水處理工程（二）——生物化學(xué)處理：5 脫氮除磷法

1、Department of Environment and Safety Engineering厭氧生物處理回顧厭氧生物處理回顧4.14.1厭氧生物處理的基本原理厭氧生物處理的基本原理4.24.2厭氧生物處理的影響因素及工藝發(fā)展厭氧生物處理的影響因素及工藝發(fā)展4.34.3厭氧生物處理的工藝和設(shè)備厭氧生物處理的工藝和設(shè)備4.44.4厭氧消化過程動力學(xué)厭氧消化過程動力學(xué)Department of Environment and Safety Engineering5 5 廢水生物脫氮除磷廢水生物脫氮除磷5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 廢水廢水生物脫氮技術(shù)生物脫氮技術(shù)5.3 5.3 廢水生物

2、除磷與同步脫氮除磷技術(shù)廢水生物除磷與同步脫氮除磷技術(shù)Department of Environment and Safety Engineering興趣是最好的老師1 1、城市污水脫氮主要采用什么方法？、城市污水脫氮主要采用什么方法？2 2、什么是氨化反應(yīng)？和厭氧氨氧化有什么區(qū)別？、什么是氨化反應(yīng)？和厭氧氨氧化有什么區(qū)別？3 3、什么是硝化反應(yīng)？反硝化反應(yīng)？、什么是硝化反應(yīng)？反硝化反應(yīng)？4 4、生物除磷技術(shù)是利用了聚磷菌的什么特性？、生物除磷技術(shù)是利用了聚磷菌的什么特性？5 5、A/OA/O工藝各單元的功能是什么？工藝各單元的功能是什么？6 6、A/A/OA/A/O工藝各反應(yīng)器的名稱及其單元功

3、能是什么？工藝各反應(yīng)器的名稱及其單元功能是什么？7 7、為什么說、為什么說A/A/OA/A/O工藝不容易產(chǎn)生污泥膨脹？工藝不容易產(chǎn)生污泥膨脹？8 8、為什么說硝化反應(yīng)中混合液中有機物含量不應(yīng)過、為什么說硝化反應(yīng)中混合液中有機物含量不應(yīng)過高？高？Department of Environment and Safety Engineering（1）氮、磷引起富營養(yǎng)化；（2）生物脫氮除磷經(jīng)濟 5.1 概述Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineering銅色微

4、囊藻曲魚腥藻Department of Environment and Safety Engineering106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H(+痕量元素和能量） P P R RC106H263O110N16P+138O2生產(chǎn)生產(chǎn)1 kg1 kg藻類需要消耗碳藻類需要消耗碳358 g358 g、氧、氧496 g496 g、氮、氮63 g63 g、磷、磷9 g9 g，磷是最小限制因素。，磷是最小限制因素。1 1磷可刺激磷可刺激100100藻生長藻生長, ,赤赤潮海域無機磷超標潮海域無機磷超標。Department of Environment and Safety E

5、ngineering化學(xué)法除氮：（1）吹脫法（2）折點加氯法（3）離子交換法化學(xué)法除磷：沉淀法Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineering5.2 廢水生物脫氮技術(shù)5

6、.2.1 生物脫氮原理5.2.2 生物脫氮工藝Department of Environment and Safety Engineering5.1.1 生物脫氮原理污水中氮的存在形式主要以污水中氮的存在形式主要以有機氮和氨氮有機氮和氨氮的的形式存在，通常只含有少量或沒有亞硝酸鹽形式存在，通常只含有少量或沒有亞硝酸鹽和硝酸鹽形態(tài)的氮。和硝酸鹽形態(tài)的氮。v傳統(tǒng)的廢水生物處理去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的傳統(tǒng)的廢水生物處理去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物有機污染物v對氨、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，只能去除細菌細胞生理需要攝對氨、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，只能去除細菌細胞生理需要攝取的部分！取的部分！v活性污泥理想的營

7、養(yǎng)平衡式為活性污泥理想的營養(yǎng)平衡式為BOD:N:P=100:5:1BOD:N:P=100:5:1v氮的去除率為氮的去除率為20%40%20%40%，磷的去除率僅為，磷的去除率僅為5%20%5%20%Department of Environment and Safety Engineering氮在水中的存在形態(tài)與分類N N無機無機N NNONOx x- -N-N( (硝態(tài)氮硝態(tài)氮)T K NT K N（凱氏氮）（凱氏氮）總總N N(TN)(TN)NHNH3 3-N-NNONO3 3-N-NNONO2 2- -N N有機有機N N （尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)）（尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)）Departme

8、nt of Environment and Safety Engineering氨化反應(yīng)硝化反應(yīng)反硝化反應(yīng)生物脫氮自然界中存在氮循環(huán)的自然現(xiàn)象有機氮有機氮氨態(tài)氮氨態(tài)氮硝酸氮硝酸氮氮氣氮氣以下重點介紹Department of Environment and Safety Engineering（1）氨化反應(yīng)生物脫氮原理在未經(jīng)處理的新鮮廢水中有機氮有機氮氨態(tài)氮氨態(tài)氮蛋白質(zhì)、尿素、胺類化合物、蛋白質(zhì)、尿素、胺類化合物、硝基化合物以及氨基酸等硝基化合物以及氨基酸等NHNH3 3及及NHNH4 4等等氨化菌氨化菌( (水解、氧化水解、氧化) )氨化反應(yīng)氨化反應(yīng) 無論在好氧還是厭氧條件下 ，中性、堿性

9、還是酸性環(huán)境中都能進行 ，只是作用的微生物不同、作用的強弱不同?；钚晕勰嗪蜕锬は到y(tǒng)內(nèi)能夠比較完全地完成氨化反應(yīng).Department of Environment and Safety Engineering微生物分解有機含氮化合物是由分泌在體外的水解酶將大分子水解成小分子。1、蛋白質(zhì)被分解時，先由分泌至胞外的蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成氨基酸。2、核酸被分解時,由核酸水解酶降解為氨基酸、磷酸、尿素和氨3、尿素再由脲酶分解為氨和二氧化碳Department of Environment and Safety Engineering氨基酸可進入微生物細胞，作為微生物的氮源及碳源。它在微生物體內(nèi)或體外被

10、分解時，以脫氨基的方式產(chǎn)生氨。如 水解脫氨還原脫氨氧化脫氨Department of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理以氨基酸為例：COOHRCHNH2322NHCORCOOHO32NHRCOOHOH32NHRCOOHH氧化脫氨基氧化脫氨基水解脫氨基水解脫氨基還原脫氨基還原脫氨基Department of Environment and Safety Engineering（2）硝化反應(yīng)生物脫氮原理-反應(yīng)過程反應(yīng)過程氨態(tài)氮氨態(tài)氮NH3及NH4+等硝酸鹽氮硝酸鹽氮NO3-N1g1g氨氮氧化需氧氨氮氧化需氧4.57g4.57gNO2-N亞硝酸鹽氮亞硝

11、化菌硝化菌需氧3.43g需氧1.14g在硝化反應(yīng)中，還有在硝化反應(yīng)中，還有H H+ +釋放釋放OHHNOONH222425 . 1kJ276kJNOONO27.7221322HOHNOONH222324kJ351Department of Environment and Safety Engineering氮的氧化還原態(tài)-銨離子NH4+- 羥胺NH2OH0+ 硝?；鵑OH+ 亞硝酸鹽NO2-+ 硝酸鹽NO3-Nutrisimonas亞硝化菌Nitrobacter硝化菌硝化反應(yīng)過程中氮的轉(zhuǎn)化及價態(tài)的變化Department of Environment and Safety Engineerin

12、g 項 目亞硝化菌硝化菌細胞形狀橢球或棒狀橢球或棒狀細胞尺寸（m）11.50.51.0革蘭氏染色陰性陰性世代期（h）8361259自養(yǎng)性專性兼性需氧性嚴格好氧嚴格好氧最大比增長速率mh-10.040.080.020.06產(chǎn)率系數(shù)Y(mg細胞/基質(zhì)mg)0.040.130.020.07飽和常數(shù)K（mg/L）0.63.60.31.7亞硝化菌和硝化菌的基本特征Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理-環(huán)境條件l硝化菌為硝化菌為化能自養(yǎng)菌化

13、能自養(yǎng)菌，廣泛存活在土壤中廣泛存活在土壤中好氧條件氧是硝化反應(yīng)的電子受體，反應(yīng)器內(nèi)溶解氧含量的高低，必將影響硝化反應(yīng)的進程，實驗結(jié)果證實，在硝化反應(yīng)的曝氣池內(nèi)，溶解氧含量不得低于1mgL。從CO2獲取C源，從無機物的氧化中獲取能量溶解氧溶解氧pHpH值值營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)水溫水溫活性污泥活性污泥有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)（2）硝化反應(yīng)環(huán)境條件環(huán)境條件Department of Environment and Safety EngineeringpHpH值的值的影響影響在在硝化反應(yīng)過程中，釋放硝化反應(yīng)過程中，釋放H H+ +離子，使離子，使pHpH值下降，硝化菌對值下降，硝化菌對pHpH值的變化十分敏感，為

14、了保持適宜的值的變化十分敏感，為了保持適宜的pHpH值，應(yīng)當在廢水值，應(yīng)當在廢水中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)中保持足夠的堿度，以調(diào)節(jié)pHpH值的變化，值的變化，1g1g氨態(tài)氮（以氨態(tài)氮（以N N計）計）完全硝化，需堿度（以完全硝化，需堿度（以CaCOCaCO3 3計）計）7.14g7.14g。對硝化菌的適宜對硝化菌的適宜的的pHpH值為值為8.0-8.48.0-8.4。環(huán)境條件溶解氧溶解氧pHpH值值營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)水溫水溫活性污泥活性污泥有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)Department of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理混合液中有機物含量不應(yīng)過高混合液中有

15、機物含量不應(yīng)過高，BODBOD5 5應(yīng)在應(yīng)在1520mg1520mgL L以下以下硝化菌是自養(yǎng)型菌，有機基質(zhì)濃度并不是它的增硝化菌是自養(yǎng)型菌，有機基質(zhì)濃度并不是它的增殖限制因素，若殖限制因素，若BODBOD值過高，將使增殖速度較高值過高，將使增殖速度較高的異養(yǎng)型細菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為的異養(yǎng)型細菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)占種屬。優(yōu)占種屬。環(huán)境條件溶解氧溶解氧pHpH值值營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)水溫水溫活性污泥活性污泥有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)硝化反應(yīng)的硝化反應(yīng)的適宜溫度適宜溫度是是20302030，1515以下時，以下時，硝化反應(yīng)速度下降，硝化反應(yīng)速度下降，55時完全停止。時完全停止。Depa

16、rtment of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間，即生物固體平均硝化菌在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間，即生物固體平均停留時間停留時間( (污泥齡污泥齡) () (c c) ) N N （一般大于（一般大于1015d1015d），）， ，必須大于其最小的世代時間，必須大于其最小的世代時間( (c c) )minmin N N ， 否則將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡。否則將使硝化菌從系統(tǒng)中流失殆盡。一般對一般對( (c c) ) N N的取值應(yīng)為硝化菌最小世代時間的的取值應(yīng)為硝化菌最小世代時間的2 2倍以倍以上，即安全系數(shù)應(yīng)大于上，即

17、安全系數(shù)應(yīng)大于2 2。硝化菌的最小世代時間在適。硝化菌的最小世代時間在適宜溫度條件下為宜溫度條件下為3d3d，因此，因此( (c c) ) N N值為值為6d6d，最高可以到，最高可以到10d10d。 ( (c c) ) N N值與溫度密切相關(guān)，溫度低，值與溫度密切相關(guān)，溫度低， ( (c c) ) N N取值應(yīng)相應(yīng)明顯提高。取值應(yīng)相應(yīng)明顯提高。環(huán)境條件溶解氧溶解氧pHpH值值營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)水溫水溫活性污泥活性污泥有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)除重金屬外，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有：除重金屬外，對硝化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有：高濃度的高濃度的NHNH4 4-N-N、高濃度的、高濃度的NONO- -

18、X X-N-N、高濃度的有機基質(zhì)、高濃度的有機基質(zhì)以及絡(luò)合陽離子等。以及絡(luò)合陽離子等。Department of Environment and Safety Engineering（3）反硝化反應(yīng)生物脫氮原理-反應(yīng)過程和反硝化菌硝酸氮NO3-NNO2-N亞硝酸氮氮氣(主要過程)有機氮化合物反硝化菌異化反硝化(細菌組成部分)同化反硝化異養(yǎng)型兼性菌Department of Environment and Safety Engineering總的反硝化過程可以用以下方程式表示：總的反硝化過程可以用以下方程式表示：2 NO2 NO3 3 + 10 e + 10 e + 12 H + 12 H+ +

19、 N N2 2 + 6 H + 6 H2 2O, GO, G0 0 = = 333 333 kJ/molkJ/mol其中包括以下四個還原反應(yīng)：其中包括以下四個還原反應(yīng)：硝酸鹽（硝酸鹽（NONO3 3）還原為亞硝酸鹽（）還原為亞硝酸鹽（NONO2 2）：）：2 NO2 NO3 3 + 4 H + 4 H+ + + 4 e + 4 e 2 NO 2 NO2 2 + 2 H + 2 H2 2O O亞硝酸鹽（亞硝酸鹽（NONO2 2）還原為一氧化氮（）還原為一氧化氮（NONO）：）：2 NO2 NO2 2 + 4 H + 4 H+ + + 2 e + 2 e 2 NO + 2 H 2 NO + 2 H

20、2 2O O一氧化氮（一氧化氮（NONO）還原為一氧化二氮（）還原為一氧化二氮（N N2 2O O）：）：2 NO + 2 H2 NO + 2 H+ + + 2 e + 2 e N N2 2O + HO + H2 2O O一氧化二氮（一氧化二氮（N N2 2O O）還原為氮氣（）還原為氮氣（N N2 2）：）：N N2 2O + 2 HO + 2 H+ + + 2 e + 2 e N N2 2 + H+ H2 2O ODepartment of Environment and Safety Engineering（3）反硝化反應(yīng)生物脫氮原理-影響因素碳源在厭氧條件下，以在厭氧條件下，以NONO

21、3 3- -N-N為電子受體，以有機碳為電子為電子受體，以有機碳為電子供體供體生物學(xué)特性：反硝化菌為生物學(xué)特性：反硝化菌為異養(yǎng)型兼性菌異養(yǎng)型兼性菌l能為反硝化菌所利用的碳源較多，從廢水生物脫氮考能為反硝化菌所利用的碳源較多，從廢水生物脫氮考慮，有下列二類：慮，有下列二類：一是原廢水中一是原廢水中所含碳源；所含碳源；535TNBODDepartment of Environment and Safety EngineeringOHOHCONOHCHNO2223367652165OHOHCONOHCHNO2223221212121l二是外加碳源二是外加碳源，多采用甲醇，多采用甲醇(CH(CH3 3

22、OH)OH)，因為甲醇被分解，因為甲醇被分解后的產(chǎn)物為后的產(chǎn)物為COCO2 2、H H2 2O O，不留任何難降解的中間產(chǎn)物。，不留任何難降解的中間產(chǎn)物。對反硝化反應(yīng)最適宜的對反硝化反應(yīng)最適宜的pHpH值是值是6.5-7.56.5-7.5pHpH值高于值高于8 8低于低于6 6，反硝化速率將大為下降。，反硝化速率將大為下降。Department of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理溶解氧應(yīng)控制在溶解氧應(yīng)控制在0.5mg0.5mgL L以下以下v反硝化菌屬異養(yǎng)兼性菌，在無分子氧同時存在硝酸和反硝化菌屬異養(yǎng)兼性菌，在無分子氧同時存在硝酸和亞硝酸離子

23、的條件下，它們能夠利用這些離子中的氧進亞硝酸離子的條件下，它們能夠利用這些離子中的氧進行呼吸，使硝酸鹽還原。行呼吸，使硝酸鹽還原。如果如果DODO較高，反硝化菌利用氧較高，反硝化菌利用氧進行呼吸，氧成為電子受體，阻礙進行呼吸，氧成為電子受體，阻礙NONO3 3- -O O成為電子受體而成為電子受體而使使N N難還原成難還原成N N2 2。v另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在另一方面，反硝化菌體內(nèi)的某些酶系統(tǒng)組分，只有在有氧條件下，才能夠合成。這樣，有氧條件下，才能夠合成。這樣，反硝化反應(yīng)宜于在反硝化反應(yīng)宜于在厭厭氧、好氧條件交替氧、好氧條件交替的條件下進行的條件下進行。Depart

24、ment of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是反硝化反應(yīng)的最適宜溫度是35-4535-45，低于，低于1515反硝化反應(yīng)速率降低。反硝化反應(yīng)速率降低。在冬季低溫季節(jié)，可采用如下措施：在冬季低溫季節(jié)，可采用如下措施：v提高生物固體平均停留時間；提高生物固體平均停留時間；v降低負荷；降低負荷；v提高廢水的水力停留時間。提高廢水的水力停留時間。Department of Environment and Safety EngineeringDepartment of Environment and Safety Engineer

25、ing（4）脫氮新理論生物脫氮原理短程硝化短程硝化- -反硝化反硝化把兩個反應(yīng)過程分開把兩個反應(yīng)過程分開OHHNOONH222425 . 1OHNHHNO22225 . 0 3關(guān)鍵點關(guān)鍵點：對于反硝化菌，對于反硝化菌，NONO3 3N N， NONO2 2N N都可做電子都可做電子受體，受體，控制硝化反應(yīng)停止在亞硝化階段控制硝化反應(yīng)停止在亞硝化階段研究結(jié)果研究結(jié)果：控制較高的溫度（：控制較高的溫度（25352535），較低的溶），較低的溶解氧和較高的解氧和較高的pHpH值和極短的污泥齡條件值和極短的污泥齡條件Department of Environment and Safety Engine

26、ering（1）氧化過程縮短，可節(jié)省氧的供應(yīng)量，降低能耗降低能耗；（2）反硝化過程的縮短，可減少投加有機碳源減少投加有機碳源，節(jié)約運行費用，同時提高TN去除率；（3）亞硝酸反硝化，其硝化速率要快于硝酸的反硝化，使反應(yīng)時間縮短，反應(yīng)器容積可減小反應(yīng)器容積可減??；（4）硝化與反硝化在同一反應(yīng)器內(nèi)進行，減少投堿減少投堿量量。優(yōu)勢：Department of Environment and Safety Engineering短程硝化反硝化技術(shù)流程（廣州貝龍環(huán)保） Department of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理厭氧氨氧化厭氧氨氧化 ANAM

27、MOXANAMMOX（anaerobic ammonium anaerobic ammonium oxidationoxidation ）工藝）工藝基本原理：在厭氧條件下，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為基本原理：在厭氧條件下，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體，將氨氮氧化成氮氣，或者說利用氨作為電電子受體，將氨氮氧化成氮氣，或者說利用氨作為電子供體，將亞硝酸鹽或硝酸鹽還原成氮氣子供體，將亞硝酸鹽或硝酸鹽還原成氮氣OHNNONH22242molNHkJG/358HOHNNONH294352234molNHkJG/297G0G0反應(yīng)能夠自發(fā)進行，理論上可以提供能量反應(yīng)能夠自發(fā)進行，理論上可以提供能量供微生物增

28、長供微生物增長Department of Environment and Safety Engineering優(yōu)勢：由于厭氧氨氧化過程是自養(yǎng)的，因此不需要另加碳源來支持反硝化作用，與常規(guī)脫氮工藝相比可節(jié)約100%的碳源。問題：由于亞硝酸根含量在大部分污水是不夠顯著的，所以anammox技術(shù)要結(jié)合其他技術(shù)來使用Department of Environment and Safety Engineering生物脫氮原理亞硝酸型完全自養(yǎng)脫氮亞硝酸型完全自養(yǎng)脫氮 CANONCANON（Completely Autotrophic Nitrogen-removal Over NitriteComplet

29、ely Autotrophic Nitrogen-removal Over Nitrite）工藝工藝基本原理：基本原理：先將氨氮部分氧化成亞硝酸鹽氮，控制先將氨氮部分氧化成亞硝酸鹽氮，控制NHNH4 4+ +與與NONO2 2- -比例為比例為1:11:1，然后通過厭氧氨氧化作為反硝，然后通過厭氧氨氧化作為反硝化實現(xiàn)脫氮的目的?；瘜崿F(xiàn)脫氮的目的。OHHNOONH22245 . 05 . 075. 05 . 0OHNNONH222425 . 05 . 05 . 0自養(yǎng)的好氧亞硝化反應(yīng)結(jié)合自養(yǎng)的厭氧氨氧化反應(yīng)，自養(yǎng)的好氧亞硝化反應(yīng)結(jié)合自養(yǎng)的厭氧氨氧化反應(yīng)，無需有機碳源，對氧的消耗比傳統(tǒng)的硝化無需有

30、機碳源，對氧的消耗比傳統(tǒng)的硝化/ /反硝化減反硝化減少少62.5%62.5%，同時減少堿消耗量和污泥生成量，同時減少堿消耗量和污泥生成量Department of Environment and Safety Engineering巴茨(Barth)開創(chuàng)5.1.2 生物脫氮工藝（1）活性污泥法脫氮傳統(tǒng)工藝三級活性污泥法流程氨化、硝化、反硝化三項反應(yīng)過程氨化、硝化、反硝化三項反應(yīng)過程氨化，使有機氮轉(zhuǎn)化為NH3、NH4，去除BOD、COD。BOD5值可降至1520mg/l左右硝化曝氣池，NH3-N及NH4-N在這里氧化為NO-3-N，投堿以防止pH值下降。反硝化反應(yīng)器，采取厭氧缺氧交替運行方式。作

31、為碳源，可投加CH3OH(甲醇)，也可以引入原廢水Department of Environment and Safety Engineering優(yōu)點：氨化、硝化、反硝化反應(yīng)分別在各自的反應(yīng)器內(nèi)進行，各自回流污泥，反應(yīng)進行速度快且徹底缺點：處理設(shè)備多，造價高，管理麻煩活性污泥法脫氮傳統(tǒng)工藝特點：Department of Environment and Safety Engineering兩級生物脫氮工藝：BODBOD去除和硝化兩個反應(yīng)過程放在去除和硝化兩個反應(yīng)過程放在一起一起Department of Environment and Safety Engineering反硝化反應(yīng)器BOD去除

32、，硝化反應(yīng)反應(yīng)器（好氧）原廢水（缺氧）（回流污泥）沉淀池（剩余污泥）內(nèi)循環(huán)（硝化液回流）堿2N（2 2）缺氧）缺氧好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)8080年代初期開創(chuàng)年代初期開創(chuàng), ,目前采用廣泛目前采用廣泛“ “前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)” A/OA/O法脫氮（法脫氮（A A1 1-O-O法）法）特征反硝化反應(yīng)器在前，BOD去除、硝化二項反應(yīng)的綜合反應(yīng)器在后反硝化反應(yīng)以原廢水中的有機物為碳源硝化反應(yīng)器內(nèi)的含有大量硝酸鹽的硝化液回流反硝化反應(yīng)器，進行反硝化脫氮反應(yīng)在反硝化反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的堿度可補償硝化反應(yīng)消耗的堿度的一半左右硝化曝氣池在后，使反硝化殘留的有機

33、污染物得以進一步去除，勿需增建后曝氣池。本系統(tǒng)流程簡單，勿需外加碳源，建設(shè)費用與運行費用均較低Department of Environment and Safety Engineering反硝化反應(yīng)器BOD去除，硝化反應(yīng)反應(yīng)器（好氧）原廢水（缺氧）（回流污泥）沉淀池（剩余污泥）內(nèi)循環(huán)（硝化液回流）堿2N“前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)” A/OA/O法脫氮法脫氮(A(A1 1-O-O法法) )缺點缺點處理水來自硝化反應(yīng)器，含有一定濃度的硝酸氮，如沉淀池運行不當，不及時排泥，在池內(nèi)能夠產(chǎn)生反硝化反應(yīng)使污泥上浮欲提高脫氮率，必須加大內(nèi)循環(huán)比(RN)，導(dǎo)致：一是運行費用增高；二是

34、內(nèi)循環(huán)液帶入大量的溶解氧，影響反硝化進程本系統(tǒng)的脫氮率一般在85以下Department of Environment and Safety EngineeringA/O工藝特點v反硝化產(chǎn)生堿度補充硝化反應(yīng)之需，約可補償硝化反硝化產(chǎn)生堿度補充硝化反應(yīng)之需，約可補償硝化反應(yīng)中所消耗堿度的反應(yīng)中所消耗堿度的50%50%左右；左右；v利用原污水中的有機物，無需外加碳源；利用原污水中的有機物，無需外加碳源；v利用硝酸鹽作為電子受體處理進水中有機物，不僅利用硝酸鹽作為電子受體處理進水中有機物，不僅可以節(jié)省后續(xù)曝氣量，而且反硝化菌對碳源的利用更可以節(jié)省后續(xù)曝氣量，而且反硝化菌對碳源的利用更廣泛，甚至包括難

35、降解有機物；廣泛，甚至包括難降解有機物；v前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)的污泥膨脹；前置缺氧池可以有效控制系統(tǒng)的污泥膨脹；v由于出水中仍有一定濃度的硝酸鹽，在二沉池中，由于出水中仍有一定濃度的硝酸鹽，在二沉池中，有可能進行反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，影響出水水有可能進行反硝化反應(yīng)，造成污泥上浮，影響出水水質(zhì)。質(zhì)。Department of Environment and Safety Engineering影響因素與主要參數(shù)vHRTHRT是影響處理效果和反應(yīng)器規(guī)模、尺寸的重要參數(shù)。是影響處理效果和反應(yīng)器規(guī)模、尺寸的重要參數(shù)。v經(jīng)驗：脫氮效果與反應(yīng)時間呈線性關(guān)系，在硝化與反經(jīng)驗：脫氮效果與反應(yīng)時間呈線

36、性關(guān)系，在硝化與反硝化二項反應(yīng)中，硝化反應(yīng)需時長。對城市廢水脫氮系硝化二項反應(yīng)中，硝化反應(yīng)需時長。對城市廢水脫氮系統(tǒng)，統(tǒng)，硝化與反硝化之比大體為硝化與反硝化之比大體為2:12:1，具體時間則為，具體時間則為4.8h:2.4h4.8h:2.4h。v總之，在本系統(tǒng)中，硝化與反硝化時間之比介于總之，在本系統(tǒng)中，硝化與反硝化時間之比介于2:12:15:15:1之間。之間。水力停留時間水力停留時間(t)(t)Department of Environment and Safety Engineering內(nèi)循環(huán)回流比的取值與要求達到的脫氮效果以及反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)回流比的取值與要求達到的脫氮效果以及反應(yīng)器的類型

37、有關(guān)。的類型有關(guān)。對活性污泥法，取值不低于對活性污泥法，取值不低于200%200%。最佳回。最佳回流比應(yīng)當通過試驗確定或?qū)\行數(shù)據(jù)加以歸納分析確定。流比應(yīng)當通過試驗確定或?qū)\行數(shù)據(jù)加以歸納分析確定。回流比回流比(R)(R)c c應(yīng)取值較大，以保證在反應(yīng)器內(nèi)保持一定濃度的應(yīng)取值較大，以保證在反應(yīng)器內(nèi)保持一定濃度的硝化菌。經(jīng)證實，此值應(yīng)在硝化菌。經(jīng)證實，此值應(yīng)在30d30d以上。以上。生物固體平均停留時間生物固體平均停留時間( (活泥齡活泥齡)()(cc) )Department of Environment and Safety EngineeringMLSSMLSS一般應(yīng)高于一般應(yīng)高于3000

38、mg3000mgL L，當，當MLSSMLSS值低于值低于3000mg3000mgL L時，反應(yīng)速度將迅速下降。時，反應(yīng)速度將迅速下降。試驗證實，當試驗證實，當MLSSMLSS值高于值高于3000mg3000mgL L時，溫度對反應(yīng)時，溫度對反應(yīng)速度的影響很大，速度的影響很大，MLSSMLSS值低時，其影響較小。值低時，其影響較小?；旌弦簯腋」腆w濃度混合液懸浮固體濃度(MLSS)(MLSS)負荷率負荷率氮負荷率也是影響本工藝脫氮效果的重要參數(shù)。負荷高氮負荷率也是影響本工藝脫氮效果的重要參數(shù)。負荷高會使其轉(zhuǎn)化率不完全，影響脫氮效果。生物脫氮會使其轉(zhuǎn)化率不完全，影響脫氮效果。生物脫氮有濃有濃度界限

39、度界限vNHNH3 3-N-N負荷率負荷率350g10COD/TN10時，時，NONO3 3-N -N 對生物除磷的對生物除磷的影響就減弱了。影響就減弱了。8TNCODDepartment of Environment and Safety Engineering5.2.1生物除磷工藝（1）弗斯特利普除磷工藝（Phostrip）：1972年開創(chuàng)，生物除磷和化學(xué)除磷相結(jié)合，除磷效果好Department of Environment and Safety Engineering （1 1）曝氣池：）曝氣池：含磷污水進入，同時還有由除磷池回流的已經(jīng)釋放磷含磷污水進入，同時還有由除磷池回流的已經(jīng)釋放

40、磷但含有聚磷菌的污泥。但含有聚磷菌的污泥。使聚磷菌過量攝取磷，去除有機物（使聚磷菌過量攝取磷，去除有機物（BODBOD和和CODCOD），可能還有一定的硝化作用），可能還有一定的硝化作用 （2 2）沉淀池（）沉淀池（）：泥水分離，：泥水分離，含磷污泥沉淀含磷污泥沉淀，已除磷的上清液作，已除磷的上清液作為處理水排放為處理水排放。Department of Environment and Safety Engineering（3 3）除磷池：）除磷池：保持厭氧狀態(tài)，保持厭氧狀態(tài)，DO0,NODO0,NOX X- - 0, 0,含磷污泥在這里釋放含磷污泥在這里釋放磷磷，并投加沖洗水，使磷充分釋放，已

41、釋放磷的污泥沉淀于池底，并，并投加沖洗水，使磷充分釋放，已釋放磷的污泥沉淀于池底，并回流曝氣池，再次用于吸收污水中的磷。上清液從上部流出進入混合回流曝氣池，再次用于吸收污水中的磷。上清液從上部流出進入混合池池 。（4 4）混合池：）混合池：含磷上清液進入，同步投加石灰乳，經(jīng)混合后進入攪含磷上清液進入，同步投加石灰乳，經(jīng)混合后進入攪拌反應(yīng)池，磷與石灰反應(yīng)，形成拌反應(yīng)池，磷與石灰反應(yīng)，形成固體磷酸鈣?；瘜W(xué)法除磷固體磷酸鈣?；瘜W(xué)法除磷。（5 5）沉淀池（）沉淀池（ ）：混凝沉淀，磷酸鈣沉淀分離混凝沉淀，磷酸鈣沉淀分離，除磷上清液回，除磷上清液回流曝氣池，含有大量磷酸鈣的污泥排出流曝氣池，含有大量磷酸

42、鈣的污泥排出 ，適宜作肥料。，適宜作肥料。Department of Environment and Safety Engineering該工藝特征：該工藝特征：（1 1）生物除磷和化學(xué)除磷結(jié)合，效果良好，出水含磷低于）生物除磷和化學(xué)除磷結(jié)合，效果良好，出水含磷低于1mg/L;1mg/L;（2 2）污泥回流經(jīng)過除磷池，污泥中含磷約）污泥回流經(jīng)過除磷池，污泥中含磷約2.1%7.1%2.1%7.1%，較高。，較高。（3 3）石灰用量）石灰用量2131.8mgCa(OH)2131.8mgCa(OH)2 2/m/m3 3污水，比較低。污水，比較低。（4 4）SVI100SVI100，污泥易沉淀，濃縮，

43、脫水，肥分高，污泥不膨脹。，污泥易沉淀，濃縮，脫水，肥分高，污泥不膨脹。（5 5）可以根據(jù)）可以根據(jù)BOD/PBOD/P的比值來靈活調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥量的比的比值來靈活調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥量的比例；例；（6 6）流程復(fù)雜，運行管理麻煩，投加石灰乳運行費用有所提高。）流程復(fù)雜，運行管理麻煩，投加石灰乳運行費用有所提高。建設(shè)費用也高。建設(shè)費用也高。（7 7）沉淀池（）沉淀池（）底部可能形成缺氧狀態(tài)，產(chǎn)生釋放磷的現(xiàn)象。）底部可能形成缺氧狀態(tài)，產(chǎn)生釋放磷的現(xiàn)象。應(yīng)及時排泥或回流。應(yīng)及時排泥或回流。Department of Environment and Safety Engineering釋放

44、磷曝氣池BOD去除，吸收磷原廢水（厭氧）回流污泥（含磷污泥）沉淀池（剩余污泥）（好氧）處理水含磷污泥用作肥料（2）厭氧-好氧除磷工藝：A-O法 Department of Environment and Safety Engineering（1 1）反應(yīng)器內(nèi)停留時間短，一般）反應(yīng)器內(nèi)停留時間短，一般3h6h;3h6h;（2 2）曝氣池內(nèi)污泥濃度一般在）曝氣池內(nèi)污泥濃度一般在27003000mg/L27003000mg/L之間，溶解氧維持之間，溶解氧維持在在2mg/L2mg/L以上，以上，pHpH值控制在值控制在7878之間；之間；（3 3）BODBOD去除率與一般的活性污泥法相同，磷的去除率較

45、好，處去除率與一般的活性污泥法相同，磷的去除率較好，處理出水一般含磷低于理出水一般含磷低于1.0mg/L1.0mg/L（BODBOD5 5：P P1010：1 1），去除率大致），去除率大致76%76%左右。左右。（4 4）沉淀污泥含磷）沉淀污泥含磷4%4%左右，污泥肥效好。左右，污泥肥效好。（5 5）混合液）混合液SVI100SVI100，易沉淀，不膨脹。，易沉淀，不膨脹。不足：除磷效率難以進一步提高不足：除磷效率難以進一步提高厭氧-好氧除磷工藝特征特征：Department of Environment and Safety Engineering5.2.2生物同步脫氮除磷工藝（1）巴登福(Bardenpho)同步脫氮除磷工藝（2）A2O工藝（3）氧化溝工藝（4）SBR工藝Department of Environment and Safety Engineering進水（1 1）巴登福）巴登福( (BardenphoBardenpho) )同步脫氮除磷工藝同步脫氮除磷工藝厭氧反應(yīng)器反硝化脫氮；其次是污泥釋放磷，硝態(tài)氮通過內(nèi)循環(huán)來自第一好氧反應(yīng)器，污泥則是沉淀池回流的去除BOD；硝化，由于BOD濃度還較高，因此，硝化程度較低；吸收磷，由于NOX未能有效的去除，因此，磷吸收效果不高。第二厭氧反應(yīng)器的功能同第一