生物处理新技术市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第二十一章第二十一章 生物处理新技术生物处理新技术南华大学建筑工程与资源环境学院给水排水教研室7月1日教师：娄金生第1页课程内容课程内容生物脱氮除磷新工艺生物脱氮除磷新工艺n n生物脱氮原理生物脱氮原理n n生物脱氮工艺生物脱氮工艺n n生物除磷原理生物除磷原理n n生物除磷工艺生物除磷工艺n n同时脱氮除磷工艺同时脱氮除磷工艺活性污泥法新工艺活性污泥法新工艺n n氧化沟氧化沟n nA-BA-B生物脱氮除磷工艺生物脱氮除磷工艺n n间歇式活性污泥法（间歇式活性污泥法（SBRSBR法）法）n n膜生物反应器膜生物反应器n思索题思索题n习题习题第2页谢谢！谢谢！结束结束第3页生物脱氮原理生物脱氮原理n n氮在水中存在形态与分类氮在水中存在形态与分类 n n 氨化与硝化反应过程氨化与硝化反应过程 n n硝化反应条件硝化反应条件 n n反硝化反硝化 n n硝化、反硝化反应中氮转化硝化、反硝化反应中氮转化 返回返回第4页氮在水中存在形态与分类氮在水中存在形态与分类N无机NNOx-N(硝态氮)TKN(凯氏氮)总N(TN)NO3-NNH3-NNO2-N有机N（尿素、氨基酸、蛋白质）返回返回第5页氨化与硝化反应过程氨化与硝化反应过程返回返回第6页硝化反应条件硝化反应条件（1）好氧状态：DO2mg/L；1gNH3-N完全硝化需氧4.57g硝化需氧量。（2）消耗废水中碱度：1gNH3-N完全硝化需碱度7.1g（以CaCO3计），废水中应有足够碱度，以维持PH值不变。（3）污泥龄C（10-15）d。（4）BOD520mg/L。返回返回第7页反硝化反硝化-1 反硝化包含异化反消化和同化反消化，以异反硝化包含异化反消化和同化反消化，以异化反消化为主化反消化为主 反硝化菌在反硝化菌在DODO浓度很低环境中，利用硝酸盐浓度很低环境中，利用硝酸盐中氧（中氧（NOX-ONOX-O）作为电子受体，有机物作为碳）作为电子受体，有机物作为碳源及电子供体而得到降解。当利用碳源为甲醇时：源及电子供体而得到降解。当利用碳源为甲醇时：NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.056C5H7CO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3-NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.056C5H7CO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3-NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO30.04C5H7CO2+0.48N2+1.23H2O+HCO3-NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO30.04C5H7CO2+0.48N2+1.23H2O+HCO3-反硝化反应可使有机物得到分解氧化，实际反硝化反应可使有机物得到分解氧化，实际是利用了硝酸盐中氧，每还原是利用了硝酸盐中氧，每还原1gNO3N1gNO3N所利用所利用氧量约氧量约2.6g2.6g。第8页反硝化反硝化-2 当缺乏有机物时，则无机物如氢、当缺乏有机物时，则无机物如氢、Na2SNa2S等也等也可作为反硝化反应电子供体可作为反硝化反应电子供体 （1 1）反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺）反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺氧条件下，进行厌氧呼吸，以氧条件下，进行厌氧呼吸，以NO3ONO3O为电子受为电子受体，以有机物氢为电子供体体，以有机物氢为电子供体 （2 2）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化路）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化路径径同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化（还原为（还原为N2N2），但以异化反硝化为主。），但以异化反硝化为主。（3 3）反硝化反应条件）反硝化反应条件 第9页反硝化反应条件反硝化反应条件n nDO0.5mg/LDO0.5mg/L，普通为，普通为0.20.3mg/L0.20.3mg/L（处于缺氧状态），假（处于缺氧状态），假如如DODO较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，妨碍妨碍NO3ONO3O成为电子受体而使成为电子受体而使NN难还原成难还原成N2N2。不过反。不过反硝化菌体内一些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。硝化菌体内一些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。反硝硝化菌以在缺氧反硝硝化菌以在缺氧好氧交替环境中生活为宜。好氧交替环境中生活为宜。n nBOD5/TN35BOD5/TN35，不然需另投加有机碳源，现多采取，不然需另投加有机碳源，现多采取CH3OHCH3OH，其分解产物为，其分解产物为CO2+H2OCO2+H2O，不留任何难降解中间，不留任何难降解中间产物，且反硝化速率高。产物，且反硝化速率高。n n当前反硝化投加有机碳源普通利用原污水中有机物。当前反硝化投加有机碳源普通利用原污水中有机物。n n还原还原1g1g硝态氮能产生硝态氮能产生3.57g3.57g碱度（以碱度（以CaCO3CaCO3计），而在硝化计），而在硝化反应中，反应中，1gNH3N1gNH3N氧化为氧化为NO3-NNO3-N要消耗要消耗7.14g7.14g碱度，在碱度，在缺氧缺氧好氧中，反硝化产生碱度可赔偿硝化消耗碱度二好氧中，反硝化产生碱度可赔偿硝化消耗碱度二分之一左右。分之一左右。第10页内源反硝化内源反硝化 n n微生物还可经过消耗本身原生质进行所谓内源反微生物还可经过消耗本身原生质进行所谓内源反硝化硝化 C C5 5H H7 7NONO2 2+4NO+4NO3 3-5CO5CO2 2+NH+NH3 3+2H+2H2 2+4OH+4OH-n n内源反硝化结果是细胞物质降低，并会有内源反硝化结果是细胞物质降低，并会有NH3NH3生生成。废水处理中不希望此种反应占主导地位，而成。废水处理中不希望此种反应占主导地位，而应提供必要碳源。应提供必要碳源。返回返回第11页硝化、反硝化反应中氮转化硝化、反硝化反应中氮转化n n表表21-1 21-1 硝化过程中氮转化硝化过程中氮转化 n n表表24-2 24-2 反硝化反应中氮转化反硝化反应中氮转化 n n氮氮n n氧氧n n化化n n还还n n原原n n态态氨离子氨离子NHNH4 4+羟羟胺胺NHNH2 2OHOH0 0+硝硝酰酰基基NOHNOH+亚亚硝酸根硝酸根NONO2 2+硝酸根硝酸根NONO3 3n n氮氮n n氧氧n n化化n n还还n n原原n n态态氨离子氨离子NHNH4 4+羟羟胺胺NHNH2 2OHOH0 0N N2 2+硝硝酰酰基基NOHNOH+亚亚硝酸根硝酸根NONO2 2+硝酸根硝酸根NONO3 3返回返回第12页生物脱氮工艺生物脱氮工艺n n传统活性污泥法脱氮工艺 n n缺氧好氧活性污泥法（A1/O工艺）n nA1/O工艺影响原因 n nA1/O工艺设计 返回返回第13页传统活性污泥法脱氮工艺传统活性污泥法脱氮工艺n n二级活性污泥生物脱氮工艺 点击此处观看工艺流程点击此处观看工艺流程n n三级活性污泥生物脱氮工艺 点击此处观看工艺流程点击此处观看工艺流程返回返回第14页缺氧缺氧好氧活性污泥法（好氧活性污泥法（A1/O工艺）工艺）n n分建式缺氧好氧活性污泥生物脱氮（前置反硝化生物脱氮工艺）n n合建式A1/O工艺 n nA1/O工艺优缺点 返回返回第15页分建式缺氧分建式缺氧好氧活性污泥生物脱好氧活性污泥生物脱氮（前置反硝化生物脱氮工艺）氮（前置反硝化生物脱氮工艺）硝化液一部分回流至反硝化池，池内反硝化脱氮菌以原污水中有硝化液一部分回流至反硝化池，池内反硝化脱氮菌以原污水中有机物作碳源，以硝化液中机物作碳源，以硝化液中NOX-NOX-中氧作为电子受体，将中氧作为电子受体，将NOX-NNOX-N还原还原成成N2N2，不需外加碳源。，不需外加碳源。反硝化池还原反硝化池还原1gNOX-N1gNOX-N产生产生3.57g3.57g碱度，可赔偿硝化池中氧化碱度，可赔偿硝化池中氧化1gNH3N1gNH3N所需碱度（所需碱度（7.14g7.14g）二分之一，所以对含）二分之一，所以对含NN浓度不高废水，浓度不高废水，无须另行投碱调无须另行投碱调PHPH值。值。反硝化池残留有机物可在好氧硝化池中深入去除。反硝化池残留有机物可在好氧硝化池中深入去除。返回返回第16页合建式合建式A1/O工艺工艺点击此处观看合建式A1/O工艺过程返回返回第17页A1/O工艺优缺点工艺优缺点n n优点：同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节约基建费用。系统和混合液回流系统，节约基建费用。反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留有机物得到深入去除，因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留有机物得到深入去除，提升了出水水质（残留有机物深入去除）。提升了出水水质（残留有机物深入去除）。缺氧池中污水有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池有机缺氧池中污水有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生碱度可填补好氧池中硝化需要碱度物负荷，同时缺氧池中反硝化产生碱度可填补好氧池中硝化需要碱度二分之一。（减轻了好氧池有机物负荷，碱度可填补需要二分之一）。二分之一。（减轻了好氧池有机物负荷，碱度可填补需要二分之一）。n n缺点：脱氮效率不高，普通脱氮效率不高，普通N=N=（70708080）%好氧池出水含有一定浓度硝酸盐，如二沉池运行不妥，则会发生好氧池出水含有一定浓度硝酸盐，如二沉池运行不妥，则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。返回返回第18页A1/O工艺影响原因工艺影响原因-11.1.水力停留时间水力停留时间t t t t反硝化反硝化2h2h，t t硝化硝化6h6h，t t硝化：硝化：t t反硝化反硝化=3=3：1 1，NN到达（到达（70-8070-80）%，不然，不然NN2.2.进入硝化好氧池中进入硝化好氧池中BOD580mg/LBOD580mg/L3.3.硝化好氧池中硝化好氧池中DO=2mg/LDO=2mg/L4.4.反硝化缺氧池污水中溶解氧性反硝化缺氧池污水中溶解氧性BOD5/NO3-NBOD5/NO3-N比比值应大于值应大于4 4，以确保反硝化过程中有充分有机碳源。，以确保反硝化过程中有充分有机碳源。5.5.混合液回流比混合液回流比RNRN：RNRN不但影响脱氮效率，而且不但影响脱氮效率，而且影响动力消耗。影响动力消耗。第19页A1/O工艺影响原因工艺影响原因-26.MLSS3000mg/L6.MLSS3000mg/L，不然，不然NN。7.7.污泥龄污泥龄CC（ts ts）应为）应为30d30d。8.8.硝化段污泥负荷率：硝化段污泥负荷率：BOD5/MLSS BOD5/MLSS 负荷率负荷率0.18kgBOD5/0.18kgBOD5/（kgMLSSdkgMLSSd）；硝化段）；硝化段TKN/MLSSTKN/MLSS负荷率负荷率0.05kgTKN/KgMLSS.d0.05kgTKN/KgMLSS.d。9.9.温度：硝化最适宜温度温度：硝化最适宜温度20302030。反硝化最适宜温度反硝化最适宜温度20402040。10.PH10.PH值：硝化最正确值：硝化最正确PH=88.4PH=88.4。反硝化最正确反硝化最正确PH=6.57.5PH=6.57.5。11.11.原污水总氮浓度原污水总氮浓度TN30mg/LTN30mg/L。返回返回第20页A1/O工艺设计工艺设计n n设计关键点设计关键点 （1 1）BOD5/MLSSBOD5/MLSS负荷率负荷率0.18kg BOD5/kgMLSSd0.18kg BOD5/kgMLSSdTKN/MLSSTKN/MLSS负荷率负荷率0.05kg TKN/kgMLSSd0.05kg TKN/kgMLSSd（2 2）反硝化池进水溶解性）反硝化池进水溶解性BOD5BOD5浓度与浓度与NOX-NNOX-N浓度之比值，即浓度之比值，即S-S-BOD5/NOX-N4BOD5/NOX-N4。（3 3）水力停留时间）水力停留时间t t。t t缺氧：缺氧：t t好氧好氧=1=1：（：（3434）普通普通t t好氧好氧6h6h，t t缺氧缺氧2h2h。（4 4）污泥回流比）污泥回流比R=R=（5010050100）%混合液回流比混合液回流比RN=RN=（300400300400）%（5 5）MISS3000mg/LMISS3000mg/L（6 6）CC（tStS）30d30d（7 7）氧化）氧化1gNH4-N1gNH4-N需氧需氧4.57g4.57g，并消耗，并消耗7.14g7.14g碱度；而反硝化碱度；而反硝化1g NOX-N1g NOX-N生成生成3.57g3.57g碱度，并消耗碱度，并消耗1.72gBOD51.72gBOD5，同时还提供，同时还提供2.6gO22.6gO2。（8 8）需氧量：）需氧量：O O2 2=aS=aSr r+bN+bNr r-bN-bNDD-CX-CXWW n n设计计算设计计算 返回返回第21页A1/O工艺工艺设计计算设计计算-1（1 1）选定）选定FSFS（BODBOD污泥负荷率）污泥负荷率）SVISVI回流污泥浓度回流污泥浓度XRXR，r=1 r=1（2 2）确定污泥回流比）确定污泥回流比RR算出曝气池混合液污泥浓度算出曝气池混合液污泥浓度X X（3 3）混合液回流比）混合液回流比 （4 4）生化反应池总有效容积）生化反应池总有效容积V V（5 5）按推流式设计，确定反应池主要尺寸）按推流式设计，确定反应池主要尺寸 a.a.取有效水深取有效水深H1H1，普通为，普通为3.53.56m6m；b.b.反应池总表面积；反应池总表面积；c.c.每组反应池表面积每组反应池表面积S=SS=S总总/n/n，式中：，式中：nn分组数；分组数；d.d.确定廊道宽确定廊道宽(b)(b)和廊道数和廊道数mm 使使b/H1=1b/H1=12 2，算出单组曝气池长度，算出单组曝气池长度L L1 1=S/b=S/b 使使L1/b10L1/b10 第22页A1/O工艺工艺设计计算设计计算-2（6 6）污水停留时间）污水停留时间 （7 7）取）取A1:OA1:O段停留时间比为段停留时间比为1:(31:(34)4)，分别求出，分别求出A A1 1、OO段停段停留时间，从而算出留时间，从而算出A A1 1、OO段有效容积。段有效容积。（8 8）每日产生剩下污泥干量）每日产生剩下污泥干量WW（kg/dkg/d）及其容积量）及其容积量q q（m3/dm3/d）a.a.每日产生剩下污泥干量每日产生剩下污泥干量WW（kg/dkg/d）b.b.剩下污泥容积量剩下污泥容积量q q（m3/dm3/d）（9 9）污泥龄）污泥龄 （1010）曝气系统需氧量）曝气系统需氧量O2=aSO2=aSr r+bN+bNr r-bN-bNd d-cX-cXw w（kg/dkg/d）（1111）曝气系统其它部分计算同普通活性污泥法）曝气系统其它部分计算同普通活性污泥法（1212）缺氧段）缺氧段A1A1宜分成几个串联方格，每格内设置一台水下宜分成几个串联方格，每格内设置一台水下推进式搅拌器或水下叶片式浆扳搅拌器，其功率按推进式搅拌器或水下叶片式浆扳搅拌器，其功率按35W/m35W/m3 3计算。计算。返回返回第23页生物除磷原理生物除磷原理1.1.聚磷菌（小型革兰式阴性短杆菌）：该菌在好氧聚磷菌（小型革兰式阴性短杆菌）：该菌在好氧环境中竞争能力很差，然而它却能在细胞内贮存环境中竞争能力很差，然而它却能在细胞内贮存聚聚 羟基丁酸（羟基丁酸（PHBPHB）和聚磷酸菌（）和聚磷酸菌（Ploy-PPloy-P）。）。2.2.聚磷菌在厌氧环境中，它可成为优势菌种，吸收聚磷菌在厌氧环境中，它可成为优势菌种，吸收低分子有机酸，并将贮存于细胞中聚合磷酸盐中低分子有机酸，并将贮存于细胞中聚合磷酸盐中磷水解释放出来。磷水解释放出来。3.3.聚磷酸菌在其后好氧池中，它将吸收有机物氧化聚磷酸菌在其后好氧池中，它将吸收有机物氧化分解，同时能从污水中变本加厉地、过量地摄取分解，同时能从污水中变本加厉地、过量地摄取磷，在数量上远远超出其细胞合成所需磷量，降磷，在数量上远远超出其细胞合成所需磷量，降磷以聚合磷酸盐形式贮藏在菌体内而形成高磷污磷以聚合磷酸盐形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥，经过剩下污泥排出。所以除磷效果很好。泥，经过剩下污泥排出。所以除磷效果很好。返回返回第24页生物除磷工艺生物除磷工艺n nA2/O除磷工艺除磷工艺 n n弗斯特利普（弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺）除磷工艺 返回返回第25页A2/O除磷工艺n n工艺流程n n工艺特点n n影响原因n n工艺设计 返回返回第26页A2/O除磷工艺流程 回流污泥中聚磷菌在厌氧池可吸收去除一部分有机物，同时释放回流污泥中聚磷菌在厌氧池可吸收去除一部分有机物，同时释放出大量磷，然后混合液流入后段好氧池，污水中有机物得到氧化分解，出大量磷，然后混合液流入后段好氧池，污水中有机物得到氧化分解，同时聚磷菌将变本加厉地、超量地摄取污水中磷，经过排放高磷污泥同时聚磷菌将变本加厉地、超量地摄取污水中磷，经过排放高磷污泥而使污水中磷得到有效去除。污泥中磷含量而使污水中磷得到有效去除。污泥中磷含量2.52.5以上。以上。BOD590 BOD590；PP（70708080）；磷出水浓度）；磷出水浓度1.0mg/L1.0mg/L ATP+H2OADP+H3PO2+ATP+H2OADP+H3PO2+能量能量 ADP+H3PO4+ADP+H3PO4+能量能量ATP+H2OATP+H2O（H3PO4H3PO4用于合成聚磷酸盐）用于合成聚磷酸盐）发酵产酸菌将废水中大分子物质降解为低分子脂肪酸类有机物，发酵产酸菌将废水中大分子物质降解为低分子脂肪酸类有机物，聚磷菌才能加以利用以合成聚磷菌才能加以利用以合成PHBPHB或经过或经过PHBPHB降解来过量摄取磷，当发降解来过量摄取磷，当发酵产酸菌作用受到抑制时（如酵产酸菌作用受到抑制时（如NO3NO3存在），则存在），则PP降低。降低。PHB-PHB-聚聚 羟基丁酸（羟基丁酸（PHBPHB）聚磷菌在厌氧条件下，能够将其体内）聚磷菌在厌氧条件下，能够将其体内储存聚磷酸盐分解，以提供能量摄取废水中溶解性有机物，合成并储储存聚磷酸盐分解，以提供能量摄取废水中溶解性有机物，合成并储存存PHBPHB。生物除磷基本原理：生物除磷基本原理：在好氧状态下，降解经聚磷菌所合成并储存在好氧状态下，降解经聚磷菌所合成并储存PHBPHB，并放出能，并放出能量以使聚磷菌过量摄取磷，将磷以聚合磷酸盐形式贮存菌体内而形成量以使聚磷菌过量摄取磷，将磷以聚合磷酸盐形式贮存菌体内而形成高磷污泥。高磷污泥。返回返回第27页A2/O除磷工艺特点特点1.1.工艺流程简单，无混合液回流，其基建费用和运行费用较工艺流程简单，无混合液回流，其基建费用和运行费用较低，同时厌氧池能保持良好厌氧状态。低，同时厌氧池能保持良好厌氧状态。2.2.在反应池内水力停留时间较短，普通为在反应池内水力停留时间较短，普通为3 36h6h，其中厌氧池，其中厌氧池1 12h2h，好氧池，好氧池2 24h4h。3.3.沉淀污泥含磷率高，普通（沉淀污泥含磷率高，普通（2.52.54 4）左右，故污泥）左右，故污泥 效好。效好。4.4.混合液混合液SVI100,SVI BOD5/T-P（20203030），不然），不然PP下降。下降。3.3.在厌氧池在厌氧池 NOX NOX：因为因为NOXNOX会消耗水中有机物而抑制聚磷菌对磷会消耗水中有机物而抑制聚磷菌对磷释放，继而影响在好氧条件下对磷吸收。所以释放，继而影响在好氧条件下对磷吸收。所以NOXNOXN1.5N0.1KgBOD5/KgMLSS.d,NS0.1KgBOD5/KgMLSS.d,其其PP较高。较高。6.6.温度：温度：5 53030其除磷效果很好。其除磷效果很好。13 13时，聚磷菌对磷释放和摄取与温度无关。时，聚磷菌对磷释放和摄取与温度无关。7.PH7.PH6 68 8，聚磷菌对磷释放和摄取都比较稳定。，聚磷菌对磷释放和摄取都比较稳定。返回返回第29页A2/O除磷工艺设计设计1.1.设计参数设计参数（1 1）t t水力停留时间（水力停留时间（h h）：厌氧段）：厌氧段1 12h2h；好氧段；好氧段2 24h4h总生化反应池总生化反应池停留时间停留时间3 36h6h。（2 2）厌氧池：）厌氧池：DO0DO0（0.20.20.3 mg/L0.3 mg/L）；）；NOXNOX-O0,-O0,好氧池：好氧池：DO:2mg/LDO:2mg/L（3 3）进水中）进水中S-P/S-BOD0.06S-P/S-BOD0.06（4 4）反应池混合液污泥浓度）反应池混合液污泥浓度X X270027003000 mg/L3000 mg/L（5 5）污泥负荷率）污泥负荷率NS:NS:0.18KgBOD5/KgMLSS.dNS0.1KgBOD5/KgMLSS.d0.18KgBOD5/KgMLSS.dNS0.1KgBOD5/KgMLSS.d（6 6）好氧池）好氧池TKN/MLSS 0.05 KgTKN/KgMLSS.dTKN/MLSS 0.05 KgTKN/KgMLSS.d（7 7）污泥回流比）污泥回流比R=R=（5050100100）（8 8）二沉池沉淀污泥中磷含量在）二沉池沉淀污泥中磷含量在2.52.5以上。以上。从污水中去除磷总量应等于排放剩下污泥所带出磷量。从污水中去除磷总量应等于排放剩下污泥所带出磷量。2.2.设计计算设计计算返回返回第30页A2/O除磷工艺设计计算（1 1）选定）选定BOD5BOD5污泥负荷率污泥负荷率NSNS和和MLSSMLSS浓度浓度X X（2 2）计算生化反应池总有效容积）计算生化反应池总有效容积V V V=KQLa/NSX(m3)V=KQLa/NSX(m3)式中：式中：LaLa原污水原污水BOD5BOD5浓度，浓度，mg/Lmg/L Q Q平均日污水量，平均日污水量，m3/dm3/d K K污水日改变系数污水日改变系数（3 3）依据厌氧段：好氧段）依据厌氧段：好氧段1 1：（：（2 23 3）来求厌氧池和好氧池容积）来求厌氧池和好氧池容积（4 4）按推流式设计，确定反应池主要出尺寸）按推流式设计，确定反应池主要出尺寸（5 5）水力停留时间）水力停留时间 t=V/KQ(h)t=V/KQ(h)污泥龄污泥龄 ts tsVX/W(VX/W(日日)式中：式中：WW排放剩下污泥量排放剩下污泥量Kg/dKg/d（6 6）剩下污泥量计算同）剩下污泥量计算同A1/OA1/O工艺工艺（7 7）需氧量）需氧量O2 Kg/dO2 Kg/d及曝气系统设计和普通活性污泥法相同。及曝气系统设计和普通活性污泥法相同。（8 8）厌氧段布置与）厌氧段布置与A1/OA1/O工艺缺氧段相同工艺缺氧段相同 返回返回第31页弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺n n概述n n流程n n优缺点返回返回第32页Phostrip除磷工艺概述n nPhostripPhostrip工艺是由工艺是由LevinLevin在在19651965年首先提出。该工艺是在回年首先提出。该工艺是在回流污泥分流管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而组成。流污泥分流管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而组成。n n该工艺将该工艺将A2/OA2/O工艺厌氧段改造成类似于普通重力浓缩池工艺厌氧段改造成类似于普通重力浓缩池磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池内厌氧放磷，污泥停磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池内厌氧放磷，污泥停留时间普通为留时间普通为512h512h，水力表面负荷应小于，水力表面负荷应小于20m3/20m3/（m2dm2d）。经浓缩后污泥进入缺氧池，解磷池上清）。经浓缩后污泥进入缺氧池，解磷池上清液含有高浓度磷（可高达液含有高浓度磷（可高达100mg/L100mg/L以上），将此上清液排以上），将此上清液排入石灰混凝沉淀池进行化学处理生成磷酸钙沉淀，该含磷入石灰混凝沉淀池进行化学处理生成磷酸钙沉淀，该含磷污泥可作为农业肥料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再污泥可作为农业肥料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理。进行处理。PhostripPhostrip工艺不但经过高磷剩下污泥除磷，而工艺不但经过高磷剩下污泥除磷，而且还经过化学沉淀除磷。该工艺含有生物除磷和化学除磷且还经过化学沉淀除磷。该工艺含有生物除磷和化学除磷双重作用，所以双重作用，所以PhostripPhostrip工艺含有高效脱氮除磷功效。工艺含有高效脱氮除磷功效。返回返回第33页Phostrip除磷工艺流程 废水经曝气好氧池，去除废水经曝气好氧池，去除BOD5BOD5和和CODCOD，并在好氧状态下过量地摄取磷。在二沉池，并在好氧状态下过量地摄取磷。在二沉池中，含磷污泥与水分离，回流污泥一部分回流至缺氧池，另一部分回流至厌氧除磷池。中，含磷污泥与水分离，回流污泥一部分回流至缺氧池，另一部分回流至厌氧除磷池。而高磷剩下污泥被排出系统。在厌氧除磷池中，回流污泥在好氧状态时过量摄取磷在而高磷剩下污泥被排出系统。在厌氧除磷池中，回流污泥在好氧状态时过量摄取磷在此得到充分释放，释放磷回流污泥回流到缺氧池。而除磷池流出富磷上清液进入混凝此得到充分释放，释放磷回流污泥回流到缺氧池。而除磷池流出富磷上清液进入混凝沉淀池，投回石灰形成沉淀池，投回石灰形成Ca3Ca3（PO4PO4）2 2沉淀，经过排放含磷污泥去除磷。沉淀，经过排放含磷污泥去除磷。返回返回点击此处观看Phostrip除磷工艺流程动态过程第34页Phostrip除磷工艺优缺点 Phostrip工艺比较适合于对现有工艺改造，只需在污泥回流管线上增设少许小规模处理单元即可，且在改造过程中无须中止处理系统正常运行。总之，Phostrip工艺受外界条件影响小，工艺操作灵活，脱氮除磷效果好且稳定。但该工艺流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。返回返回第35页同时脱氮除磷工艺同时脱氮除磷工艺 在厌氧在厌氧好氧生物除磷工艺（好氧生物除磷工艺（A2/OA2/O工艺）中，加一缺氧池，工艺）中，加一缺氧池，将好氧池流出一部分混合液回流至缺氧池前端，以到达硝化脱将好氧池流出一部分混合液回流至缺氧池前端，以到达硝化脱氮目标，使氮目标，使A2/OA2/O工艺同时含有去除工艺同时含有去除BOD5BOD5、SSSS、NN、P P功效。功效。n n厌氧缺氧好氧（A2/O）生物脱氮除磷工艺n nA2/O同时脱氮除磷改进工艺 n nDAT-IAT工艺 n nMSBR工艺 n nUNITANK工艺 返回返回第36页厌氧缺氧厌氧缺氧好氧（好氧（A2/O）生物脱）生物脱氮除磷工艺氮除磷工艺n n原理n n流程n n影响原因n n存在问题n n改进办法n n设计返回返回第37页A2/O工艺原理工艺原理n n在首段厌氧池进行磷释放使污水中在首段厌氧池进行磷释放使污水中P P浓度升高，溶解性有浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中机物被细胞吸收而使污水中BODBOD浓度下降，另外浓度下降，另外NHNH3 3-N-N因因细胞合成而被去除一部分，使污水中细胞合成而被去除一部分，使污水中NHNH3 3-N-N浓度下降，但浓度下降，但NHNH3 3-N-N浓度没有改变。浓度没有改变。n n在缺氧池中，反硝化菌利用污水中有机物作碳源，将回流在缺氧池中，反硝化菌利用污水中有机物作碳源，将回流混合液中带入大量混合液中带入大量NONO3 3-N-N和和NONO2 2-N-N还原为还原为NN2 2释放至空气，释放至空气，所以所以BODBOD5 5浓度继续下降，浓度继续下降，NO NO3 3-N-N浓度大幅度下降，但磷浓度大幅度下降，但磷改变很小。改变很小。n n在好氧池中，有机物被微生物生化降解，其浓度继续下降；在好氧池中，有机物被微生物生化降解，其浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使有机氮被氨化继而被硝化，使NHNH3 3-N-N浓度显著下降，浓度显著下降，NONO3 3-N-N浓度显著增加，而磷伴随聚磷菌过量摄取也以较浓度显著增加，而磷伴随聚磷菌过量摄取也以较快速率下降。快速率下降。返回返回第38页A2/O工艺流程工艺流程返回返回 A2/O合建式工艺中，厌氧、缺氧、好氧三段合建，中间经过隔墙与孔洞相连。厌氧段和缺氧段采取多格串连为混合推流式，好氧段则不分隔为推流式。第一期工程设两座反应池，每池五个廊道，第一、二廊道分8格，前四格为厌氧段，后四格为缺氧段，均采取水下搅拌器搅拌。第三、四、五廊道不分格为好氧段，采取鼓风曝气。第39页A2/O工艺影响原因工艺影响原因1.污水中可生物降解有机物影响 2.污泥龄ts影响 3.DO影响 4.NS影响 5.TKN/MLSS负荷率影响（凯氏氮污泥负荷率影响）6.R与RN影响 返回返回第40页A2/O工艺存在问题工艺存在问题 该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得很好效果。该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得很好效果。其原因是：回流污泥全部进入到厌氧段。其原因是：回流污泥全部进入到厌氧段。好氧段为了硝化过程完成，要求采取较大污泥回流比，好氧段为了硝化过程完成，要求采取较大污泥回流比，（普通（普通R R为为60%60%100%100%，最低也应，最低也应40%40%），），NSNS较低硝化较低硝化作用良好。作用良好。但因为回流污泥将大量硝酸盐和但因为回流污泥将大量硝酸盐和DODO带回厌氧段，严带回厌氧段，严重影响了据磷菌体释放，同时厌氧段存在大量硝酸盐时，重影响了据磷菌体释放，同时厌氧段存在大量硝酸盐时，污泥中反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱污泥中反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱NN完完全后才开始磷厌氧释放，使得厌氧段进行磷厌氧释放有效全后才开始磷厌氧释放，使得厌氧段进行磷厌氧释放有效容积大大降低，使出磷效果容积大大降低，使出磷效果。假如好氧段硝化不好，则随回流污泥进入厌氧段硝酸假如好氧段硝化不好，则随回流污泥进入厌氧段硝酸降低，改变了厌氧环境，使磷能充分厌氧释放，降低，改变了厌氧环境，使磷能充分厌氧释放，P P，但因硝化不完全，故脱氮效果不佳，使但因硝化不完全，故脱氮效果不佳，使N.N.返回返回第41页A2/O工艺改进办法工艺改进办法1.1.将回流污泥分两点加入，降低加入到厌氧段回流污泥量，从而降低进入厌氧段将回流污泥分两点加入，降低加入到厌氧段回流污泥量，从而降低进入厌氧段硝酸盐和溶解氧。硝酸盐和溶解氧。2.2.提升回流污泥设备应用潜污泵代替螺旋泵，以降低回流污泥复氧，使厌氧段、提升回流污泥设备应用潜污泵代替螺旋泵，以降低回流污泥复氧，使厌氧段、缺氧段缺氧段DODO最小。最小。3.3.厌氧段和缺氧段水下搅拌器功率不能过大（普通为厌氧段和缺氧段水下搅拌器功率不能过大（普通为3W/m33W/m3）不然产生涡流，造）不然产生涡流，造成混合液成混合液DODO。4.4.原污水和回流污泥进入厌氧段，缺氧段应为淹没入流，降低复氧原污水和回流污泥进入厌氧段，缺氧段应为淹没入流，降低复氧5.5.低浓度城市污水，应取消沉淀池，使原污水经沉砂后直接进入厌氧段，方便保低浓度城市污水，应取消沉淀池，使原污水经沉砂后直接进入厌氧段，方便保持厌氧段中持厌氧段中C/NC/N比较高，有利于脱氮除磷。比较高，有利于脱氮除磷。6.6.取消硝化池，直接经浓缩压滤后作为肥料使用，防止高磷污泥在消化池中将磷取消硝化池，直接经浓缩压滤后作为肥料使用，防止高磷污泥在消化池中将磷重新释放和滤出，使使重新释放和滤出，使使PP。7.7.应控制好以下几个参数应控制好以下几个参数 好氧段好氧段 ：NS0.18KgBOD5/NS0.18KgBOD5/（KgMLSS.dKgMLSS.d），不然异氧菌会大大超出硝化菌，），不然异氧菌会大大超出硝化菌，使硝化反应受到抑制使硝化反应受到抑制 厌氧段：厌氧段：NSNS0.1KgBOD5/0.1KgBOD5/（KgMLSS.dKgMLSS.d），要有一定有机物量，不然除磷效），要有一定有机物量，不然除磷效果会急剧下降。果会急剧下降。好氧段好氧段 ：TKNTKN污泥负荷率：应小于污泥负荷率：应小于0.05KgBOD5/0.05KgBOD5/（KgMLSS.dKgMLSS.d）缺氧段缺氧段 ：S-BOD5/NOXS-BOD5/NOXNN4 4 返回返回第42页A2/O工艺设计工艺设计1.1.设计关键点设计关键点 （1 1）水力停留时间）水力停留时间t t（h h）：总共）：总共6 68h8h。厌氧段：缺氧段：好氧段厌氧段：缺氧段：好氧段1 1：1 1：（：（3 34 4）（2 2）总有效容积）总有效容积V=QtV=Qt总；而各段按其水力停留时间百分比来求定。总；而各段按其水力停留时间百分比来求定。（3 3）污泥回流比）污泥回流比R=R=（2525100100）；混合液回流比）；混合液回流比RN200RN200 （4 4）BOD5BOD5污泥负荷率污泥负荷率NSNS 好氧段：好氧段：NSNS0.18KgBOD5/0.18KgBOD5/（KgMLSS.dKgMLSS.d）厌氧段：厌氧段：NSNS0.1KgBOD5/0.1KgBOD5/（KgMLSS.dKgMLSS.d），沉淀池污泥中磷含量在），沉淀池污泥中磷含量在2.52.5以上以上 好氧段：好氧段：TKN/MLSS0.05KgBOD5/TKN/MLSS0.05KgBOD5/（KgMLSS.dKgMLSS.d）缺氧段：缺氧段：BOD5/NOXBOD5/NOXNN4 4 （5 5）厌氧段进水：）厌氧段进水：P/BOD5P/BOD50.060.06 （6 6）反应器污泥浓度）反应器污泥浓度MLSS=3000MLSS=30004000 mg/L4000 mg/L （7 7）DODO 好氧段：好氧段：DO=2 mg/L,DO=2 mg/L,缺氧段：缺氧段：DO 0.5mg/L,DO 0.5mg/L,厌氧段：厌氧段：DO 0.2mg/L,NOXDO 0.2mg/L,NOXO=0 mg/L,O=0 mg/L,（8 8）需氧量计算与）需氧量计算与A1/OA1/O工艺相同，曝气系统布置与普通活性污泥法相同工艺相同，曝气系统布置与普通活性污泥法相同 （9 9）剩下活性污泥计算与）剩下活性污泥计算与A1/OA1/O工艺相同工艺相同 2.2.设计计算设计计算返回返回第43页A2/O工艺设计计算工艺设计计算（1 1）确定总停留时间与各段水力停留时间选定）确定总停留时间与各段水力停留时间选定BOD5BOD5污泥负污泥负荷率荷率NSNS和和MLSSMLSS浓度浓度X X（2 2）依据水力停留时间求总有效容积与各段有效容积按推）依据水力停留时间求总有效容积与各段有效容积按推流式设计，确定反应池主要出尺寸流式设计，确定反应池主要出尺寸（3 3）按推流式设计，确定反应池主要尺寸（与）按推流式设计，确定反应池主要尺寸（与A1/OA1/O相同）相同）（4 4）剩下污泥量计算同）剩下污泥量计算同A1/OA1/O工艺工艺（5 5）需氧量计算与）需氧量计算与A1/OA1/O工艺相同，曝气系统布置和普通活工艺相同，曝气系统布置和普通活性污泥法相同。性污泥法相同。（6 6）厌氧段、缺氧段都宜分成串连几个方格，每个方格内）厌氧段、缺氧段都宜分成串连几个方格，每个方格内设置一台水下叶片式浆板或推流式搅拌器，起混合搅拌作设置一台水下叶片式浆板或推流式搅拌器，起混合搅拌作用，预防污泥沉淀，所需功率按用，预防污泥沉淀，所需功率按3 35W/m35W/m3污水来计算。污水来计算。返回返回第44页A2/O同时脱氮除磷改进工艺同时脱氮除磷改进工艺nUCT工艺 nMUCT工艺 nOWASA工艺 返回返回第45页UCT工艺 A2/O A2/O工艺回流污泥中工艺回流污泥中NO3-NNO3-N回流至厌氧段，干扰聚磷菌细胞体内磷厌氧释放，降回流至厌氧段，干扰聚磷菌细胞体内磷厌氧释放，降低磷去除率。低磷去除率。UCT UCT工艺（图工艺（图21-821-8）将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回）