟全景一体化氧化沟全景沉淀区沉淀区主沟主沟水下推水下推进器器水下推水下推进器器厌氧区氧区294、交替工作式氧化沟、交替工作式氧化沟l由丹麦由丹麦Kruger公司所开公司所开发的，有的，有VR型、型、DE型和型和T型形式型形式l交替交替用做曝气池和沉淀池，无需二沉池和用做曝气池和沉淀池，无需二沉池和污泥回流装置；泥回流装置；l曝曝气气转刷刷的的利利用用率率较低低，D型型二二沟沟只只有有40%，三三沟沟式式则提提高到了高到了58%；304、交替工作式氧化沟、交替工作式氧化沟VR型氧化沟型氧化沟D型氧化沟型氧化沟 314、交替工作式氧化沟、交替工作式氧化沟三沟交替工作的氧化沟三沟交替工作的氧化沟 l两两侧的的A、C二沟交替作二沟交替作为曝曝气池和沉淀池，而气池和沉淀池，而B沟沟则一直一直作作为曝气池；曝气池；l原原废水交替地从水交替地从A沟和沟和C沟沟进入，而出水入，而出水则相相应地从地从C沟及沟及A沟流出；沟流出；l曝气器的利用率曝气器的利用率较高高(58%)；l交替运行的方式，交替运行的方式，为脱氮脱氮创造了条件，有良好的造了条件，有良好的BOD去除去除效果和脱氮效果。效果和脱氮效果。32交替工作式氧化沟交替工作式氧化沟图 OTV-Gruger OTV-Gruger的三沟式氧化沟的三沟式氧化沟(Faabborg(Faabborg污水水处理厂理厂)33长沙市第一沙市第一污水水处理厂氧化沟理厂氧化沟34氧化沟池容氧化沟池容计算和主要算和主要设计参数参数1.1.去除碳源去除碳源污染物染物按按污泥泥负荷：荷：按按污泥泥龄计算：算：3536例例题题l城市城市污水水设计流量流量2000m3/h，原水，原水COD=265mg/L,BOD5=180mg/L,SS=150mg/L,TN=80mg/L,TKN=40 mg/L，NH4-N=30mg/L,TP=6mg/L，要，要求出水水求出水水质BOD5=20mg/L,SS=30mg/L,TN=10mg/L,NH4-N=2mg/L,TN=10mg/L,TP1mg/L,设计氧化沟池氧化沟池37氧化沟池容氧化沟池容计算和主要算和主要设计参数参数2.2.脱氮除磷脱氮除磷缺氧池容缺氧池容积：38氧化沟池容氧化沟池容计算和主要算和主要设计参数参数2.2.脱氮除磷脱氮除磷好氧池容好氧池容积：39厌氧池容氧池容积404142污泥处理系统1.1.剩余剩余污泥：泥：按按污泥泥龄计算：算：43污泥处理系统1.1.剩余剩余污泥：泥：按按污泥泥产率系数、衰减系数及不可生物降解和率系数、衰减系数及不可生物降解和惰性惰性悬浮物浮物计算：算：0.50.744电镀废水水综合合处理（氧化沟）理（氧化沟）综合合废水水格格栅调节池池气浮池气浮池氧化沟氧化沟污泥干化泥干化斜板沉淀池斜板沉淀池二沉池二沉池回流回流污泥泥排放排放剩余剩余污泥泥PAC上上清清液液干泥外运干泥外运459.39.3间歇活性歇活性污泥法泥法SBRSBR 间歇活性歇活性污泥法泥法:序批式活性序批式活性污泥泥法（法（SBRSBR），依次），依次经历5 5个独立个独立阶段，即段，即进水、反水、反应、沉淀、排水和、沉淀、排水和闲置。一个置。一个运行周期的运行周期的时间一般一般为4 412h12h4647SBR工艺lSBRSBR反反应器的特点：器的特点：l运行方式灵活，脱氮、除磷效果好运行方式灵活，脱氮、除磷效果好l工工艺简单，节省省费用。不需用。不需设置二沉池、回流置二沉池、回流污泥及其泥及其设备l反反应推推动力大力大l有效防止有效防止丝状菌膨状菌膨胀l主要的主要的变形工形工艺：循：循环式活性式活性污泥工泥工艺CASSCASS或或CASTCAST、l基本基本过程：程：进水水/曝气、沉淀、曝气、沉淀、滗水水闲置置/排泥排泥48影响影响SBR工工艺脱氮除磷的主要因素脱氮除磷的主要因素l（1）易生物降解的有机物）易生物降解的有机物浓度的度的变化化对脱氮除磷脱氮除磷的影响的影响l（2）NO3N浓度度对脱氮除磷的影响脱氮除磷的影响l（3）运行）运行时间和和DO的影响的影响499.3.4 SBR工工艺流程流程沉砂池沉砂池污水水贮存池存池SBR池池格格栅典型典型SBR处理系理系统工工艺流程流程（1）典型的）典型的SBR工工艺流程流程50SBRSBR系列工系列工艺lSBR工工艺：间歇式活性歇式活性污泥法泥法lMSBR工工艺：改良型：改良型间歇式活性歇式活性污泥法泥法lCASS/CAST工工艺：循：循环活性活性污泥法泥法lICEAS工工艺：间歇循歇循环延延时曝气法曝气法lDAT-IAT工工艺：连续进水水间歇曝气法歇曝气法lUNITANK工工艺：一体化活性：一体化活性污泥法泥法51（2 2）MSBRMSBR工工艺平面平面图出水堰出水堰出水堰出水堰出水出水出水出水污泥泥浓缩格格缺氧格缺氧格厌氧格氧格沉淀池沉淀池好好氧氧格格SBR格格进水水SBR格格污泥回流泥回流剩余剩余污泥泥剩余剩余污泥泥1.5Q 回流回流52MSBRMSBR工工艺原理原理图SBR池池SBR池池好好氧氧池池污泥泥浓缩池池缺缺氧氧池池缺缺氧氧池池厌氧氧池池进水水出水出水出水出水污泥回流泥回流剩余剩余污泥泥污泥回流泥回流剩余剩余污泥泥53（2 2）MSBRMSBR MSBR系系统的运行原理的运行原理：污水水进入入厌氧池氧池，回流活性，回流活性污泥中的聚磷菌在此泥中的聚磷菌在此进行充分放行充分放磷磷混合液混合液进入入缺氧池缺氧池进行反硝化。行反硝化。反硝化后的反硝化后的污水水进入入好氧池好氧池，有机物被好氧降解、活性，有机物被好氧降解、活性污泥泥充分吸磷后再充分吸磷后再进入起沉淀作用的入起沉淀作用的SBR池，澄清后池，澄清后污水排放水排放另一另一SBR在在1.5Q回流量的条件下回流量的条件下进行反硝化、硝化，或行反硝化、硝化，或进行行静置静置预沉。沉。54（2 2）MSBRMSBR MSBR系系统的运行原理的运行原理：回流回流污泥首先泥首先进入入浓缩池池进行行浓缩，上清液直接，上清液直接进入好氧入好氧池，而池，而浓缩污泥泥则进入缺氧池。入缺氧池。一方面可以一方面可以进行反硝化行反硝化另一方面可先消耗掉回流另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸泥中的溶解氧和硝酸盐，为随后随后进行的缺氧放磷提供更行的缺氧放磷提供更为有利的条件有利的条件在好氧池与缺氧池之在好氧池与缺氧池之间有有1.5Q的回流量，以便的回流量，以便进行充分的行充分的反硝化。反硝化。55MSBRMSBR工工艺特点特点l与与传统SBR相比，相比，MSBR有以下有以下优缺点：缺点：la.连续进出水，出水，设备利用率高，池容利用率高。利用率高，池容利用率高。lb.具有良好的除磷脱氮效果。具有良好的除磷脱氮效果。lc.增加了增加了设备费用和工用和工艺的复的复杂程度，相程度，相应增加了管理增加了管理的复的复杂性。性。56l3.CASS工工艺:即循即循环式活性式活性污泥法，它的反泥法，它的反应池用隔池用隔墙分分为选择区和主反区和主反应区，区，进水、曝气、沉淀、排水、排泥水、曝气、沉淀、排水、排泥都是周期循都是周期循环运行，省去了常运行，省去了常规活性活性污泥法的二沉池和泥法的二沉池和污泥回流系泥回流系统；同；同时可可连续进水，水，间断排水。断排水。57lCASSCASS生物池运行生物池运行过程程包括曝气、沉淀、包括曝气、沉淀、滗水、水、闲置置四个四个阶段段 l曝气曝气阶段段：有机：有机污染物被微生物氧化分解，氨氮染物被微生物氧化分解，氨氮转化化为硝硝态氮。氮。l沉淀沉淀阶段段：生物池好氧状：生物池好氧状态向缺氧状向缺氧状态转变，开始，开始进行反硝化反行反硝化反应，活性，活性污泥逐泥逐渐沉到池底，上沉到池底，上层水水逐逐渐变清清58l滗水水阶段段：置于：置于CASSCASS主反主反应区的区的滗水器开始工作水器开始工作,自上而自上而下逐下逐层排出上清液。反排出上清液。反应池由缺氧池由缺氧过渡到渡到厌氧，反氧，反应池池污泥泥层内因内因为溶解氧很低仍溶解氧很低仍继续发生反硝化作用。生反硝化作用。l闲置置阶段段：闲置置阶段的段的时间一般一般较短，主要保短，主要保证沼水器在沼水器在此此时段内上升到原始位里，防止段内上升到原始位里，防止污泥流失。同泥流失。同时，还通通过CASSCASS主反主反应区内区内污泥的泥的闲置，以恢复置，以恢复污泥的吸附能力。泥的吸附能力。59CASSCASS工工艺艺脱氮或除磷技脱氮或除磷技术术l一区：缺氧区，占一区：缺氧区，占总有效容有效容积的的20%l二区：好氧区二区：好氧区60CASSCASS脱氮除磷技脱氮除磷技术术l一区：生物一区：生物选择区，占区，占总有效容有效容积的的5%10%l二区：缺氧区，占有效容二区：缺氧区，占有效容积的的20%l三区：好氧区三区：好氧区61CAST工工艺连续进水水鼓鼓风机机滗水器水器剩余剩余污泥泥出水出水污泥回流泥回流主反主反应区区选择区区接接触触区区62ICEAS工工艺平面平面图1号号池池预反反应区区进水水2号号池池4号号池池3号号池池出水出水出水出水出水出水污泥回流泥回流剩剩余余污泥泥剩剩余余污泥泥污泥回流泥回流635 5、UNITANKUNITANK工工艺艺好氧好氧厌氧氧沉淀沉淀进水水出水出水排泥排泥好氧好氧沉淀沉淀沉淀沉淀进水水出水出水好氧好氧厌氧氧沉淀沉淀进水水出水出水排泥排泥好氧好氧沉淀沉淀沉淀沉淀进水水出水出水（a）（b）（c）（d）64CASS工艺处理啤酒废水lQ平均平均=3500 m3/d指指标CODBOD5SS进水水水水质1500800600出水水出水水质1506020065啤酒工艺CASS工艺流程图格格 栅集集水水调节池池 原水原水提提 升升 泵CASS反反应器器出出 水水污泥泥浓缩池池 泵压 滤 机机干干 泥泥 外外 运运上清液上清液滤液回流液回流66反应池设计计算lSBRSBR反反应池容池容积：671.1.反反应时间68SBRSBR工工艺工序工序时间进水时间：69沉淀沉淀时间tS：1h排水排水时间tD：11.5一个周期所需要的一个周期所需要的时间：tb闲置置时间 t=tR+tS+tD+tblSBR法的每天周期数法的每天周期数为整数整数l反反应池的水深池的水深46m，当采用矩形池，反，当采用矩形池，反应池池长宽比比1:12:1，连续进水水时宜宜为2.5:14:1。l反反应池池设计超高超高0.51.0ml反反应池的数量不宜少于池的数量不宜少于2个，并个，并联7071CASS构筑物设计l反反应池有效容池有效容积584 m3，实际容容积648 m3（18 m9 m4 m），），厌氧氧:缺氧缺氧:好氧（容好氧（容积比）比）=1:2:7lBOD5容容积负荷荷为0.4 kg/kg(MLSS.d)，MLSS为3 g/L，周期，周期数数为2，一个运行周期所需要的，一个运行周期所需要的时间为12 h72CASS反应器设计1.反反应时间：2.一个周期所需要的一个周期所需要的时间：3.进水水时间，反，反应池系列个数取池系列个数取6个个ts-沉淀沉淀时间1h，tD-排水排水时间11.5 h，tb-闲置置时间73有效水深有效水深H=4 m（46 m）L:B=2:1(1:1或或2:1)总容容积：V总=1894=648 m3厌氧区：缺氧区：好氧区氧区：缺氧区：好氧区=1:2:74.反反应池有效容池有效容积：5:污泥泥产量：量：6:需氧需氧产量：量：74作作业：lQ平均平均=1000 m3/hl1.CASS工工艺设计l2.A2/O工工艺设计l3.氧化沟工氧化沟工艺设计（3选2）指指标CODBOD5SSNH4-NTP进水水水水质300200250304出水水出水水质902060100.575CASS的的工工艺参参数数选择76学无止境学无止境77