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1、城市污水的深度处理 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望太湖的富营养化2 23 34 4第一节第一节 氮、磷的去除氮、磷的去除5 5一、氮的去除一、氮的去除 废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。1.化学法除氮(1)吹脱法:废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：这一平衡受pH的影响，pH为10.511.5时，因废水中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。吹脱过程包括将废水的pH提高至10.511.5，然后曝气，这一过程在吹
2、脱塔中进行。6 67 7 通过适当的控制，可完全去除水中的氨氮。为减少氯的投加量，常与生物硝化联用，先硝化再除微量的残留氨氮。(2)折点加氯法:含氨氮的水加氯时，有下列反应：8 89 9(3)离子交换法:常用天然的离子交换剂，如沸石等。与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且可用石灰再生。2.生物法脱氮(1)生物脱氮机理 生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。同化作用去除的氮依运行条件和水质而定，如果微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原污水BOD的2%5%，氮去除率在8%20%。1010氨化反应：新鲜污水中，含
3、氮化合物主要是以有机氮，如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的，此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用，很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮，以氨基酸为例：11111212硝化、反硝化反应中氮的转化硝化、反硝化反应中氮的转化n n表表21-1 21-1 硝化过程中氮的转化硝化过程中氮的转化 n n表表24-2 24-2 反硝化反应中氮的转化反硝化反应中氮的转化 氮的氧化还原态氨离子NH4+羟胺NH2OH0+
4、硝酰基NOH+亚硝酸根NO2+硝酸根NO3氮的氧化还原态氨离子NH4+羟胺NH2OH0N2+硝酰基NOH+亚硝酸根NO2+硝酸根NO313 硝化反应是在好氧条件下，将NH4+转化为NO2-和NO3-的过程。总反应式为：硝化细菌是化能自养菌，生长率低，对环境条件变化较为敏感。温度、溶解氧、污泥龄、pH、有机负荷等都会对它产生影响。硝化反应：1414硝化过程的影响因素：（a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反应的电子受体，反应器内溶解氧含量的高低，必将影响硝化反应的进程，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于1mg/L，多
5、数学者建议溶解氧应保持在1.22.0mg/L。在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化菌对pH的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在污水中保持足够的碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮（以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.14g。对硝化菌的适宜的pH为8.08.4。1515硝化过程的影响因素：（b）混合液中有机物含量不应过高：硝化菌是自养菌，有机基质浓度并不是它的增殖限制因素，若BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为优势种属。（c）硝化反应的适宜温度是2030，15以下时，硝化反应速度下降，5时完全停止。1616硝化过程的影响因素：（d）硝化菌在
6、反应器内的停留时间，即生物固体平均停留时间（污泥龄）SRTn，必须大于其最小的世代时间，否则将使硝化菌从系统中流失殆尽，一般认为硝化菌最小世代时间在适宜的温度条件下为3d。SRTn值与温度密切相关，温度低，SRTn取值应相应明显提高。（e）除有毒有害物质及重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有高浓度的NH4-N、高浓度的NOx-N、高浓度的有机基质、部分有机物以及络合阳离子等。1717 反硝化反应是指在无氧的条件下，反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在有氧存在时，它会以O2为电子进行呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存在时，则
7、以NO3-或NO2-为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。总反应式为：反硝化反应：1818 在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌的生长繁殖，即菌体合成过程，反应如下：式中：C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。反硝化还原和微生物合成的总反应式为：从以上的过程可知，约96的NO3-N经异化过程还原，4经同化过程合成微生物。1919反硝化过程的影响因素：（a）碳源：能为反硝化菌所利用的碳源较多，从污水生物脱氮考虑，可有下列三类：一是原污水中所含碳源，对于城市污水，当原污水BOD5/TKN35时,即可认为碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇（CH3OH），因为甲醇被分解后的产物为
8、CO2和H2O，不留任何难降解的中间产物；三是利用微生物组织进行内源反硝化。（b）pH：对反硝化反应，最适宜的pH是6.57.5。pH高于8或低于6，反硝化速率将大为下降。2020反硝化过程的影响因素：（c）溶解氧浓度：反硝化菌属异养兼性厌氧菌，在无分子氧同时存在硝酸根离子和亚硝酸根离子的条件下，它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。另一方面，反硝化菌体内的某些酶系统组分，只有在有氧条件下，才能够合成。这样，反硝化反应宜于在缺氧、好氧条件交替的条件下进行，溶解氧应控制在0.5 mg/L以下。（d）温度：反硝化反应的最适宜温度是2040，低于15反硝化反应速率最低。为了保持一定的反硝
9、化速率，在冬季低温季节，可采用如下措施：提高生物固体平均停留时间；降低负荷率；提高污水的水力停留时间。2121 在反硝化反应中，最大的问题就是污水中可用于反硝化的有机碳的多少及其可生化程度。碳源原水中含有的有机碳外加碳源，多用甲醇 内源呼吸碳源细菌体内的原生物质及其贮存的有机物2222(2)生物脱氮工艺（a）三段生物脱氮工艺：将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来，每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。2323（b）Bardenpho生物脱氮工艺：设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。为进一步提高脱氮效率，废水进入第二
10、段反硝化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。24242525（c）缺氧好氧生物脱氮工艺：该工艺将反硝化段设置在系统的前面，又称前置式反硝化生物脱氮系统。反硝化反应以水中的有机物为碳源，曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液，在缺氧池中进行反硝化脱氮。缺氧-好氧生物脱氮工艺2626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工艺的优缺点 返回返回27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
11、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，池内的反硝化脱氮菌以原污水中硝化液一部分回流至反硝化池，池内的反硝化脱氮菌以原污水中的有机物作碳源，以硝化液中的有机物作碳源，以硝化液中NOX-NOX-中的氧作为电子受体，将中的氧作为电子受体，将NOX-NOX-NN还原成还原成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，可补偿硝化池中氧化碱度，可补偿硝化池中氧化1gNH3N1gNH3N所需碱度（所需碱度（7.14g7.14g）的一半，所以对含）的一半，所以对含NN浓度不高的废水，
12、浓度不高的废水，不必另行投碱调不必另行投碱调PHPH值。值。反硝化池残留的有机物可在好氧硝化池中进一步去除。反硝化池残留的有机物可在好氧硝化池中进一步去除。返回返回28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29A1/O工艺的优缺点工艺的优缺点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，节省基建费用。系统和混合液回流系统，节省基建费用。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，可使反硝化残留的
13、有机物得到进一步去因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质（残留有机物进一步去除）。除，提高了出水水质（残留有机物进一步去除）。缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可弥补好氧池中硝化需有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可弥补好氧池中硝化需要碱度的一半。（减轻了好氧池的有机物负荷，碱度可弥补需要的一要碱度的一半。（减轻了好氧池的有机物负荷，碱度可弥补需要的一半）。半）。n n缺点：脱氮效率不高，一般脱氮效率不高，一般N=N=（70708080
14、）%好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐，如二沉池运行不当，则会发好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐，如二沉池运行不当，则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。返回返回30A1/O工艺的影响因素工艺的影响因素-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达到（达到（70-8070-80）%，否则，否则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=
15、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的的比值应大于比值应大于4 4，以保证反硝化过程中有充足的有机，以保证反硝化过程中有充足的有机碳源。碳源。5.5.混合液回流比混合液回流比RNRN：RNRN不仅影响脱氮效率，而且不仅影响脱氮效率，而且影响动力消耗。影响动力消耗。31A1/O工艺的影响因素工艺的影响因素-26.MLSS3000mg/L6.MLSS3000mg/L，否则，否则NN。7.7.污泥龄污泥龄CC（ts ts）应为）应为30d30d。8.8.硝化段的污泥负荷率：硝化段的污泥负荷率：BOD5/MLSS BOD5/ML
16、SS 负荷率负荷率 0.180.18kgBOD5/kgBOD5/（kgMLSSdkgMLSSd）；硝化段的）；硝化段的TKN/MLSSTKN/MLSS负荷率负荷率 0.050.05kgTKN/kgMLSS.dkgTKN/kgMLSS.d。9.9.温度：硝化最适宜的温度温度：硝化最适宜的温度20302030。反硝化最适宜的温度反硝化最适宜的温度20402040。10.pH10.pH值：硝化最佳值：硝化最佳pH=88.4pH=88.4。反硝化最佳反硝化最佳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32 磷也是有机物中的一
17、种主要元素，是仅次于氮的微生物生 长的重要元素。磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及 含磷工业废水。危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧 平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐：正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-)、磷酸二氢盐H2PO4-、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐：焦磷酸盐(P2O74)、三磷酸盐(P3O105-)、三磷酸氢盐(HP3O92-)二、污水中磷的去除二、污水中磷的去除3333一般城市污水水质与排放要求 常规活性污泥法的微生物同化和吸附；项项 目目 进水水质进水水质/（mgL-1）国
18、家排放标准国家排放标准/（mgL-1）一级一级A 一级一级B CODcr 250300 50 60 BOD5 100150 10 20 SS 150200 10 20 TKN(NH3-N)35（25）5（8）8（15）TP 56 1 1.5 如何去除以达到排放标准？生物强化除磷；投加化学药剂除磷。3434常规活性污泥法的微生物同化和吸附 普通活性污泥法剩余污泥中磷含量约占微生物干重的1.5%2.0%，通过同化作用可去除磷12%20%。生物强化除磷工艺可以使得系统排除的剩余污泥中磷含量占到干重5%6%。生物强化除磷工艺 如果还不能满足排放标准，就必须借助化学法除磷。3535生物强化除磷工艺 利用
19、好氧微生物中聚磷菌在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐过量吸收作用，然后沉淀分离而除磷。污水中的有机物在厌氧发酵产酸菌的作用下转化为乙酸苷；而活性污泥中的聚磷菌在厌氧的不利状态下，将体内积聚的聚磷分解，分解产生的能量一部分供聚磷菌生存，另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸苷转化为PHB(聚-羟基丁酸)的形态储藏于体内。聚磷分解形成的无机磷释放回污水中，这就是厌氧释磷。厌氧环境中：3636 进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌增殖等生理活动，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。剩余污泥中包含过量吸收磷的聚磷菌，也就是从污水中去除
20、的含磷物质。普通活性污泥法通过同化作用除磷率可以达到12%20%。而具生物除磷功能的处理系统排放的剩余污泥中含磷量可以占到干重5%6%，去除率基本可满足排放要求。好氧环境中：3737生物除磷机理3838 （1）厌氧环境条件：（a）氧化还原电位：Barnard、Shapiro等人研究发现，在批式试验中，反硝化完成后，ORP突然下降，随后开始放磷，放磷时ORP一般小于100mV；（b）溶解氧浓度：厌氧区如存在溶解氧，兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢，不会产生脂肪酸，也不会诱导放磷，好氧呼吸会消耗易降解有机质；（c）NOx-浓度：产酸菌利用NOx-作为电子受体，抑制厌氧发酵过程，反硝化时消耗易生物降解
21、有机质。生物除磷影响因素：3939 （2）有机物浓度及可利用性：碳源的性质对吸放磷及其速率影响极大，传统水质指标很难反映有机物组成和性质，ASM模型对其进一步划分为：（a）1987年发展的ASM1:CODtot=SS+SI+XS+XI （b）1995年发展的ASM2:溶解性与颗粒性：SA+SF+SI+XSXI S表示溶解性组分，X表示颗粒性组分；下标S溶解性，I惰性，A发酵产物，F可发酵的易生物降解的。生物除磷影响因素：4040 （3）污泥龄：污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量，污泥龄越长，污泥含磷量越低，去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。Rensink和Ermel研究了污泥龄对除磷的影
22、响，结果表明：SRT=30d时，除磷效果40%；SRT=17d时，除磷效果50%；SRT=5d天时，除磷效果87%。同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。生物除磷影响因素：4141 （4）pH：与常规生物处理相同，生物除磷系统合适的pH为中性和微碱性，不合适时应调节。生物除磷影响因素：（5）温度：在适宜温度范围内，温度越高释磷速度越快；温度低时应适当延长厌氧区的停留时间或投加外源VFA。（6）其他：影响系统除磷效果的还有污泥沉降性能和剩余污泥处置方法等。4242 (1)A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统。厌氧-好氧除磷工艺流程三、三、生物除磷及生物脱氮除磷工艺
23、生物除磷及生物脱氮除磷工艺1.A/O生物除磷工艺4343A2/O除磷工艺n n工艺流程n n工艺特点n n影响因素 返回返回44A2/O除磷工艺流程 回流污泥中的聚磷菌在厌氧池可吸收去除一部分有机物，同时释回流污泥中的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，污水中的有机物得到氧化放出大量磷，然后混合液流入后段好氧池，污水中的有机物得到氧化分解，同时聚磷菌将变本加厉地、超量地摄取污水中的磷，通过排放分解，同时聚磷菌将变本加厉地、超量地摄取污水中的磷，通过排放高磷污泥而使污水中的磷得到有效去除。污泥中磷的含量高磷污泥而使污水中的磷得到有效去除。污泥中磷的含
24、量2.52.5以上。以上。BOD590BOD590；PP（70708080）；磷的出水浓度）；磷的出水浓度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的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的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或通过或通过PHBPHB的降解来过量摄取磷，当的降解来过量摄取磷，当发酵产酸
25、菌的作用受到抑制时（如发酵产酸菌的作用受到抑制时（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，能够将其体内储存的聚磷酸盐分解，以提供能量摄取废水中溶解性有机物，合成并储存的聚磷酸盐分解，以提供能量摄取废水中溶解性有机物，合成并储存储存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的在好氧状态下，降解经聚磷菌所合成并储存的PHBPHB，并放出，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能量以使聚磷菌过量摄取磷，将磷以
26、聚合磷酸盐形式贮存菌体内而形成高磷污泥。成高磷污泥。返回返回45A2/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的厌氧状态。低，同时厌氧池能保持良好的厌氧状态。2.2.在反应池内水力停留时间较短，一般为在反应池内水力停留时间较短，一般为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，一般（沉淀污泥含磷率高，一般（2.52.54 4）左右，故污泥）左右，故污泥 效好。效好。4.4.混合液的混合液的SVI100,SVI BOD5/
27、T-P（20203030），否则），否则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的释放，继而影响在好氧条件下对磷的吸收。所以的释放，继而影响在好氧条件下对磷的吸收。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其除磷效果较好。其除磷效果较好。13 13时，聚磷菌对磷的释放和摄取与温度无关。时，聚磷菌对磷的释放和摄取与温度无关。7.pH7.pH6 68 8，聚磷菌对磷的释放和摄取都比
28、较稳定。，聚磷菌对磷的释放和摄取都比较稳定。返回返回47(2)Phostrip去除磷工艺流程：4848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49Phostrip除磷工艺概述n nPhostripPhostrip工艺是由工艺是由LevinLevin在在19651965年首先提出的。该工艺是在年首先提出的。该工艺是在回流污泥的分流管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而构回流污泥的分流管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而构成的。成的。n n该工艺将该工艺将A2/OA2/O工艺的厌氧段改造成类似于普通重力浓缩工艺的厌氧段改造成类似于普通重力浓缩池的磷解吸池，部分回流污
29、泥在磷解吸池内厌氧放磷，污池的磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池内厌氧放磷，污泥停留时间一般为泥停留时间一般为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
30、处理。PhostripPhostrip工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷，而工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷，而且还通过化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷且还通过化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷双重作用，所以双重作用，所以PhostripPhostrip工艺具有高效脱氮除磷功能。工艺具有高效脱氮除磷功能。返回返回50Phostrip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
31、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。而高磷剩余污泥被排出系统。在厌氧除磷池中，回流污泥在好氧状态时过量摄取的磷而高磷剩余污泥被排出系统。在厌氧除磷池中，回流污泥在好氧状态时过量摄取的磷在此得到充分释放，释放磷的回流污泥回流到缺氧池。而除磷池流出的富磷上清液进在此得到充分释放，释放磷的回流污泥回流到缺氧池。而除磷池流出的富磷上清液进入混凝沉淀池，投回石灰形成入混凝沉淀池，投回石灰形成Ca3Ca3（PO4PO4）2 2沉淀，通过排放含磷污泥去除磷。沉淀，通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51Phostrip除磷工艺优缺点 Pho
32、strip工艺比较适合于对现有工艺的改造，只需在污泥回流管线上增设少量小规模的处理单元即可，且在改造过程中不必中断处理系统的正常运行。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52三、生物除磷及生物脱氮除磷工艺三、生物除磷及生物脱氮除磷工艺2.A2/O工艺A2/O工艺基本流程5353进水进水沉淀池沉淀池厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池好氧池好氧池剩余污泥剩余污泥出水出水内回流内回流污泥回流污泥回流进进气气管管5454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
33、程n n影响因素55A2/O工艺原理工艺原理n n在首段厌氧池进行磷的释放使污水中在首段厌氧池进行磷的释放使污水中P P的浓度升高，溶解的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中性有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因细胞合成而被去除一部分，使污水中因细胞合成而被去除一部分，使污水中NHNH3 3-N-N浓度浓度下降，但下降，但NHNH3 3-N-N浓度没有变化。浓度没有变化。n n在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量流混合液中带入的大量NONO3 3-N-
34、N和和NONO2 2-N-N还原为还原为NN2 2释放至释放至空气，因此空气，因此BODBOD5 5浓度继续下降，浓度继续下降，NONO3 3-N-N浓度大幅度下降，浓度大幅度下降，但磷的变化很小。但磷的变化很小。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，而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的浓度显著增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。速率下降。返回返回56A2/O工艺流程工艺流程
35、返回返回 A2/O合建式工艺中，厌氧、缺氧、好氧三段合建，中间通过隔墙与孔洞相连。厌氧段和缺氧段采用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，均采用水下搅拌器搅拌。第三、四、五廊道不分格为好氧段，采用鼓风曝气。57A2/O工艺影响因素工艺影响因素1.污水中可生物降解有机物的影响 2.污泥龄ts的影响 3.DO的影响 4.NS的影响 5.TKN/MLSS负荷率的影响（凯氏氮污泥负荷率的影响）6.R与RN的影响 返回返回583.改进的Bardenpho工艺59594.UCT工艺6060UCT工艺 A2/O
36、A2/O工艺回流污泥中的工艺回流污泥中的NO3-NNO3-N回流至厌氧段，干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放，回流至厌氧段，干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放，降低磷的去除率。降低磷的去除率。UCTUCT工艺（图工艺（图21-821-8）将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回的）将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回的NO3-NNO3-N在缺氧在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液一部分再回流至厌氧段，这样就避免了段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液一部分再回流至厌氧段，这样就避免了NO3-NNO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，提高了磷的去除率，也对脱氮没有影响，该工艺对厌氧段聚磷菌释磷的
37、干扰，提高了磷的去除率，也对脱氮没有影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于对氮和磷的去除率都大于70%70%。如果入流污水的如果入流污水的BOD5/TKNBOD5/TKN或或BOD5/TPBOD5/TP较低时，为了防止较低时，为了防止NO3-NNO3-N回流至厌氧段回流至厌氧段产生反硝化脱氮，发生反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性产生反硝化脱氮，发生反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性BOD5BOD5而降低除磷效果，此时就而降低除磷效果，此时就应采用应采用UCTUCT工艺。工艺。61MUCT工艺-1 MUCTMUCT工艺是工艺是UCTUCT工艺的改良工艺，其工艺流程如下图所示。工艺的改良工艺，其工艺流程如下图所
38、示。为了克服UCT工艺图二套混合液内回流交叉，导致缺氧段的水力停留时间不易控制的缺点，同时避免好氧段出流的一部分混合液中的DO经缺氧段进入厌氧段而干扰磷的释放，MUCT工艺将UCT工艺的缺氧段一分为二，使之形成二套独立的混合液内回流系统，从而有效的克服了UCT工艺的缺点。625.SBR工艺 SBR工艺是将除磷脱氮的各种反应，通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成。6363间歇式活性污泥法（间歇式活性污泥法（SBR法）法）n nSBR工艺流程及工作过程工艺流程及工作过程 n nSBR工艺的影响因素工艺的影响因素 返回返回64SBR工艺流程及工作过程返回返回65SBR工艺的影响因素工艺的影响因素
39、 n n易生物降解的基质浓度 n nNO3N对脱氮除磷的影响 n n运行时间和Do的影响 返回返回66MSBR工艺传统A2O工艺MSBR脱氮除磷工艺6767MSBR池平面图池平面图MSBR单元工作状态单元工作状态6868MSBR工艺概述工艺概述 MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)工艺是工艺是8080年年代初期发展起来的改良式代初期发展起来的改良式SBRSBR工艺，目前主要在北美和南工艺，目前主要在北美和南美应用，而在韩国汉城和我国深圳盐田污水处理厂也采用美应用，而在韩国汉城
40、和我国深圳盐田污水处理厂也采用该工艺。该工艺。MSBRMSBR工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程，它工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程，它是由是由A2/OA2/O系统与常规系统与常规SBRSBR系统串联组成，具有二者的全部系统串联组成，具有二者的全部优点。因而它具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的优点。因而它具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的功能，出水水质稳定。功能，出水水质稳定。特别是回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩区，特别是回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩区，浓缩后污泥经缺氧区再进入厌氧区，这样就大大减少了回浓缩后污泥经缺氧区再进入厌氧区，这样就大大减少了回流污泥中硝
41、酸盐进入厌氧区的量，也减少了流污泥中硝酸盐进入厌氧区的量，也减少了VFAVFA因回流而因回流而造成稀释，增加了厌氧区的实际停留时间，所以大大提高造成稀释，增加了厌氧区的实际停留时间，所以大大提高了除磷效率。了除磷效率。69MSBR工艺组成工艺组成MSBRMSBR工艺系统由三个主要部分组成其平面布置如上图所示。工艺系统由三个主要部分组成其平面布置如上图所示。1.A2/O1.A2/O：由厌氧区：由厌氧区缺氧区缺氧区好氧区好氧区组成。组成。2.2.污泥回流浓缩：由浓缩池污泥回流浓缩：由浓缩池缺氧区缺氧区组成。组成。3.3.二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的SBRSBR池。在
42、池。在SBRSBR池前段设置底部穿孔池前段设置底部穿孔挡板，使得挡板，使得SBRSBR池后段的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这池后段的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这样样SBRSBR池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，而非一般的沉淀池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，而非一般的沉淀作用。作用。返回返回70MSBR工艺原理工艺原理 原污水和回流污泥同时进入厌氧池原污水和回流污泥同时进入厌氧池搅拌混合，回流污泥中的聚磷菌利搅拌混合，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快速降解有机物在此进用原污水中的快速降解有机物在此进行充分释磷，然后其混合液由厌氧池行充分释磷，然后其混合液由厌氧池
43、进入缺氧池进入缺氧池，与好氧池，与好氧池来的含来的含大量大量NOXNOXNN的回流混合液搅拌混的回流混合液搅拌混合，进行反硝化脱氮，反硝化后的混合，进行反硝化脱氮，反硝化后的混合液流入好氧池合液流入好氧池，在此进行硝化、，在此进行硝化、有机物降解和聚磷菌超量吸磷。有机物降解和聚磷菌超量吸磷。经好氧池处理后，一部分混合液经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池至缺氧池，另一部分混合液进入，另一部分混合液进入SBR2SBR2池池，经沉淀后上清液排放。，经沉淀后上清液排放。此时另一边的此时另一边的SBR1SBR1池池进行搅拌、进行搅拌、曝气、预沉，起着反硝化、硝化、有曝气、预沉，起着反硝化、硝化、有机物
44、降解的作用，沉下的污泥作为回机物降解的作用，沉下的污泥作为回流污泥，首先进入浓缩池浓缩，其上流污泥，首先进入浓缩池浓缩，其上清液直接进入好氧池清液直接进入好氧池，而浓缩污泥，而浓缩污泥进入缺氧池进入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，减少污泥中的溶解氧，同时对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，同时对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流污泥中的硝酸盐浓度，使由降低回流污泥中的硝酸盐浓度，使由缺氧池缺氧池进入厌氧池进入厌氧池的回流污泥中的回流污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧池池中厌氧释磷提供了更为有利的条中厌氧释磷提供了更为有利的条件。件。71MSBR工艺运行方式工艺运行方
45、式-1 MSBRMSBR由由6 6个时段组成一个运行周期，而每个运行周期个时段组成一个运行周期，而每个运行周期由二个半运行周期组成，前由二个半运行周期组成，前3 3个时段（个时段（120min120min）组成第一个）组成第一个半运行周期，后半运行周期，后3 3个时段（个时段（120min120min）组成第二个半运行周期，）组成第二个半运行周期，在两个相邻的半周期内，除二个在两个相邻的半周期内，除二个SBRSBR池的运行方式不同外，池的运行方式不同外，其余各个单元的运行方式完全一样。其余各个单元的运行方式完全一样。原污水由单元原污水由单元厌氧区进入，流经单元厌氧区进入，流经单元缺氧区、单缺氧
46、区、单元元好氧区，在第一个半周期内从单元好氧区，在第一个半周期内从单元 SBR2SBR2出水。而出水。而在第二个半周期内原污水同样由单元在第二个半周期内原污水同样由单元进入，流经单元进入，流经单元、，出水则从单元，出水则从单元 SBR1SBR1出水。第一个半周期内，单元出水。第一个半周期内，单元 SBR2SBR2起沉淀作用，并从起沉淀作用，并从SBR-2SBR-2出水；而在第二个半周出水；而在第二个半周期内则是单元期内则是单元 SBR1SBR1起沉淀作用，并从起沉淀作用，并从SBR-1SBR-1池出水。池出水。MSBRMSBR系统的回流由污泥回流和混合液回流二部分组成，系统的回流由污泥回流和混
47、合液回流二部分组成，而污泥回流有浓缩污泥回流路径和上清液回流路径。其而污泥回流有浓缩污泥回流路径和上清液回流路径。其MSBRMSBR的运行状态和回流系统见图的运行状态和回流系统见图21-1221-12与表与表21-421-4。72MSBR工艺运行方式工艺运行方式-2表21-4 MSBR工艺运行方式 周期时段时间（min）MSBR各单元的工作状态MSBR的污泥回流MSBR的混合液回流途径MSBR的出水单元SBR1单元浓缩池单元缺氧池单元厌氧池单元缺氧池单元好氧池单元SBR2回 流种 类回 流途 径第一个半周期（120min）140搅拌浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀浓缩污泥回流1234561656单元S
48、BR-2出水上清液回流1261250曝气浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀浓缩污泥回流1234561656上清液回流1261330预沉浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀浓缩污泥回流无回流656上清液回流无回流第二个半周期（120min）440沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气搅拌浓缩污泥回流7234567656单元SBR-1出水上清液回流7267550沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气曝气浓缩污泥回流7234567656上清液回流7267630沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气预沉浓缩污泥回流无回流656上清液回流无回流73MSBR工艺主要设计参数工艺主要设计参数1.污泥龄ts=720d；以生物除磷为主ts应取较小值，以生物脱氮为主则ts应取
49、大值;2.平均混合液污泥浓度MLSS=22003000mg/L；3.水力停留时间t=1214h；4.池深3.506.00m，对缺氧池和厌氧池可达8.00m；5.混合液回流比1.31.5，浓缩污泥回流比0.30.5，活性污泥回流比1.31.5。74MSBR工艺特点工艺特点MSBRMSBR比常规比常规SBRSBR工艺具有以下特点：工艺具有以下特点：1 MSBR1 MSBR系统原污水从连续运行的单元系统原污水从连续运行的单元厌氧区进入，而不是厌氧区进入，而不是从常规从常规SBRSBR单元进水，这样将大部分好氧量从单元进水，这样将大部分好氧量从SBRSBR池转移池转移到连续运行的到连续运行的A2/OA
50、2/O系统的主曝气池中，从而将需氧量也系统的主曝气池中，从而将需氧量也转移到主曝气池中，改善了设备的利用率。转移到主曝气池中，改善了设备的利用率。2 MSBR2 MSBR系统原污水进入系统原污水进入A2/OA2/O系统，由于生化反应与反应物系统，由于生化反应与反应物的浓度有关，所以加速了厌氧反应速率、反硝化速率、的浓度有关，所以加速了厌氧反应速率、反硝化速率、BOD5BOD5降解速率和硝化反应速率，从而改善了系统的整体降解速率和硝化反应速率，从而改善了系统的整体处理效果，提高了出水水质。处理效果，提高了出水水质。3 MSBR3 MSBR具有最新的除磷工艺专利：回流污泥经浓缩区和缺氧具有最新的除