生物脱氮除磷工艺设计.ppt

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1、生物脱氮除磷工艺设生物脱氮除磷工艺设计计生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展同步硝化反硝化同步硝化反硝化：微微环环境境理理论论认认为为,由由于于氧氧扩扩散散的的限限制制,在在微微生生物物絮絮体体或或者者生生物物膜膜内内产产生生溶溶解解氧氧梯梯度度,即即微微生生物物絮絮体体或或生生物物膜膜的的外外表表面面溶溶解解氧氧浓浓度度高高,深深入入絮絮体体内内部部,氧氧传传递递受受阻阻及及外外部部氧氧的的大大量量消消耗耗,产生缺氧区产生缺氧区,从而形成有利于实现同步硝化反硝化的微环境从而形成有利于实现同步硝化反硝化的微环境.宏宏观观环环境境论论认认为为，由由于于氧氧气气扩扩散散速速率率的的限限制制，曝曝气气池

2、池内内形形成成局部缺氧局部缺氧/厌氧环境厌氧环境.微微生生物物学学研研究究发发现现,存存在在好好氧氧反反硝硝化化细细菌菌和和异异养养硝硝化化细细菌菌,打打破破了了传传统统理理论论的的硝硝化化反反应应只只能能由由自自养养细细菌菌完完成成和和反反硝硝化化只只能在厌氧条件下进行的观点能在厌氧条件下进行的观点.Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展同步硝化反硝化具有以下特点：同步硝化反硝化具有以下特点：(1)NO2无须氧化为无须氧化为NO3便可直接进行反硝化反应，因此便可直接进行反硝化反应，因此,整个反应过程加快整个反应过程加快,水力停留

3、时间缩短水力停留时间缩短,反应器容积减小；反应器容积减小；(2)亚硝化反应仅需亚硝化反应仅需75的氧的氧,需氧量降低需氧量降低,节约能耗；节约能耗；(3)硝化菌和反硝化菌在同一反应器中同时工作硝化菌和反硝化菌在同一反应器中同时工作,脱氮工艺简脱氮工艺简化而效能提高；化而效能提高；Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展(4)将有机物氧化将有机物氧化,硝化和反硝化在反应器内同时实现硝化和反硝化在反应器内同时实现,既既提高脱氮效果提高脱氮效果,又节约曝气和混合液回流所需的能源；又节约曝气和混合液回流所需的能源；(5)反硝化产生的反硝化产

4、生的OH可以中和硝化产生的部分可以中和硝化产生的部分H+,减少了减少了pH值波动值波动,使两个生物反应过程同时受益使两个生物反应过程同时受益,提高了反应效提高了反应效率；率；(6)为反硝化提供了碳源为反硝化提供了碳源,促进同步硝化反硝化的进行促进同步硝化反硝化的进行Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展短程硝化反硝化短程硝化反硝化：传统理论认为传统理论认为,生物脱氮需经过如下过程：生物脱氮需经过如下过程：NH4+NO2NO3NO2N2氨化氨化亚硝化亚硝化硝化硝化反反硝硝化化而而短短程程反反硝硝化化就就是是在在硝硝化化过过程程中中造

5、造成成一一定定的的特特殊殊环环境境使使NH4+正正常常硝硝化化到到NO2,而而NO2氧氧化化到到NO3的的过过程程受受阻阻,形形成成所所谓谓的的“NO2积积累累”后后直直接接进进行行反反硝硝化化,也也可可称称为为不完全硝化反硝化不完全硝化反硝化:NH4+NO2N2Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展实实现现短短程程反反硝硝化化的的关关键键在在于于将将NH4+氧氧化化控控制制在在NO2阶阶段段，阻阻止止NO2的的进进一一步步氧氧化化，因因此此，如如何何持持久久稳稳定定地地维维持持较高浓度的较高浓度的NO2的积累及影响的积累及影响N

6、O2积累的因素积累的因素.因因为为影影响响N积积累累的的控控制制因因素素比比较较复复杂杂，并并且且硝硝化化菌菌能能够够迅迅速速地地将将NO2转转化化为为NO3，所所以以要要将将NH4+的的氧氧化化成成功功地地控制在亚硝酸盐阶段并非易事控制在亚硝酸盐阶段并非易事.Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展工艺特点工艺特点：(1)硝化阶段可减少硝化阶段可减少25左右的需氧量，左右的需氧量，反硝化阶段可减反硝化阶段可减少少40左右的有机碳源，降低了能耗和运行费用；左右的有机碳源，降低了能耗和运行费用；(2)反应时间缩短，反应器容积可减小反应

7、时间缩短，反应器容积可减小3040左右；左右；(3)具有较高的反硝化速率具有较高的反硝化速率(NO2的反硝化速率通常比的反硝化速率通常比NO3的高的高63左右；左右；(4)污泥产量降低污泥产量降低(硝化过程可少产污泥硝化过程可少产污泥33-35左右，左右，反硝化过程中可少产污泥反硝化过程中可少产污泥55左右左右).Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展SHARON工艺工艺: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实,开发在较高温度下实现生物脱氮处理开发在较高温度下实现生

8、物脱氮处理.工艺的核心是通过污泥龄和反应温度实现将工艺的核心是通过污泥龄和反应温度实现将硝化菌硝化菌淘汰淘汰,但留下亚硝化菌但留下亚硝化菌.Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展厌氧氨氧化厌氧氨氧化(ANAMMOX)：是是指指在在厌厌氧氧条条件件下下,微微生生物物直直接接以以NH4+为为电电子子供供体体,以以NO3或或NO2为为电电子子受受体体,将将NO3,NO2,NH4+直直接接转转变成变成N2的生物转化过程的生物转化过程.反应可以如下方式存在：反应可以如下方式存在：5NH4+3NO34N2+9H2O+2H+(1)NH4+NO2

9、N2+2H2O(2)Water Pollution Control Engineering工艺特点工艺特点：(1)无需外加有机物作电子供体无需外加有机物作电子供体,既可节省费用既可节省费用,又可又可防止二次污染；防止二次污染；(2)硝化反应每氧化硝化反应每氧化lmolNH4+耗氧耗氧2mol,厌氧氨氧化每氧化厌氧氨氧化每氧化lmolNH4+只需要只需要0.75mol氧氧,耗氧下降耗氧下降62.5,能耗低；能耗低；(3)硝化反应氧化硝化反应氧化lmolNH4+可产生可产生2molH+,反硝化产生反硝化产生lmolOH-,而氨厌氧氧化的生物产酸量降低而氨厌氧氧化的生物产酸量降低1/2,产碱量降至为

10、零产碱量降至为零;(4)在厌氧条件下直接利用在厌氧条件下直接利用NH4+作电子供体作电子供体,无需供氧无需供氧,无需外无需外加有机碳源维持反硝化加有机碳源维持反硝化,无需额外投加酸碱中和试剂无需额外投加酸碱中和试剂,故降低故降低了能耗了能耗,节约了运行费用节约了运行费用,用时还避免了因投加中和试剂有可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能造成的二次污染问题.生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展Water Pollution Control Engineering生物除磷新技术生物除磷新技术l反硝化除磷技术反硝化除磷技术是指反硝化除磷菌是指反硝化除磷菌(DenitrifyingPhos

11、phorusremovalBacteria，DPB)经厌氧释磷后，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现脱氮和除磷.l特点特点:缓解了反硝化和释磷对耗氧有机物缓解了反硝化和释磷对耗氧有机物(以以COD计计)的需求矛盾的需求矛盾,PHB一碳两用一碳两用;克服了硝酸盐对磷释放的不利影响克服了硝酸盐对磷释放的不利影响,硝酸盐电子手体硝酸盐电子手体,节省节省氧量氧量;反硝化菌和聚磷菌反硝化菌和聚磷菌(PAO)所需的最佳所需的最佳SRT相抵触等矛盾相抵触等矛盾.Water Pollution Control Enginee

12、ring同步生物脱氮除磷工艺同步生物脱氮除磷工艺同步生物脱同步生物脱N与除与除P工艺工艺l(1)A/A/O工艺工艺l(2)Bardenpho工艺工艺l(3)UCT工艺工艺l(4)Johannesburg工艺工艺l(5)SBR工艺工艺l(6)氧化沟工艺氧化沟工艺同步脱同步脱N除除P工艺工艺Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺同步生物脱同步生物脱N与除与除P生生物物脱脱N与与除除P要要求求的的环环境境条条件件接接近近，脱脱N是是缺缺氧氧与与好好氧氧交交替替，除除P是是厌厌氧氧与与好好氧氧交交替替，所以在工艺上可以实现既脱所以在工艺上可以

13、实现既脱N又除又除P的功能。的功能。Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺同步生物脱同步生物脱N除除P工艺工艺:n(1)A/A/O工艺工艺,A2/O工艺工艺,厌氧厌氧/缺氧缺氧/好氧好氧工艺工艺.n特点：最简洁的同步生物脱特点：最简洁的同步生物脱N除除P工艺工艺,构筑物少构筑物少,两个两个A池需要慢速搅拌池需要慢速搅拌,不需外加碳源和碱度不需外加碳源和碱度,运行运行费用低费用低,脱脱N除除P效果不高效果不高.Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺第一第一A池池(anaerob

14、ic)-厌氧池厌氧池,释放释放P和部分有机物厌氧分解；和部分有机物厌氧分解；第二第二A池池(anoxic)-缺氧池缺氧池,生物脱生物脱N,NO3来自回流；来自回流；O池池(oxic)-好氧池好氧池,有机物降解有机物降解,氨化氨化,亚硝化亚硝化,硝化硝化,吸收吸收P；沉沉淀池淀池-污泥与水分离。污泥与水分离。厌厌氧池氧池缺缺氧池氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池A/A/O工艺流程图工艺流程图Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺倒置倒置A2/O工艺工艺：第一第一A池池(anaerobic)-缺氧

15、池缺氧池,生物脱生物脱N,NO3来自回流；第二来自回流；第二A池池(anoxic)-厌氧池厌氧池,释放释放P和部和部分有机物厌氧分解；分有机物厌氧分解；O池池(oxic)-好氧池功能好氧池功能；沉淀池沉淀池-功功能。能。缺缺氧池氧池厌厌氧池氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池倒置倒置A2/O工艺流程图工艺流程图Water Pollution Control Engineering沉沉(2)Bardenpho工艺工艺n四四级级串串连连工工艺艺,即即缺缺氧氧/好好氧氧/缺缺氧氧/好好氧氧工工艺艺,理理解解为为两两级串连的级串连的A/O工艺工艺,第一级第一级A

16、/O工艺设置污水回流工艺设置污水回流.n特点特点:脱脱N效果好效果好,除除P一般一般,工艺较复杂工艺较复杂,构筑物较多构筑物较多.Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺nBardenpho工艺流程图工艺流程图Water Pollution Control Engineering缺氧池缺氧池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池 缺氧池缺氧池 好氧池好氧池回流污水回流污水n第一缺氧池第一缺氧池-脱脱N释放释放P;第一好氧池第一好氧池-BOD降解降解,吸收吸收P,硝化硝化(程度低程度低)；第二缺氧池；第二缺氧池

17、-脱脱N释放释放P;第二好氧池第二好氧池-吸吸收收P,硝化硝化,BOD降解。降解。同步脱同步脱N除除P工艺工艺n改进的改进的Bardenpho工艺流程图工艺流程图:n厌氧池厌氧池:释放磷释放磷;第一缺氧池第一缺氧池-脱脱N释放释放P;第一好氧池第一好氧池-BOD降解降解,吸收吸收P,硝化硝化(程度低程度低)；第二缺氧池；第二缺氧池-脱脱N释放释放P;第二第二好氧池好氧池-吸收吸收P,硝化硝化,BOD降解降解,除除N2功能。功能。n强化了除磷的功能强化了除磷的功能,但构筑物多但构筑物多,工艺复杂工艺复杂.同步脱同步脱N除除P工艺工艺Water Pollution Control Engineer

18、ing厌厌沉进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好好缺缺好好回流污水回流污水缺缺同步脱同步脱N除除P工艺工艺(3)UCT工艺工艺，厌氧，厌氧/缺氧缺氧/好氧工艺。好氧工艺。避避免免(AAO工工艺艺)厌厌氧氧池池由由于于污污泥泥回回流流带带入入的的少少量量NO3-给给释释放放P的的影影响响；厌厌氧氧池池的的污污泥泥减减少少由由缺缺氧氧池池回回流流补补充充(但但是是回回流流污泥浓度不高，造成厌氧池污泥浓度不高，造成厌氧池MLSS低低).厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池回流回流1 1回流回流2 2Water Pollutio

19、n Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺(4)Johannesburg工艺工艺(约翰内斯堡约翰内斯堡)n减减少少回回流流,缺缺氧氧池池有有足足够够的的水水力力时时间间,厌厌氧氧池池NO3-浓浓度度低低,效率高效率高.缺氧池缺氧池1厌氧池厌氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池缺氧池缺氧池2Water Pollution Control Engineering缺氧池缺氧池1,仅处理回流污泥，体积小仅处理回流污泥，体积小(5)SBR工艺工艺:n1.反反硝硝化化脱脱N;2.释释放放P,有有机机物物厌厌氧氧分分解解;3.有有机机物物好

20、好氧氧分分解解,吸吸收收P,BOD降降低低,氨氨化化;4.吸吸收收P,亚亚硝硝化化,硝硝化化;5.泥水分离泥水分离n具有较高的脱具有较高的脱N除除P效率效率,运行灵活运行灵活,工艺简洁工艺简洁Water Pollution Control Engineering缺氧缺氧厌氧厌氧好氧好氧好氧好氧沉淀沉淀12345进水进水出水出水排泥排泥同步脱同步脱N除除P工艺工艺n(6)氧化沟工艺氧化沟工艺:l特点特点:推流与完全混合工艺特点推流与完全混合工艺特点;DO存在浓度梯度存在浓度梯度,具有具有显著的脱氮功能显著的脱氮功能,有除磷效果有除磷效果;出水水质好出水水质好;l形式形式:Carrousel氧化沟

21、氧化沟.Orbal氧化沟氧化沟.一体化氧化沟一体化氧化沟。同步脱同步脱N除除P工艺工艺Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺同步生物脱同步生物脱N除除P工艺存在问题：工艺存在问题：n生生物物脱脱N要要求求低低的的污污泥泥负负荷荷,长长的的泥泥龄龄,而而生生物物除除P要要求求高的负荷高的负荷,较低的较低的泥龄泥龄.n为为了了脱脱N效效果果,要要充充分分曝曝气气以以完完成成硝硝化化过过程程,会会对对吸吸收收P产产生生不不利利影影响响,生生物物脱脱N必必须须的的NO3对对生生物物除除P的的过过程程有有抑抑制作用制作用,解决此问题则工艺复杂解

22、决此问题则工艺复杂.n同同步步生生物物脱脱N除除P在在沉沉淀淀池池前前为为好好氧氧池池,有有部部分分NO3不不能去除能去除,只能依靠加大回流来提高脱只能依靠加大回流来提高脱N效率效率,动力消耗大动力消耗大.n系统抗冲击负荷能力低系统抗冲击负荷能力低.Water Pollution Control EngineeringN,P处理主要问题处理主要问题l1.传统工艺要传统工艺要同时同时获得高的获得高的N,P去除率有困难去除率有困难,NP同时高同时高的污水需采取其他措施的污水需采取其他措施;需要双污泥系统需要双污泥系统,工艺过分复杂工艺过分复杂.l2.出水出水TP和和TN超标与超标与污泥沉降污泥沉降

23、不完全有很大关系不完全有很大关系(BOD5也是也是),改善沉降性能或外加过滤措施改善沉降性能或外加过滤措施;l3.与进水的与进水的TN和和TP相比相比,传统工艺的传统工艺的碳源碳源相对不足相对不足,工艺工艺需要改进和完善需要改进和完善.Water Pollution Control Engineering脱氮除磷工艺设计脱氮除磷工艺设计脱脱N除除P工艺设计与计算工艺设计与计算l1.生物脱氮设计计算生物脱氮设计计算1.1水质要求水质要求1.2脱氮设计计算脱氮设计计算1.3设计举例设计举例l2.生物除磷设计计算生物除磷设计计算脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Contro

24、l Engineering脱脱N除除P工艺设计与计算：工艺设计与计算：1.生物脱氮设计计算生物脱氮设计计算确定污水水质参数；确定污水水质参数；根据污水性质选择合适的脱根据污水性质选择合适的脱N除除P工艺；工艺；计算各反应器容积和水力停留时间；计算各反应器容积和水力停留时间；计算需要氧的量；计算需要氧的量；计算碱度。计算碱度。Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n1.1水质要求水质要求:l1.脱氮时，污水中的五日生化需氧量与总凯氏氮之比脱氮时，污水中的五日生化需氧量与总凯氏氮之比宜大于宜大于4；l2.除磷时，污水中的五日生化需氧量与总

25、磷之比宜大除磷时，污水中的五日生化需氧量与总磷之比宜大于于17；l3.同时脱氮、除磷时，宜同时满足前两款的要求；同时脱氮、除磷时，宜同时满足前两款的要求；l4.好氧区（池）剩余总碱度宜大于好氧区（池）剩余总碱度宜大于70mg/L（以（以CaCO3计），当进水碱度不能满足上述要求时，应采取增加计），当进水碱度不能满足上述要求时，应采取增加碱度的措施。碱度的措施。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn1.2脱氮设计计算脱氮设计计算:l当仅需脱氮时，宜采用缺氧当仅需脱氮时，宜采用缺氧好氧法（好氧法（AN/O 法法）。）。l1.生物反应池的

26、容积，按活性污泥法一般公式计算时，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反应池中缺氧区（池）的水力停留时间宜为0.53h。l2.生物反应池的容积，采用硝化、反硝化动力学计算生物反应池的容积，采用硝化、反硝化动力学计算时，按下列规定计算。时，按下列规定计算。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn1

27、)缺氧区缺氧区(池池)容积，可按下列公式计算：容积，可按下列公式计算：Vn=lNk-进水凯氏氮浓度进水凯氏氮浓度(总氮更妥总氮更妥Nt)lNte-出水总氮浓度出水总氮浓度lKde-脱氮速率脱氮速率,温度校正温度校正:Kde(T)=Kde(20)1.08(T-20)l0.12-活性污泥的活性污泥的N元素占污泥元素占污泥VSS的比例的比例脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn2)好氧区好氧区(池池)容积，可按下列规定计算容积，可按下列规定计算：V=n其他并无差异其他并无差异,污泥龄污泥龄:co=FF:安全系数安全系数,n硝化菌比增殖速率

28、硝化菌比增殖速率脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn硝化菌比增殖速率:nnm硝化菌最大比增殖速率硝化菌最大比增殖速率;nNa硝化菌的底物浓度硝化菌的底物浓度,即即NH3浓度浓度;nKn硝化反应的半速度常数硝化反应的半速度常数;nDO溶解氧浓度溶解氧浓度nKo溶解氧影响的开关系数溶解氧影响的开关系数;nKdn硝化菌的内源代谢系数。硝化菌的内源代谢系数。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn硝化池内硝化池内DO浓度较高，如果忽略内源代谢，忽略溶解浓度较高，如果忽略内源代谢，

29、忽略溶解氧影响的开关系数，再考虑温度影响：氧影响的开关系数，再考虑温度影响：脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn3）需氧量计算：）需氧量计算：n与一般的活性污泥相比，增加了因为硝化而需要的氧，与一般的活性污泥相比，增加了因为硝化而需要的氧，该部分就是凯氏氮的去除总量该部分就是凯氏氮的去除总量氮的氧当量系数氮的氧当量系数4.57:n氮的总去除量：氮的总去除量：n所以需氧量所以需氧量(生物脱氮工艺的理论需氧量生物脱氮工艺的理论需氧量)：脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn

30、如果工艺具有前置反硝化如果工艺具有前置反硝化(或反应器不分开或反应器不分开)，则由于，则由于反硝化可以以反硝化可以以NO3代谢掉部分有机物，所以这部分代谢掉部分有机物，所以这部分“节省节省”的氧应该扣除的氧应该扣除(除非外加碳源除非外加碳源)：nNk0，Nke分别为进水出水凯氏氮浓度；分别为进水出水凯氏氮浓度；nNt0，Nte分别为进水出水总氮浓度。分别为进水出水总氮浓度。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringl4.57:1mol的氨的氨N(14g)彻底氧化需要转移彻底氧化需要转移8mol电子电子,即即2molO2(64g)64/14

31、=4.57l2.86:1mol硝酸根还原转移硝酸根还原转移5mol电子电子,即即1.25molO2(40g)40/14=2.86Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n4）混合液回流比，可按下列公式计算：）混合液回流比，可按下列公式计算：l假设理想反应器假设理想反应器(AN/O工艺工艺)，有机，有机N和氨和氨N在好氧反应在好氧反应器内可以完全氧化为器内可以完全氧化为NO3-；回流到缺氧反应器的；回流到缺氧反应器的NO3-可以完全被反硝化为可以完全被反硝化为N2：l则，好氧反应器则，好氧反应器O的末端出水硝酸盐的末端出水硝酸盐N的总量，

32、是浓度的总量，是浓度Nte与流量的积：与流量的积：(RiR+1)QNtel与原进水总与原进水总N量相等：量相等：QNt0(RiR+1)QNte=QNt0脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn(RiR+1)QNteQNt0n(RiR+1)NteNt0=N去除率去除率 加大回流比可以提高加大回流比可以提高N去除率去除率,一般一般Ri400%.如假设如假设R为为0.5,则则Ri=4,去除率去除率81.8%Ri=5,去除率去除率84.6%脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringl出水

33、碱度出水碱度=进水碱度进水碱度+0.1(S0-Se)+3.57反硝化反硝化去除的去除的N7.14氨氧化的氨氧化的Nn出水碱度宜大于70mg/L。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn1.3设计举例设计举例:n1).A2O工艺工艺(规范建议同步脱氮除磷选择工艺规范建议同步脱氮除磷选择工艺)n2).氧化沟工艺氧化沟工艺脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering1).A2O工艺工艺例题例

34、题：流量：流量,平均日平均日20000m3，进水：进水：COD-450,BOD5-185,SS-250,TKN-40,TP-5出水：出水：COD-70,BOD-20,SS-20,TN-15,TP-1先先计计算算污污水水设设计计流流量量:一一级级构构筑筑物物Kz为为1.59;生生化化处处理理构构筑筑物物Kz为为1.30.二级生化处理二级生化处理构筑物反应器容积计算方法：构筑物反应器容积计算方法：n方法方法1：按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率；：按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率；n方法方法2：按照污泥负荷：按照污泥负荷.Water Pollution Control Engineering脱脱N除

35、除P工艺计算工艺计算n方法方法1 1：按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率：(1):厌氧池计算：水力时间厌氧池计算：水力时间V=QtQ为为设设计计流流量量,Q=平平均均流流量量变变化化系系数数，t为为水水力力停停留留时时间间，h。t取取2.0h，变化系数取变化系数取1.3，平均流量，平均流量833m3/hV=8331.32.0=2166m3厌氧池容积厌氧池容积2166m3,水力停留时间水力停留时间2.0hWater Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n回流污泥浓度与回流污泥浓度与SVI：SVI=SV/MLSS，曝气

36、池的曝气池的MLSS曝气池曝气池MLSS/沉淀池下部污泥区的污泥浓度沉淀池下部污泥区的污泥浓度MLSS=SVMLSS曝曝/MLSS沉沉=SVnSVI=1/MLSS沉沉=1/Xr(Xr回流污泥浓度回流污泥浓度)n如如 SVI=100mL/g,则则 回回 流流 污污 泥泥 浓浓 度度=1/100mLg-1=1g/100mL=10000mg/L，如如SVI=80mL/g,则则回回流流污污泥泥浓度浓度=1/80mLg-1=1.25g/100mL=12500mg/L。Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n反应器内污泥浓度反应器内污泥浓度：X=

37、r/(1+r)XrX反反应应器器内内污污泥泥浓浓度度，r污污泥泥回回流流比比,取取0.4，Xr回回流流污污泥浓度泥浓度nX=Xr,SVI取取75，则，则Xr=13333mg/LSV取取30，X=4000mg/L,MLVSS=0.74000=2800mg/LWater Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算(2).缺氧池计算：反硝化速率缺氧池计算：反硝化速率nV=Q设设计计流流量量，Nk、Nte分分别别为为进进水水TKN,出出水水TKN,Kde反硝化脱反硝化脱N速率速率n反硝化脱反硝化脱N速率温度校正：速率温度校正：Kde(T)=Kde(20)1.

38、08(T-20)nXvQ(S0-Se)Yobs20000(185-20)0.4=1320kg/dn表观产率系数取表观产率系数取0.4Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n内源代谢系数内源代谢系数Kde取取0.05n水力停留时间水力停留时间3511/1083=3.2hWater Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算(3)好氧池计算：好氧池计算：水力时间水力时间,根据硝化菌计算根据硝化菌计算出出水水NH3-N浓浓度度取取1mg/L,半半速速度度常常数数为为1mg/L,忽忽略略溶溶解氧开关

39、系数，内源代谢系数取解氧开关系数，内源代谢系数取0.02:Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算安全系数取安全系数取2.0水力停留时间水力停留时间5700/1083=5.3h脱脱N除除P工艺计算工艺计算方法方法1结果结果:厌氧池厌氧池:2166m3,水力停留时间水力停留时间2.0h缺氧池缺氧池:3511m3,水力停留时间水力停留时间3.2h好氧池好氧池:5700m3,水力停留时间水力停留时间5.3h合计合计:11377m3,水力停留时间水

40、力停留时间10.5hWater Pollution Control Engineering2按照污泥负荷按照污泥负荷n厌氧池计算同上述方法；厌氧池计算同上述方法；n缺氧好氧池缺氧好氧池(A/O)计算：计算：作为整体，按污泥负荷计算，作为整体，按污泥负荷计算，nVAO=N0污污泥泥容容积积负负荷荷(kgBOD5/kgMLVSSd)，X污污泥泥浓浓度度，MLVSS。注意污泥浓度单位的一致。注意污泥浓度单位的一致。Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算nVAO=按照按照A池池:O池池=1:3的比例计算各自的容积：的比例计算各自的容积：VA=

41、2553m3VO=7660m3Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算脱脱N除除P工艺计算工艺计算方法方法2结果结果:厌氧池厌氧池:2166m3,水力停留时间水力停留时间2.0h缺氧池缺氧池:2553m3,水力停留时间水力停留时间2.36h好氧池好氧池:7660m3,水力停留时间水力停留时间7.07h合计合计:12380m3,水力停留时间水力停留时间11.4hWater Pollution Control Engineeringn2).氧化沟工艺氧化沟工艺(Carrousel):lQ=40000m3/d,l进水进水:BOD5=200mg

42、/L,TSS=240mg/L,VSS=200mg/L;TKN=35mg/L;碱度碱度=250mg/L(以以CaCO3计计)l出水出水:BOD5=30mg/L,TSS=30mg/L,NH3-N=2mg/L;NO3-N=10mg/L.l设设2组氧化沟组氧化沟,MLSS取取4000mg/L,f=0.7.池内池内DO浓度为浓度为2.0mg/L,产率系数产率系数0.5,内源代谢系数内源代谢系数0.05.l设计温度以设计温度以10度计算度计算脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn(1).计算污泥龄计算污泥龄:脱脱N除除P工艺计算工艺计算Wate

43、r Pollution Control EngineeringnKn=100.051T-1.158=0.225mg/Ln出水氨浓度出水氨浓度Na:2.0mg/Ln溶解氧开关系数溶解氧开关系数:0.45-2mg/L,这里取这里取2.n污泥龄污泥龄,安全系数取安全系数取2.5:co=F=25.4d为更安全，污泥龄取为更安全，污泥龄取30d.脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering校正温度：校正温度：n(2)计算反应器容积计算反应器容积:脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn考虑反

44、硝化需要的容积考虑反硝化需要的容积:经过计算经过计算V=9009m3n合计容积合计容积:23580m3 n水力停留时间:14.1 h n(3)计算剩余污泥计算剩余污泥:脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn(4)计算需氧量计算需氧量:脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn(5)计算碱度计算碱度l对于脱对于脱N工艺工艺,为了满足反应的需要为了满足反应的需要,pH以以7.2为最佳为最佳,出水出水碱度宜在碱度宜在100mg/L以上以上.l出水碱度出水碱度=进水碱度进水碱度+0.

45、1(S0-Se)+3.57反硝化去除的反硝化去除的N7.14氨氧化的氨氧化的N出水碱度出水碱度=250+0.1(170)+3.57197.1429=128mg/Ll经过计算进水总经过计算进水总N中约有中约有4mg/L氮转化为生物体在属剩余氮转化为生物体在属剩余污泥中污泥中,这部分可不予计算这部分可不予计算.剩余污泥剩余污泥1360kg/d约约12%含含N,163.2kg/d,相当于进水相当于进水4.08mg/L满足规定满足规定,可不要加入碱可不要加入碱脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering2.生物除磷设计计算生物除磷设计计算当仅需除磷

46、时，宜采用厌氧当仅需除磷时，宜采用厌氧好氧法（好氧法（AP/O 法）。法）。l1生物反应池的容积，按活性污泥一般公式计算时，反生物反应池的容积，按活性污泥一般公式计算时，反应池中厌氧区（池）和好氧区（池）之比，宜为应池中厌氧区（池）和好氧区（池）之比，宜为1:21:3；l2生物反应池中厌氧区（池）的容积，可按下列公式计生物反应池中厌氧区（池）的容积，可按下列公式计算：算：Vp=tpQltp是厌氧区停留时间是厌氧区停留时间.脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering