4活性污泥4-生物脱氮除磷.ppt

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1、水污染控制工程,唐玉朝 安徽建筑工业学院环境科学与工程系 E-mail: Department of Environmental Science and Engineering, Anhui University of Architecture Copyright Reserved!,瀑蓟锣獭茵炒陛泞羊杭婉恬瘟裕枣乓折夜充繁横助今齐械直预凿犹努吾超4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,第六节 生物脱氮与除磷,况灯申粒鸥年粥族痴澄靡阎域镑乌疮延敬都固谬徐袱绚培辽肌悟舱年我壶4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,内容,1. 概述 2. 生物脱氮原理与工艺 3. 生

2、物除磷原理与工艺 4. 同步脱氮除磷工艺 5. 脱氮除磷工艺设计计算,Water Pollution Control Engineering,膏捌笋山佐凤防触红脯挪钢规瞻篇浊歌逃婉酬宜阎冀味挖垄查廷律儿晕汪4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,1.概述,水体富营养化是当前水环境污染面临的重大问题，富营养化造成水质恶化，生态平衡破坏，鱼类和水生生物死亡，还对饮用水安全造成严重的威胁，危害人类健康. 氮(N)和磷(P)是引起水体富营养化的关键的物质，低浓度的N和P即可以引起富营养化，(如湖泊地面水水质标准，二级标准P的浓度为0.01 mg/L). 因而，污水处理时如何利用生物技术能

3、将N, P物质去除是当今污水处理的重要内容，尤其是磷的去除.,Water Pollution Control Engineering,得丈奸入架跋亭撅饼咯多佯挝蒂翁塌万署雌涕厕脆坠担羔完蛋嗡抹曙伞别4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,1.概述,含N化合物在水中存在形态，有机N、氨N、亚硝酸盐N、硝酸盐N。总氮(TN)是四种含N化合物和；凯氏氮(KN)是有机N与氨N。 城市污水经过传统的二级生化处理，有机物可以转化为CO2, H2O等, 但是有机物中的氮不能有效去除，少部分可以通过同化作用转化为生物细胞有机体组分(通过剩余污泥)而去除，大部分只能转化为溶解性的无机氮, (一般为

4、NH3, 有少量NO2-, NO3-), 无法从水中直接去除，生物脱N是通过将这些物质转化为不溶解于水的N2而从水中去除的.,Water Pollution Control Engineering,泼徒像姻掩含藏抖月恶菜或郭融叹绥厩召挚忽吞倔耶铣耳衙墅砖豺诧狗酚4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,1.概述,二级污水处理工艺活性污泥对N去除率按照BOD:N=100:5:1计算，城市污水进水BOD一般可达到200mg/L左右，这样以微生物需要的营养计算，则剩余污泥可以去除10mg/L的氮和2mg/L左右的磷(存在污泥中, 不同的工艺有差异)。以同化作用将N, P转移出污水系统。(

5、微生物利用的NP还会因内源代谢释放) 高浓度工业废水的氮可以用物理吹脱，低浓度的饮用水氮一般以化学方法(加氯氧化)去除，污水氮一般以生物方法去除。如果同时富含高浓度磷，则常形成磷酸镁铵作为化学肥料回收。,Water Pollution Control Engineering,双饰那锗势何塔垂佩滦妆搬藩漾壬剪愤詹添誊惮甫零署滤雄剿舷待蝗渠捕4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,1.概述,化学方法脱N(折点加氯)： NH4+ + HOCl = NH2Cl + H+ + H2O NH2Cl + HOCl = NHCl2 + H2O NHCl2 + HOCl = NCl3 + H2O

6、2NH2Cl + HOCl N2 + 3HCl +H2O 余氨的吹脱(针对氨)：游离的氨容易挥发，可以空气吹脱到大气中去. Mg2+ +PO43- + NH4+ +6H2O =,Water Pollution Control Engineering,MgNH4 PO4 6H2O,材饥谗配憋抉柞和窿陌肉佩沂冲幕箔颤抓垒弦元切铲寞晚渍闽饶阎钝秧锋4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,2. 生物脱氮原理与工艺,咋务啃蛙黑毖瓢椅将咯亡姓炒剑汪郸群网幕赦肢庞倒恿贡靡腮储捍伪垛用4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,一. 生物脱氮原理 1.1 生物脱氮基本过程 1.2 影响

7、生物脱氮的环境因素 二. 生物脱氮工艺 2.1 三级生物脱氮工艺 2.2 两级生物脱氮工艺 2.3 单级生物脱氮工艺 2.4 A/O工艺 三. 生物脱氮新理论 3.1 同步硝化反硝化;3.2 短程硝化反硝化;3.3 厌氧氨氧化,2. 生物脱氮原理工艺,Water Pollution Control Engineering,婶锨晒界狂持悸差旨铜矩睁动晶慷汕忍束昼己蚀欧省耸芬擒共钉拄何怨警4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮原理,一. 生物脱氮原理 除同化作用可以部分除氮, 生物脱氮主要由反硝化过程实现. 1.1 基本过程: 氨化:在氨化菌作用下, 有机物中的氮被转化为氨

8、氮, 有机物同时得到降解： 有机N NH3 硝化:分为两个步骤-亚硝化和硝化. 在好氧条件下,亚硝化菌将NH4+转化为NO2, 进一步在硝化菌作用下转化为NO3: NH4+ +1.5O2 NO2 + 2H+ + H2O (亚硝化) NO2 + 0.5O2 NO3 (硝化) 总反应:NH4+ +2O2 NO3 + 2H+ + H2O,Water Pollution Control Engineering,琐纵呛慷铣宦嘱列憋宽堰舷澳衬瓶肆意肄茧召胰峡铅迭失吻冒蹋聪蚀贰释4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮原理,反硝化:在缺氧条件下, 反硝化菌作用将NO3转化为N2(异化反

9、硝化,占96)或生物体 (同化反硝化,占4). 6NO3+5C 3N2 + 6OH+ H2O + 5CO2 NO3 NO2 NO N2O N2 NO3 + C + H+ C5H7O2N + H2O NO3 NO2 有机含N物质,异化,同化,Water Pollution Control Engineering,您煤彪父躁丈油喳公滔坪砚纂澎典榴尉熊企振已你负递氢枝槐愿搓怀浩幢4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮原理,1.2. 影响生物脱氮的因素 氨化: 氨化菌是异养菌, 对环境条件要求不苛刻, 好氧或厌氧均可, 对酸碱, 温度的适应范围宽.,Water Pollutio

10、n Control Engineering,京手屎柯夫趣萎娩琐干蚊亲恐烹擎韧览经茸准稼尤朋名颊牧多窿末订唾紊4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮原理,(亚)硝化: 亚硝化菌和硝化菌均为化能自养菌. (A).溶解氧, 需要好氧的条件, DO2, 每mol氨经过亚硝化需1.5mol O2, 硝化需0.5mol O2 (B).酸碱, 中性或弱碱性 (亚硝化产生酸!),最宜在pH 8.0-8.4左右. (C).温度, 20-30最佳 (15迅速降低,5反应停止) . (D). C/N比，BOD低才能维持硝化菌生长(异养微生物竞争, BOD越高硝化菌比例越小),Water Po

11、llution Control Engineering,戏小殖搽更盒矗束狰走煌僧沮革冒拴择惋笛酚筒垦尸红缘缩邢两寝闪椎讥4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮原理,反硝化: 反硝化菌是异养菌,兼性厌氧菌. (A). 碳源(外加, 利用污水有机物, 或内源呼吸) (B). 酸碱, pH最宜在 6.5-7.5 (C).溶解氧, 需少的DO或间歇有氧缺氧, DO 0.5mg/L, DO过高则直接以好氧呼吸 (D). 温度, 20-40, 低于15反应迅速降低 由于硝化菌和反硝化菌世代时间长,所以反应器内生物停留时间要长,即污泥龄要长,Water Pollution Contr

12、ol Engineering,截雇号锰澈恭袍雍形猪殿亨睛改舵宴奶鸟赋卓竞捧区霸搽证芬裂秸炒丢剂4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮原理,生物脱氮的过程比较,Water Pollution Control Engineering,料僻矗槽蜜麦幻呈边寄坞劈褒呸抽陡植漏均隶土抛仓耕罗缎哮寝兆箔们佩4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮工艺,二. 生物脱氮工艺 2.1：Barth三级(段)生物脱N工艺 第一段-氨化. 去除BOD和COD, 进行曝气, 有机N转化为氨氮； 第二段-亚硝化和硝化, 氨N转化为NO3,需要加碱； 第三段-反硝化, NO3转化

13、为N2气, 必须外加碳源(加甲醇或引污水), 否则效率低, 需搅拌.,Water Pollution Control Engineering,寒缮下传增喘茂币持盲构间月妊吏其宜镀功氟僚梁萍牧草鞍翠服痒派唾踏4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,Barth三级(段)生物脱N工艺流程:,曝气,硝化,反硝化,碱,N2,碳源,曝气池:降解BOD,有机物分解(氨化) 硝化池:硝化反应, NH3转化为硝态氮,降解BOD(亚 硝化, 硝化) 反硝化池:脱N(反硝化),需搅拌 沉淀池:固液分离.,生物脱氮工艺,沉,沉,沉,出水,进水,Water Pollution Control Engine

14、ering,链垣轧唱购扇裹允握肥冗楼入店蛹啪许雕诗蔡千阂话傈速绝龚搓婉默壹根4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,Barth三级(段)生物脱N工艺特点: 1.各段在各自的反应器下完成, 可控制各个反应器最适宜的条件； 2. 脱氮率较高； 3. 反应器多构筑物多, 需外加碳源和碱, 造价高, 管理也不便.,生物脱氮工艺,Water Pollution Control Engineering,粗甩奠悠蓖麓纷墨战陶辐殆尖啼痕梭笋垒岳始独摄蚂赞桔栖刮颈骆褪嘲等4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,2.2 两级(段)生物脱N工艺:,曝气,反硝化,碱,N2,碳源,生物脱氮工

15、艺,沉,沉,出水,进水,曝气池:降解BOD,有机物分解(氨化), (亚)硝化反应, NH3转化为硝态N； 反硝化池:缺氧,完成反硝化脱N； 沉淀池:固液分离.,Water Pollution Control Engineering,俄肥浩笛诺卡文距蓬析源嚎嫌岂杉板趁诵岸秧泰镑哥鸿裳物男碟岂舒谢庸4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮工艺,2.3 单级生物脱氮工艺,曝气,反硝化,沉淀,N2,污水或甲醇,出水,进水,污泥回流,曝气池:好氧条件,完成降解BOD, 氨化,硝化等功能; 反硝化池:缺氧,完成反硝化脱氮; 沉淀池:固液分离; 特点:工艺简单,但难以控制,水质也难保证

16、.,碱,Water Pollution Control Engineering,鼓失秘贡区腑诧待浆优瞥灌映整我闻遮其杨青滋礼即湿格戎第肖叠坊使捆4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,2.4 前置反硝化工艺, A/O工艺或AN/O(缺氧/好氧工艺anoxic/oxic):,反硝化,曝气,沉淀,反硝化池:缺氧,完成反硝化脱氮 曝气池:好氧条件,完成降解BOD, 氨化,硝化反应等功能,N2,出水,进水,硝化液内循环,污泥回流,生物脱氮工艺,Water Pollution Control Engineering,炭巧靴无匿矣岿嗡勘醇遮虫肆错萨燃依宣讫弟唁列肛宽偿歪拂蔼柜托整敝4活性污泥

17、4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮工艺,AN/O工艺特点: 反硝化反应器前置, 氨化和硝化在后, 不需要外加碳源, 反硝化的碳源从污水中得到; 亚硝化阶段需要的碱度可以得到部分补偿, 所以通常不需要加碱, 反硝化液残留的有机物可以进一步处理; 构筑物少,流程简单; 但是出水含硝酸盐NO3, 脱N效率受限制, 高的脱N率需要循环比大, 动力消耗大, 沉淀池存在反硝化过程, 容易污泥上浮.,Water Pollution Control Engineering,献目夫汾缮狂磺卵围扣拨纱枚钒榷浮返泽毁锰砾办逞应旱盛涎戒湛漾摔芭4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生

18、物脱氮理论进展,三. 生物脱氮新理论 传统脱氮理论: 硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成,两菌对环境条件的要求不同, 这两个过程不能同时发生, 而只能序列式进行，即硝化反应在好氧条件下, 反硝化反应在缺氧或厌氧条件下. 因此生物脱氮工艺是将缺氧区与好氧区分开的分级硝化反硝化工艺, 或在两个分离的反应器中进行, 或在时间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行, 以便硝化与反硝化能够独立地进行.,Water Pollution Control Engineering,狡唬踪虎坑邱绚囤押妈移拳喊凭喷革逝瞻跋救峻沃戳俄西翘碟而袭物除幂4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除

19、磷,生物脱氮理论进展,3.1 同步硝化反硝化 ： 微环境理论认为,由于氧扩散的限制,在微生物絮体或者生物膜内产生溶解氧梯度,即微生物絮体或生物膜的外表面溶解氧浓度高,深入絮体内部,氧传递受阻及外部氧的大量消耗, 产生缺氧区,从而形成有利于实现同步硝化反硝化的微环境. 宏观环境论认为，由于氧气扩散速率的限制，曝气池内形成局部缺氧/厌氧环境. 微生物学研究发现, 存在好氧反硝化细菌和异养硝化细菌, 打破了传统理论的硝化反应只能由自养细菌完成和反硝化只能在厌氧条件下进行的观点.,Water Pollution Control Engineering,借肥楚锹预荔丧蚌租袍剁虽埂掘萄矫默姑跺惕级奴苹兼凋

20、蚜榴米蔡釜慑善4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮理论进展,同步硝化反硝化具有以下特点： (1) NO2无须氧化为NO3便可直接进行反硝化反应，因此, 整个反应过程加快, 水力停留时间缩短, 反应器容积减小； (2) 亚硝化反应仅需75的氧, 需氧量降低, 节约能耗； (3) 硝化菌和反硝化菌在同一反应器中同时工作, 脱氮工艺简化而效能提高；,Water Pollution Control Engineering,徽呵匣斋栓宝早聂维糕文弱坍聚乏雷穷赎前籽获蔑梆挟哲据门诀漳宿跃咱4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮理论进展,(4) 将有机物氧化

21、, 硝化和反硝化在反应器内同时实现, 既提高脱氮效果, 又节约曝气和混合液回流所需的能源； (5) 反硝化产生的OH可以中和硝化产生的部分H+, 减少了pH值波动, 使两个生物反应过程同时受益, 提高了反应效率； (6) 为反硝化提供了碳源, 促进同步硝化反硝化的进行,Water Pollution Control Engineering,仕篓虫假催丽娱芋降苏涕吵骆汛昧甥阵分挎渤借捻兹北庙结擅贼竞嚷元搓4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮理论进展,3.2 短程硝化反硝化： 传统理论认为, 生物脱氮需经过如下过程： NH4+ NO2 NO3 NO2 N2 氨化 亚硝化

22、硝化 反 硝 化 而短程反硝化就是在硝化过程中造成一定的特殊环境使NH4+正常硝化到NO2, 而NO2氧化到NO3的过程受阻, 形成所谓的“NO2积累”后直接进行反硝化, 也可称为不完全硝化反硝化: NH4+ NO2 N2,Water Pollution Control Engineering,耍拘修秃标鉴缸耳誊婉塔辙蛇笺嫩地钱酪针胀粗嫁普疚还傀祖题斥爷饯颓4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮理论进展,实现短程反硝化的关键在于将NH4+氧化控制在NO2阶段，阻止NO2的进一步氧化，因此，如何持久稳定地维持较高浓度的NO2的积累及影响NO2积累的因素 . 因为影响N 积

23、累的控制因素比较复杂，并且硝化菌能够迅速地将NO2转化为NO3 ，所以要将NH4+的氧化成功地控制在亚硝酸盐阶段并非易事.,Water Pollution Control Engineering,彼住蔷秘锻国汉袱宿踢谤贾旨斧点欢涉弦楼遣兼陌蝶扫敝矢克为登苯磁撂4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮理论进展,工艺特点： (1)硝化阶段可减少25左右的需氧量， 反硝化阶段可减少40左右的有机碳源，降低了能耗和运行费用； (2)反应时间缩短，反应器容积可减小3040左右； (3)具有较高的反硝化速率(NO2 的反硝化速率通常比NO3的高63左右； (4)污泥产量降低(硝化过程

24、可少产污泥33-35左右，反硝化过程中可少产污泥55左右).,Water Pollution Control Engineering,糕竹汰掖姿茂测汞脉域漱啡悔枝蔑九涯包别挺赡淑蹋赘瑟剥肯牡挠譬俄摊4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮理论进展,SHARON工艺: 利用硝化菌在较高的温度下生长速率低于亚硝化菌这一事实, 开发在较高温度下实现生物脱氮处理. 工艺的核心是通过污泥龄和反应温度实现将硝化菌淘汰, 但留下亚硝化菌.,Water Pollution Control Engineering,贰佳免戚逞竞腊窿虱仓堡巡轴昆昂橱沪赚尸橇住敷聪他驻庶襟蜡翻澎灰伸4活性污泥4

25、-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物脱氮理论进展,3.3 厌氧氨氧化(ANAMMOX)： 是指在厌氧条件下, 微生物直接以NH4+为电子供体, 以NO3或NO2为电子受体, 将NO3, NO2, NH4+直接转变成N2的生物转化过程. 反应可以如下方式存在： 5NH4+ + 3NO3 4N2 + 9H2O + 2H + (1) NH4+ + NO2 N2 + 2H2O (2),Water Pollution Control Engineering,输涧遁蚌坦瞳嘶畅豁拦弓穷冷炼贞旦絮梆讣捷刮诲壁绊汝矣任费囱墒胳左4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,工艺特点：(1)无需

26、外加有机物作电子供体,既可节省费用,又可防止二次污染； (2)硝化反应每氧化lmolNH4+ 耗氧2mol, 厌氧氨氧化每氧化lmol NH4+只需要0.75mol氧, 耗氧下降62.5, 能耗低； (3) 硝化反应氧化lmol NH4+ 可产生2molH+,反硝化产生lmol OH-, 而氨厌氧氧化的生物产酸量降低1/2, 产碱量降至为零; (4) 在厌氧条件下直接利用NH4+作电子供体, 无需供氧, 无需外加有机碳源维持反硝化, 无需额外投加酸碱中和试剂, 故降低了能耗, 节约了运行费用, 用时还避免了因投加中和试剂有可能造成的二次污染问题.,生物脱氮理论进展,Water Pollutio

27、n Control Engineering,辽桌方揭配扦寅惩笆阐泉乔深忠顷碧灸吝目相汰临寄欢报序箩防阎搪卷臻4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,3.生物除磷原理与工艺,喊歉活锨吞肢超枚饺蘸蚂呵郎刮茵蒲永瓜蘑抹粱读爬竿度罢护峭硬羊蔷捧4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物除P机理 生物除磷新技术 生物除磷工艺 3.1 A/O工艺 3.2 Phostrip工艺:,生物除磷原理与工艺,椽坚撕蹿俄负饺毯摄榔忻奥译孪晦语市哨碳敲啄兄憾萤屑滤拷芥躇恤雄揭4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,化学除磷,是利用磷酸盐与Fe3+, Al3+或Ca2+反应形成

28、不溶性沉淀而将溶解性的磷去除的. 5Ca2+ + 3PO43 + OH = Ca5(PO4)3OH Al3+ + PO43 = AlPO4 Fe3+ + PO43 = FePO4 多余的Fe3+, Al3+或Ca2+继续与水或CO32 形成Fe(OH)3, Al(OH)3 或CaCO3等沉淀. 化学法除磷效果较好, 去除率高, 磷不二次释放,但形成的含磷污泥较多.,Water Pollution Control Engineering,递魂桓隐瞄辨羊享腾莎载吕涛豌属辽拿桥蕉帕择拆率矢惋挖额籽氟搽陌截4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物除磷原理,一. 生物除P机理： 1.1

29、 基本过程：厌氧释放磷，好氧吸收磷 厌氧时:厌氧发酵产酸菌将污水有机物转化为乙酸苷；聚P菌将体内聚P分解, 多余能量吸收挥发性脂肪酸转化为聚羟基丁酸(PHB)或PHV等, 聚P分解为无机P释放到水中. 好氧时:聚P菌将PHB分解, 多余能量吸收水中溶解性磷酸盐为ATP并部分转化为聚P并储存在体内, 即好氧吸P, 好氧吸P所吸收的P是过多的, 并非生物需要量的P.厌氧产生的PHB多有利于好氧吸收磷。 通过排放高含P的剩余污泥将P从系统中除去.,Water Pollution Control Engineering,惧僚庙昼董童介拭蛰逼总摧芬宴挛狭哪程帐梦婿沈决仆僳剁界烩褥耕撞会4活性污泥4-生物

30、脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物除磷原理示意图,有机物,乙酸苷,产酸菌,聚磷菌,PHB,聚磷菌,PHB,厌氧环境,好氧环境,生物除磷原理,Water Pollution Control Engineering,镣汛咱磋斥卸墓练猩冈敌日塑姿撅罗适袁篆锹诌肪能豪赊惯否寅壹幕绍婪4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物除磷原理,1.2. 生物影响除P因素 DO：厌氧反应器应该尽可能没有电子受体O2、或NO3-, 厌氧需要DO0, NO3-0, 好氧区需要氧, 但曝气时间不宜过长, 否则P可能重新释放出来. 污水性质：BOD/TKN要大,容易生物降解有机物如低级脂肪酸对厌氧释

31、放P过程有利,一些酸碱物质等有利于厌氧释放P.,Water Pollution Control Engineering,昼扇茸记蜕酣睫壶咒利牲旧便尘谁幽铁日事缺讥卉妮熟陡妆查糊砍况谬特4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,生物除磷新技术,反硝化除磷技术是指反硝化除磷菌(Denitrifying Phosphorus removal Bacteria，DPB)经厌氧释磷后，在缺氧条件下以硝酸盐作为吸磷的电子受体，同步实现脱氮和除磷. 特点: 缓解了反硝化和释磷对耗氧有机物(以COD计)的需求矛盾, PHB 一碳两用; 克服了硝酸盐对磷释放的不利影响,硝酸盐电子手体, 节省氧量;

32、反硝化菌和聚磷菌(PAO )所需的最佳SRT相抵触等矛盾.,Water Pollution Control Engineering,遏蓝犯裸蚕峻庞虞催刨壤锦反砂露苍舀枉雌杏庐辞蛀箭叫秦爹撅判炳羌侯4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,三、生物除磷工艺 3.1 AP/O工艺 A/O工艺(anaerobic/oxic)是厌氧/好氧工艺,工艺简单,水不内循环,比较与生物脱N的A/O工艺异同. 厌氧池-释放P,有机物厌氧分解;曝气池-吸收P,去除BOD;沉淀池-泥水分离.,厌氧池,曝气池,沉淀池,进水,出水,剩余污泥,回流污泥,生物除磷工艺,Water Pollution Contro

33、l Engineering,拱迁骄贯羊峭技饱巨砚入码屈衡染汤葫擦膊熬涝芽慌芍和札香墒岁妹灿惭4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,3.2 Phostrip工艺: 是化学除磷与生物除磷相结合的工艺,工艺流程:,生物除磷工艺,Water Pollution Control Engineering,厌 氧 池,曝气池,沉淀池,进水,出水,剩余污泥,回流污泥,混 合 池,搅 拌 池,沉淀,化学污泥,石灰,运哥誉炭择巡慎缨搁妓瑶格伍壤盾矛透哩刺潜锑适菲邀婚暑砖谗姑转棵逗4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,Phostrip工艺特点: 除磷效果好, 除磷稳定, 一般出水磷浓

34、度达到1mg/L以下, 但是没有脱氮的功能; 污泥含磷率高, 可以作为肥料使用; 工艺流程复杂, 管理难度高, 需氧投加石灰, 基建和运行费用较大,生物除磷工艺,Water Pollution Control Engineering,狡甥顺佬墩千案缓置柴饯伴衬耶挂嫩甥柠嘿舷皋情抖寺涅摆等揪框咏胶卉4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,4.同步生物脱氮除磷工艺,阅瑞汐评单狼派齿悦漱肥撩鄂拈冕泼步属趣笺同嚼峪愤野咨绽酵辗梭顷沂4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步生物脱N与除P工艺 (1) A/A/O工艺 (2) Bardenpho工艺 (3) UCT工艺 (4

35、) Johannesburg工艺 (5) SBR工艺 (6) 氧化沟工艺,同步脱N除P工艺,Water Pollution Control Engineering,总茵磺狐选灵裁吉赤羌待柿擞趁壳评表怀豪撑卒阮男能饰等辊耽靶剁剪侨4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步脱N除P工艺,同步生物脱N与除P 生物脱N与除P要求的环境条件接近，脱N是缺氧与好氧交替，除P是厌氧与好氧交替，所以在工艺上可以实现既脱N又除P的功能。,Water Pollution Control Engineering,企酒扁黑捶守随耘焙凳垛践塑吠肘丝解耻缓翁琢差催惠箕业鸦榴迫糖年是4活性污泥4-生物脱氮除

36、磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步脱N除P工艺,同步生物脱N除P工艺: (1) A/A/O工艺,A2/O工艺,厌氧/缺氧/好氧工艺. 特点：最简洁的同步生物脱N除P工艺,构筑物少,两个A池需要慢速搅拌,不需外加碳源和碱度,运行费用低,脱N除P效果不高.,Water Pollution Control Engineering,评糊始撮尼领赏眩接伏烟氓憾柴坡盏剔宏谰坐营摊衍釜青昌轻仟汛躺构腐4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步脱N除P工艺,第一A池(anaerobic)-厌氧池,释放P和部分有机物厌氧分解；第二A池(anoxic)-缺氧池,生物脱N,NO3来自回流；O池(ox

37、ic)-好氧池,有机物降解,氨化,亚硝化,硝化,吸收P；沉淀池-污泥与水分离。,厌氧池,缺氧池,沉淀池,进水,出水,剩余污泥,回流污泥,好氧池,A/A/O工艺流程图,Water Pollution Control Engineering,头滁袱娶糯虫卫篙胞后机桑嘲沾日乌釉镭鸥诱拨撩丘窖爪拦袄谊颧鹰城俐4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步脱N除P工艺,倒置A2/O工艺：第一A池(anaerobic)-缺氧池,生物脱N,NO3来自回流；第二A池(anoxic)-厌氧池,释放P和部分有机物厌氧分解； O池(oxic)-好氧池功能；沉淀池-功能。,缺氧池,厌氧池,沉淀池,进水,出

38、水,剩余污泥,回流污泥,好氧池,倒置A2/O工艺流程图,Water Pollution Control Engineering,沉,厌搀荐衡窃搀铺睛听勃每明幂拿层却华厢憋樱缉乃鞘蚤汀次啤沸樊擂旷审4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,(2) Bardenpho工艺 四级串连工艺,即缺氧/好氧/缺氧/好氧工艺,理解为两级串连的A/O工艺,第一级A/O工艺设置污水回流. 特点:脱N效果好,除P一般, 工艺较复杂, 构筑物较多.,Water Pollution Control Engineering,同步脱N除P工艺,丙力涂卓普枢练瑞绦杉孽么却魄涛而葵痛羡瘸者弊吾耶氦瑞升串玫劣拓嫂4

39、活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,Bardenpho工艺流程图,Water Pollution Control Engineering,缺氧池,沉淀池,进水,出水,剩余污泥,回流污泥,好氧池,缺氧池,好氧池,回流污水,第一缺氧池-脱N释放P;第一好氧池-BOD降解,吸收P,硝化(程度低)；第二缺氧池-脱N释放P;第二好氧池-吸收P,硝化,BOD降解。,同步脱N除P工艺,冷晃呐波由攫阴流饺多泳慌沿妥阀谅柄鼎磕沈紫盏珊蛔弦缚龙釜瘤慎释禹4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,改进的Bardenpho工艺流程图: 厌氧池:释放磷;第一缺氧池-脱N释放P;第一好氧池-B

40、OD降解,吸收P,硝化(程度低)；第二缺氧池-脱N释放P;第二好氧池-吸收P,硝化,BOD降解,除N2功能。 强化了除磷的功能,但构筑物多,工艺复杂.,同步脱N除P工艺,Water Pollution Control Engineering,震峭枢绑长锨肖激顽搔乾驶曰闽粮汕螺溺沂处锥姥搁摊忻攒鹤豁方排藩溜4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步脱N除P工艺,(3) UCT工艺，厌氧/缺氧/好氧工艺。 避免(AAO工艺)厌氧池由于污泥回流带入的少量NO3-给释放P的影响；厌氧池的污泥减少由缺氧池回流补充(但是回流污泥浓度不高，造成厌氧池MLSS低).,厌氧池,缺氧池,沉淀池,进

41、水,出水,剩余污泥,回流污泥,好氧池,回流1,回流2,Water Pollution Control Engineering,蹈改糕妆室户之某洁廉梨耪架苫塑贵每筏贩驹娩焦乐谜杭芭厨雌宿池层芒4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步脱N除P工艺,(4) Johannesburg工艺(约翰内斯堡) 减少回流,缺氧池有足够的水力时间,厌氧池NO3-浓度低,效率高.,缺氧池1,厌氧池,沉淀池,进水,出水,剩余污泥,回流污泥,好氧池,缺氧池2,Water Pollution Control Engineering,缺氧池1, 仅处理回流污泥，体积小,框漏极魏么点献红哮邦加抄栽盔律书淄星

42、瞩称遣孪肘丧钨敬毛厚侠烽田笑4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,(5) SBR工艺: 1.反硝化脱N; 2.释放P,有机物厌氧分解; 3.有机物好氧分解,吸收P, BOD降低,氨化; 4.吸收P, 亚硝化, 硝化;5.泥水分离 具有较高的脱N除P效率,运行灵活,工艺简洁,Water Pollution Control Engineering,缺氧,厌氧,好氧,好氧,沉淀,1,2,3,4,5,进水,出水,排泥,同步脱N除P工艺,住婿团披匣寺晶沃化限椰渊通任弯秆森管履移锥女吼兔定刃烁振冲遁违功4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,(6) 氧化沟工艺: 特点:推流与

43、完全混合工艺特点;DO存在浓度梯度,具有显著的脱氮功能,有除磷效果;出水水质好; 形式: Carrousel氧化沟. Orbal氧化沟. 一体化氧化沟。,同步脱N除P工艺,Water Pollution Control Engineering,讣生拎蕉蛤啤骋缓邦伙孕筛恼舀危任刷奶淑敝哑栏薪凸提献踪恒膳硫泄虏4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,同步脱N除P工艺,同步生物脱N除P工艺存在问题： 生物脱N要求低的污泥负荷,长的泥龄,而生物除P要求高的负荷,较低的泥龄. 为了脱N效果,要充分曝气以完成硝化过程,会对吸收P产生不利影响,生物脱N必须的NO3对生物除P的过程有抑制作用,解

44、决此问题则工艺复杂. 同步生物脱N除P在沉淀池前为好氧池,有部分NO3不能去除,只能依靠加大回流来提高脱N效率,动力消耗大. 系统抗冲击负荷能力低.,Water Pollution Control Engineering,磺擒滞蔼锦梳兰垫旦捌锐显鸽揭惰藐妇症醉请忽渤蝗啄睦蔓泰咳去腊迪罩4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,N,P处理主要问题,1.传统工艺要同时获得高的N, P去除率有困难, N P 同时高的污水需采取其他措施;需要双污泥系统, 工艺过分复杂. 2.出水TP和TN超标与污泥沉降不完全有很大关系(BOD5也是), 改善沉降性能或外加过滤措施; 3.与进水的TN和TP

45、相比, 传统工艺的碳源相对不足, 工艺需要改进和完善.,Water Pollution Control Engineering,曼蛹厉支骡帝抗里箭现磊玲靛示耐鸥腐脖举越盖馋行伞削也钥烛拇滇恨琵4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,5.脱氮除磷工艺设计,党繁虑垮原祸姬坯取脖瘸孕博来弯捎献忧峭毯取枝康著避各叭生秽疵妆俺4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,脱N除P工艺设计与计算 1. 生物脱氮设计计算 1.1 水质要求 1.2 脱氮设计计算 1.3 设计举例 2. 生物除磷设计计算,脱N除P工艺计算,Water Pollution Control Engineeri

46、ng,腻垫樊江豁瀑柜达次丢娩拿争戴韭荷足七车王花纱谣淌苹寡蚌剃歌懈扒哮4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,脱N除P工艺设计与计算： 1. 生物脱氮设计计算 确定污水水质参数； 根据污水性质选择合适的脱N除P工艺； 计算各反应器容积和水力停留时间； 计算需要氧的量； 计算碱度。,Water Pollution Control Engineering,脱N除P工艺计算,潮投熏戴计售情絮焦捷斥雅纺棋复生拔波葱扭帚富强痪怨佳套帜搅碧颇霜4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,1.1水质要求: 1. 脱氮时，污水中的五日生化需氧量与总凯氏氮之比宜大于4； 2. 除磷时，污

47、水中的五日生化需氧量与总磷之比宜大于17； 3. 同时脱氮、除磷时，宜同时满足前两款的要求； 4 .好氧区（池）剩余总碱度宜大于70mg/L（以CaCO3 计），当进水碱度不能满足上述要求时，应采取增加碱度的措施。,脱N除P工艺计算,Water Pollution Control Engineering,滥织闹芳勺擦汰帛抢厂健刁俱普愉吁现达姓筛粉邹镍肠蛊旭澳钠龚享佰励4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,1.2脱氮设计计算: 当仅需脱氮时，宜采用缺氧好氧法（AN/O 法）。 1. 生物反应池的容积，按活性污泥法一般公式计算时，反应池中缺氧区（池）的水力停留时间宜为0.53h。

48、2. 生物反应池的容积，采用硝化、反硝化动力学计算时，按下列规定计算。,脱N除P工艺计算,Water Pollution Control Engineering,税漂胺舰损毅疤旧刃叫裕尤蹭孺晤怪抚卓岿炳搽动撵块搪赶货班画臣少候4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,脱N除P工艺计算,Water Pollution Control Engineering,薄趋猪郡绿族突淀浑痹獭素础梯臣校尼酬尖涉困漫记弓产乳造饯件宣寸植4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,脱N除P工艺计算,Water Pollution Control Engineering,牲功仿呢都递陪汇巫黔摔翠渐镁余舌椿嚼侗这立融殊觅太费额内乙坍硬涛4活性污泥4-生物脱氮除磷4活性污泥4-生物脱氮除磷,1) 缺氧区(池)容积，可按下列公式计算： Vn = Nk - 进水凯氏氮浓度(总氮更妥Nt) Nte - 出水总氮浓度 Kde-脱氮速率, 温度校正: Kde(T)=Kde(20) 1.08(T-20) 0.12-活性污泥的N元素占污泥VSS的比例,脱N除P工艺计算,Water Pollution Control Engine