污水脫氮除磷處理技術(shù)2009杭州講座

污水脫氮除磷處理技術(shù)2009杭州講座第一頁，共118頁。內(nèi)容工藝發(fā)展的動(dòng)力水體富營養(yǎng)化除磷脫氮基本原理及工藝除磷脫氮影響因素可持續(xù)發(fā)展的除磷脫氮工藝第二頁，共118頁。一、工藝發(fā)展的動(dòng)力1、水質(zhì)處理目標(biāo)的推動(dòng)處理BOD，解決黑臭問題。典型工藝

回流污泥初沉池曝氣池二沉池剩余污泥第三頁，共118頁。處理BOD和N。典型工藝：缺氧/好氧工藝（A/O）

回流污泥預(yù)處理

AO沉淀池剩余污泥第四頁，共118頁。處理BOD和除磷脫氮，解決富營養(yǎng)化問題典型工藝：厭氧/缺氧/好氧工藝（A/A/O）

回流污泥預(yù)處理A沉淀池剩余污泥AO第五頁，共118頁。處理有毒有害物質(zhì)深度處理（活性炭吸附、高級(jí)氧化、膜技術(shù)等）有待進(jìn)一步研究經(jīng)濟(jì)可行的深度處理技術(shù)第六頁，共118頁。一、工藝發(fā)展的動(dòng)力2、機(jī)械曝氣設(shè)備發(fā)展了氧化溝工藝3、SBR—自動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展4、連續(xù)流和SBR相結(jié)合的工藝—MSBR

節(jié)省土地和能耗第七頁，共118頁。二、水體富營養(yǎng)化第八頁，共118頁。富營養(yǎng)化湖泊有四個(gè)自然發(fā)展階段，所有湖泊都會(huì)經(jīng)歷富營養(yǎng)化。OligotrophicMesotrophicEutrophicSenescent（貧營養(yǎng)）（中營養(yǎng)）（富營養(yǎng)）（老化）深、清、冷，

貧營養(yǎng),很少水生生物營養(yǎng)物和底泥開始積累，水生生物種類增加

富營養(yǎng)，水深相對(duì)較淺，水溫溫暖，較多植物和水生生物生長，時(shí)有藻類爆發(fā)湖泊的老年，水深v很淺，有根植物過度生長。第九頁，共118頁。富營養(yǎng)化湖泊的自然富營養(yǎng)化過程往往要幾千年，但人類活動(dòng)縮短了這一進(jìn)程。第十頁，共118頁。營養(yǎng)狀況葉綠素a(g/L)透明度（m）總磷（mg/L）總氮（mg/L）COD（mg/L）浮游藻類優(yōu)勢種群極度貧營養(yǎng)0.1015.00.00090.020.24__重貧營養(yǎng)0.268.00.0020.040.48__貧營養(yǎng)0.664.40.00460.080.96金藻綱貧中營養(yǎng)1.602.40.010.161.80隱藻綱中營養(yǎng)4.101.30.0230.313.60甲藻綱中富營養(yǎng)10.000.730.050.657.10硅藻綱富營養(yǎng)26.000.400.111.2014.0硅、藍(lán)藻綱重富營養(yǎng)64.000.220.252.3027.0藍(lán)、綠藻綱極度中富營養(yǎng)160.000.120.5554.6054.0異常性生物2、湖泊營養(yǎng)類型第十一頁，共118頁。第十二頁，共118頁。1、水體富營養(yǎng)化水生生態(tài)受破壞，少數(shù)生物種群增殖水體發(fā)臭、藍(lán)綠藻、魚腥藻等生長導(dǎo)致水質(zhì)變差水的透明度減低（影響旅游業(yè)和人畜飲水）水中溶解氧消耗“赤潮”、“水華”暴發(fā)有毒藻類向水體釋放毒素（9g/kg致死量）影響漁業(yè)生產(chǎn)

第十三頁，共118頁。2、湖泊“水華”暴發(fā)以太湖為例：每年5月暴發(fā)“水華”----藍(lán)藻水華藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）地球上最早出現(xiàn)的光合自養(yǎng)菌，能夠生存在極端惡劣的環(huán)境中，比其它生物有一定的競爭優(yōu)勢；當(dāng)條件適宜，某些藍(lán)藻能快速生長，達(dá)到一定的生物量（初級(jí)生產(chǎn)力大暴發(fā)），形成藻類集體（藍(lán)藻水華）產(chǎn)毒藻：魚腥藻、束絲藻、微囊藻、節(jié)球藻、念珠藻、顫藻

第十四頁，共118頁。藍(lán)藻水華爆發(fā)第十五頁，共118頁。藍(lán)藻水華爆發(fā)第十六頁，共118頁。2海洋赤潮中國的三個(gè)赤潮高發(fā)區(qū)：渤海、東海、南海赤潮生物：原甲藻赤潮、鐘葉蟲赤潮等海洋赤潮與水體污染（富營養(yǎng)化）和大尺度氣候變化、海洋物理性質(zhì)等有關(guān)有毒魚類死亡藻類大量繁殖

無毒水母大量生長

第十七頁，共118頁。第十八頁，共118頁。3、海洋赤潮第十九頁，共118頁。以舟山漁場赤潮為例：

1998~2002年5月份在同一地點(diǎn)大規(guī)模暴發(fā)原甲藻赤潮，在同一地點(diǎn)有亞歷山大藻（有毒）伴隨生長。赤潮形成鋒面，此時(shí)淡水、陸架水交錯(cuò)（鹽度為2%）例如：伶仃洋營養(yǎng)化但不發(fā)生赤潮香港牛尾海中營養(yǎng)但經(jīng)常發(fā)生赤潮第二十頁，共118頁。4、造成富營養(yǎng)化原因點(diǎn)源污染工業(yè)污水、城鎮(zhèn)生活污水、固體廢物處置場面源污染城鎮(zhèn)地表徑流、農(nóng)牧業(yè)區(qū)地表徑流、礦區(qū)地表徑流、大氣降塵、湖泊養(yǎng)魚、水面娛樂

第二十一頁，共118頁。生活污水

主要來自家庭、商業(yè)、學(xué)校、旅游服務(wù)業(yè)及其他城市公用設(shè)施，包括廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣機(jī)排水、沐浴排水及其他排水等。

大量合成洗滌劑

第二十二頁，共118頁。2、面污染源農(nóng)業(yè)面源污染城市徑流污染第二十三頁，共118頁。3“水華”、“赤潮”的產(chǎn)生條件“水華”、“赤潮”發(fā)生機(jī)理到目前沒有徹底弄清楚環(huán)境條件：溫度、水動(dòng)力條件………水體中的有機(jī)物、營養(yǎng)鹽濃度氮、磷（Ittakesonlyaconcentrationofabout0.02mg/Lofinorganicphosphorustocausealgalbloomsinalake;theinorganicnitrogenconcentrationcanbemorethan10timesthatlevel.）某些刺激因子鐵、硅、維生素、微量元素

第二十四頁，共118頁。4水體富營養(yǎng)化控制對(duì)策治理污水、去除氮磷控制暴雨徑流污染控制大氣、固廢污染控制水產(chǎn)養(yǎng)殖強(qiáng)度合理施肥、控制水土流失利用前置庫技術(shù)控制污染物入湖湖內(nèi)和湖濱帶生態(tài)恢復(fù)生物控藻（放養(yǎng)食草魚和貝類、采用藻病毒等）底泥疏浚、調(diào)水沖湖、水體充氧、投放藥劑控藻、收獲藻類。

第二十五頁，共118頁。三、生物除磷脫氮基本原理與工藝第二十六頁，共118頁。1.生物法脫氮－為什么要脫氮？在生物氧化過程中，氨氮會(huì)消耗一定量溶解氧。1g氨氮在硝化細(xì)菌作用下完全氧化為硝酸鹽需4.6gDO。普通活性污泥法中，硝化所需氧量為總需氧量的40%。游離氨對(duì)魚類有毒。對(duì)大部分魚類而言，水體中游離氨對(duì)魚的致死量為1mg/L。硝酸鹽的公共衛(wèi)生問題富營養(yǎng)化問題第二十七頁，共118頁。生物處理過程中氮的轉(zhuǎn)化和去除

水解顆粒性有機(jī)氮溶解性有機(jī)氮

氨化細(xì)菌異養(yǎng)菌

自養(yǎng)菌氮?dú)庀跛猁}氮氨氮缺氧反硝化好氧硝化第二十八頁，共118頁。氨化作用：溶解性有機(jī)氮化合物經(jīng)微生物降解釋放出氨的過程稱為氨化。蛋白酶肽酶蛋白質(zhì)多肽（二肽）氨基酸

+1/2O2（氧化脫氨酶）

R-COCOOH+NH3

＋H2O（水解脫氨酶）R-CHCOOHR-CHOHCOOH+NH3

＋2H（還原脫氨酶）

NH2R-CH2COOH+NH3

尿素酶

H2NOONH2+2H2O2NH4+

＋CO32-第二十九頁，共118頁。硝化反硝化原理硝化反應(yīng)的總方程為：反硝化反應(yīng)的總方程為：第三十頁，共118頁。傳統(tǒng)脫氮工藝：好氧－缺氧

甲醇進(jìn)水出水

AERANX

RASWAS第三十一頁，共118頁。改進(jìn)Ludzack-Ettinger工藝（MLE)

（缺氧－好氧工藝，Anoxic/Oxic工藝）

進(jìn)水出水

ANXAER

RASWASr=1-4;缺氧SRT：1-4d，HRT：1-4h；好氧SRT：4-12d，HRT：4-12h；第三十二頁，共118頁。Bardenpho工藝（四級(jí)）

內(nèi)循環(huán)二級(jí)缺氧SRT：2-4d,HTR：2-4h；二級(jí)好氧HRT：30min。一級(jí)同MLE工藝缺氧1好氧1缺氧2好氧2二沉池缺氧1好氧1缺氧2好氧2二沉池第三十三頁，共118頁。氧化溝氧化溝是平面呈橢圓環(huán)形或環(huán)形“跑道”式的活性污泥處理構(gòu)筑物。第一座氧化溝污水處理廠于1954年在荷蘭的Voorshoper市建成。以設(shè)計(jì)者而被命名Pasveer型氧化溝。目前，在歐洲、北美、亞洲、大洋洲都得到廣泛的應(yīng)用。小規(guī)模大規(guī)模生活污水、城市污水有機(jī)工業(yè)廢水二級(jí)生物處理二級(jí)強(qiáng)化生物處理第三十四頁，共118頁。以氧化溝為生物處理單元的污水處理流程第三十五頁，共118頁?？斎麪栄趸瘻?--立式機(jī)械曝氣器60年代末由荷蘭DHV公司開發(fā),一般采用表面葉輪曝氣機(jī),水深可達(dá)4.5m以上，因而占地面積減小。溝中水流流速為0.3m/s，適用于處理規(guī)模較大的污水處理廠。BOD5去除率可達(dá)95%~99%，COD降解率達(dá)90%~95%，脫氮效率達(dá)90%左右，除磷效率達(dá)50%左右.

第三十六頁，共118頁。012二沉池污泥回流奧倍爾（orbal）氧化溝---轉(zhuǎn)盤或者轉(zhuǎn)刷美國Envirex公司的專有技術(shù)。污水通過淹沒式輸水口從一條渠道順序流入下一條渠道。水深3~3.6m，渠道中污水流速0.3~0.9m/s。三條串聯(lián)的渠道形成溶解氧濃度梯度。第1渠道溶解氧濃度一般為0~0.3mg/L，第2渠道中溶解氧濃度控制在1mg/L左右，第3渠道中溶解氧濃度控制在2mg/L左右。

第三十七頁，共118頁。第三十八頁，共118頁。

交替工作式氧化溝

圖4三溝式氧化溝第三十九頁，共118頁。交替工作式氧化溝三溝交替工作式氧化溝系統(tǒng)由3個(gè)等容量的氧化溝組建在一起作為一個(gè)單元運(yùn)行,3個(gè)氧化溝之間相互雙雙連通,兩側(cè)氧化溝起曝氣和沉淀雙重作用,中間的氧化溝始終進(jìn)行曝氣,不設(shè)二沉池及污泥回流裝置,具有去除BOD及硝化脫氮的功能。第四十頁，共118頁。進(jìn)水出水剩余污泥圖5UNITANK工藝示意圖UNITANK第四十一頁，共118頁。剩余污泥進(jìn)水出水UNITANK的運(yùn)行過程：反應(yīng)池左進(jìn)右出運(yùn)行第四十二頁，共118頁。剩余污泥進(jìn)水出水UNITANK的運(yùn)行過程：反應(yīng)池右進(jìn)左出運(yùn)行第四十三頁，共118頁。第四十四頁，共118頁。第四十五頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化（SND）優(yōu)點(diǎn)：堿度的互補(bǔ)硝化反硝化在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，可減少池容減少曝氣量第四十六頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化（SND）機(jī)理：宏觀環(huán)境理論：曝氣池中充氧不均勻，或混合不均勻造成局部缺氧環(huán)境，從而引起曝氣池中的同時(shí)硝化反硝化現(xiàn)象。微環(huán)境理論：活性污泥絮體內(nèi)存在著溶解氧的分布梯度，出現(xiàn)外部好氧區(qū)和內(nèi)部厭氧區(qū)，從而發(fā)生同時(shí)硝化反硝化。生物學(xué)理論：近年來發(fā)現(xiàn)了好氧反硝化菌（如假單胞菌屬（Pseudomonassp.）、糞產(chǎn)桿菌屬（Alcaligensfacealis）、泛氧副球菌（Thiosphaerapantotropha））和異養(yǎng)硝化菌（同時(shí)也是好氧反硝化菌）。第四十七頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化NH4+NO2-微生物e－O2H2ONO2-N2e－第四十八頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化的影響因素（1）溶解氧：DO通常低于1.0mg/L三個(gè)因素可保證硝化、反硝化、有機(jī)物去除同時(shí)發(fā)生（1）只有當(dāng)DO高于1.0mg/L時(shí)各種氮還原酶才能被抑制；（2）當(dāng)DO低于1.0mg/L時(shí)各種氮還原酶被抑制程度較輕；（3）污泥絮體內(nèi)部DO較低，因此只要電子供體能夠進(jìn)入絮體內(nèi)部，則可發(fā)生反硝化。第四十九頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化的影響因素（2）碳源：Pochana和keller認(rèn)為，城市污水要達(dá)到完全反硝化，TCOD/TKN應(yīng)達(dá)到7；Munch等認(rèn)為，城市污水反硝化過程中COD/N應(yīng)在3.5-4.5范圍內(nèi)?？扇苄訡OD（SCOD）的含量對(duì)于反硝化十分重要。第五十頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化的影響因素（3）生物絮體的大小：生物絮體的大小、濃度直接影響缺氧微環(huán)境形成以及穩(wěn)定程度，進(jìn)而影響同時(shí)硝化反硝化效果。Pochana等（1999）認(rèn)為絮體直徑為382μm時(shí)，SND的比例為98.5%，當(dāng)平均直徑小到155μm時(shí)，SND的比例為26.3%。Pochana和Keller測出SND適宜的污泥絮體尺寸為50-100μm。第五十一頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化的影響因素（4）游離氨的濃度和pH值：游離氨的濃度對(duì)亞硝酸的積累有較大的影響，游離氨的存在又受到pH的影響。高pH與高氨氮濃度的結(jié)合可導(dǎo)致高程度的亞硝化。硝化菌的適宜pH值為8.0-8.4之間，反硝化反應(yīng)最適宜的pH值是7.0-7.5?？紤]到硝化和反硝化兩過程中的堿度消耗與產(chǎn)生的互補(bǔ)性，SND的最適pH值應(yīng)在7.5左右。第五十二頁，共118頁。同時(shí)硝化反硝化據(jù)報(bào)道可達(dá)到100%的去除率；但由于至今不知可靠的SRT、HRT、DO的最佳組合，因此影響了其實(shí)現(xiàn)。第五十三頁，共118頁。短程硝化反硝化

（Shortcutnitrification-denitrification）1975年Voet等發(fā)現(xiàn)在硝化過程中有亞硝酸鹽的積累并首次提出了短程硝化反硝化生物脫氮的概念和機(jī)理。NH4+－NNO2-－NN2特點(diǎn)：氧用量減少，節(jié)省能源（在好氧階段減少25%的需氧量）；有機(jī)碳源需要量減少（缺氧階段減少40%有機(jī)碳源）；反應(yīng)速度較快（反硝化速率提高（63%）。適用于低C/N比的廢水脫氮處理。第五十四頁，共118頁。實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮的條件控制溫度短程硝化反硝化的操作溫度以30-35oC為宜。第五十五頁，共118頁。實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮的條件2、控制溶解氧濃度低DO條件下，亞硝酸菌對(duì)DO的親和力較硝酸菌強(qiáng)。亞硝酸菌的氧飽和常數(shù)一般為0.2-0.4mg/L，硝酸菌為1.2-1.5mg/L。當(dāng)DO為0.5mg/L時(shí)，亞硝酸菌的增殖速度為正常值的60%；而硝酸菌不超過正常值的30%。利用這兩類菌對(duì)DO的動(dòng)力學(xué)特性差異可以達(dá)到淘汰硝酸菌的目的，使亞硝酸菌大量積累。第五十六頁，共118頁。實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮的條件3、控制pH值亞硝化菌和硝化菌適宜生長的pH值范圍有所差異，分別為7.0-8.5和6.5-7.5。短程硝化pH宜控制在7.4-8.3之間，此時(shí)亞硝酸積累速率很高。第五十七頁，共118頁。實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮的條件4、控制泥齡亞硝化菌的世代周期小于硝化菌的世代時(shí)間，相差10倍以上?？煽刂品磻?yīng)器泥齡介于硝化菌和亞硝化細(xì)菌最小世代時(shí)間之間，使硝化菌在系統(tǒng)中不能增殖而被自然淘汰，從而亞硝化細(xì)菌成為優(yōu)勢菌。第五十八頁，共118頁。實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮的條件4、控制進(jìn)水氨氮濃度亞硝化菌分為兩類：慢生型和快生型。前者生長在底物濃度較低的環(huán)境中，生長速率較低；后者生長在底物濃度較高的環(huán)境中，生長速率相對(duì)較高。短程硝化工藝中，可通過控制氨濃度在較高水平，富集快生型亞硝化菌。第五十九頁，共118頁。SHARON工藝SHARON（singlereactorforhighactivityammoniaremovalovernitrite)工藝是由荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)于1997年開發(fā)的脫氮新工藝。是一種短程硝化反硝化工藝。特點(diǎn)：利用硝化菌和亞硝化菌的不同生長速率（在較高溫度下，硝化菌的生長速率明顯低于亞硝化菌的生長速率），將硝化控制在亞硝化階段。第六十頁，共118頁。影響NO2-－N的積累因素

溫度和污泥齡：中溫（30-35oC）下，氨氧化細(xì)菌的最小世代時(shí)間要小于硝化菌?？煽刂品磻?yīng)器泥齡介于硝化菌和氨氧化細(xì)菌最小世代時(shí)間之間，使硝化菌在系統(tǒng)中不能增殖而被自然淘汰，從而可維持穩(wěn)定的NO2-－N積累。VanKempen等（2001）建議將SHARON工藝的SRT控制在1-2.5d。SHARON工藝多采用無污泥回流的CSTR反應(yīng)器。第六十一頁，共118頁。影響NO2-－N的積累因素

溶解氧：較低的溶解氧濃度可以抑制硝化菌的生長。溶解氧濃度低于0.5mg/L時(shí)，對(duì)氨氧化到NO2-－N沒有明顯影響；而對(duì)NO2-－N氧化到NO3-－N產(chǎn)生嚴(yán)重抑制，從而導(dǎo)致NO2-－N的大量積累。一般SHARON工藝中溶解氧的濃度控制在1.0-1.5mg/L。第六十二頁，共118頁。影響NO2-－N的積累因素

pH和游離氨：對(duì)于氨氧化細(xì)菌而言，游離氨才是其真正的底物，而不是NH4+。NO2-－N對(duì)氨氧化過程有抑制作用。pH的微小變化對(duì)游離氨和NO2-－N的濃度會(huì)產(chǎn)生較大影響。SHARON工藝中反應(yīng)器的pH一般選擇為較高（7-8）。第六十三頁，共118頁。厭氧氨氧化

（ANAMMOX：AnaerobicAmmoniumOxidation）不需碳的硝化-反硝化：NH4+＋NO2-N2＋2H2O該過程要求NH4+和NO2-

的比例為1：12μM的DO會(huì)抑制該過程菌種（Planctomycetes)NH4+NO2-NH2OHN2H4[N2H2]N22[H]2[H]第六十四頁，共118頁。好氧與厭氧氨氧化的動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較參數(shù)好氧硝化厭氧氨氧化ΔGr（kJ/mol）－275－357Y(gvss/gN)0.330.12好氧：gN/gvssd)2~60厭氧：gN/gvssd)0.02(微氧）0.6μmax（1/d)10.07Doublingtime(d)0.711K,NH4+（μM）5-26005K,NO2－（μM）N/A<5K,O2（μM）10-50N/A第六十五頁，共118頁。第六十六頁，共118頁。第六十七頁，共118頁。ANAMMOX工程化的限制ANAMMOX技術(shù)所針對(duì)的是高NH3、低COD的污(廢)水ANAMMOX技術(shù)需要苛刻的中溫(30℃左右)運(yùn)行條件作支撐反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間長（厭氧氨氧化菌倍增時(shí)間長，現(xiàn)有的培養(yǎng)技術(shù)還不能直接應(yīng)用于實(shí)際廢水處理工程）第六十八頁，共118頁。CANON生物脫氮工藝CANON（completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite)工藝2002年由荷蘭Delft首先提出。原理：NH3＋1.5O2NO2－＋H2O+H+(好氧，亞硝酸菌）NH3＋1.32NO2-＋H+1.02N2+0.26NO3-+2H2O(厭氧氨氧化菌）總反應(yīng)：NH3＋0.85O20.44N2＋0.11NO3-＋1.43H2O＋0.14H+

第六十九頁，共118頁。CANON生物脫氮工藝CANON工藝是短程硝化與ANAMMOX工藝的結(jié)合，可以在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。由于亞硝酸菌和厭氧氨氧化菌都是自養(yǎng)型細(xì)菌，因此CANON工藝無需外源性有機(jī)物質(zhì)。CANON工藝硝化步驟只需要控制到亞硝化階段，因此可以節(jié)省50%的堿度；厭氧氨氧化細(xì)菌對(duì)氧氣敏感，因此反應(yīng)必須在低氧環(huán)境中（DO～1mg/L）進(jìn)行。CANON反應(yīng)易受硝酸菌干擾。亞硝化作用受氧氣供應(yīng)量制約，厭氧氨氧化作用受亞硝酸鹽供應(yīng)量的制約，而硝酸菌受氧氣和亞硝酸鹽供應(yīng)量的雙重制約，因此只要維持一個(gè)制約因子，就能淘汰硝酸菌，保證CANON反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行。第七十頁，共118頁。2.生物除磷第七十一頁，共118頁。生物除磷工藝中磷和有機(jī)物的代謝關(guān)系

細(xì)胞壁PiO2Pi

短鏈脂肪酸基質(zhì)＋發(fā)酵產(chǎn)物

溶解性CODCO2+H2O兼性細(xì)菌PAOs新細(xì)胞厭氧好氧聚磷碳源碳源聚磷厭氧：PAOs利用體內(nèi)聚磷酸鹽為能源快速吸收乙酸，并以PHB和其它聚羥基羧酸（PHAs）的形式儲(chǔ)存起來，同時(shí)將聚磷酸鹽分解產(chǎn)生的溶解性無機(jī)磷酸鹽釋放出來；好氧：PAOs以PHAs為能源用于生長，并攝取廢水中的溶解性無機(jī)磷酸鹽，以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存起來。第七十二頁，共118頁。基本原理厭氧：PAOs利用體內(nèi)聚磷酸鹽為能源快速吸收乙酸，并以PHB和其它聚羥基羧酸（PHAs）的形式儲(chǔ)存起來，同時(shí)將聚磷酸鹽分解產(chǎn)生的溶解性無機(jī)磷酸鹽釋放出來；好氧：PAOs以PHAs為能源用于生長，并攝取廢水中的溶解性無機(jī)磷酸鹽，以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存起來。好氧和厭氧能量動(dòng)力學(xué)的區(qū)別：攝取的磷比釋放的磷多?；钚晕勰嗟湫偷暮琢浚篜/VSS=1.5%-2.0%；當(dāng)PAOs存在時(shí)，P/VSS增至5%-7%，有時(shí)高達(dá)12%-15%。第七十三頁，共118頁。Phoredox工藝（Anaerobic/Oxic工藝）

進(jìn)水出水ANAAER

RASWAS總SRT：3-5d；厭氧占25-30%；總HRT：3-6h。第七十四頁，共118頁。Phostrip工藝

進(jìn)水出水

AERRASWAS（30%-40%)RAS

溢流液淘析流（原水或出水）去再處理ANA（8-12h)（石灰處理）第七十五頁，共118頁。

3.同時(shí)脫氮除磷工藝

A2/O工藝五階段Bardenpho工藝UCT工藝VIP工藝倒置A2/O工藝改進(jìn)的SBR工藝MSBR工藝第七十六頁，共118頁。A/A/O(Anaerobic-anoxic-Oxic)工藝

厭氧缺氧好氧沉淀第七十七頁，共118頁。五階段Bardenpho工藝

混合液回流進(jìn)水出水

ANAANXAERANXAER

污泥回流剩余污泥厭氧區(qū)HRT:0.75-1.5h,SRT:0.75-1.5d第七十八頁，共118頁。各反應(yīng)區(qū)的生化反應(yīng)、功能與用途區(qū)域生化反應(yīng)功能用途厭氧PAOs吸收并儲(chǔ)存VFAs；選擇PAOs除磷易生物降解有機(jī)物發(fā)酵；釋放磷。缺氧反硝化；將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓幻摰a(chǎn)生堿度。選擇反硝化菌好氧硝化；將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮；脫氮；PAOs對(duì)外源性和儲(chǔ)存基質(zhì)進(jìn)行代謝；通過吹脫去除氮；除磷。異養(yǎng)微生物對(duì)外源基質(zhì)進(jìn)行代謝；形成多聚磷；吸收磷；堿度消耗。第七十九頁，共118頁。UCT工藝

進(jìn)水出水

ANAANXAER

RASWAS避免硝酸氮回流至厭氧區(qū)，但需延長厭氧區(qū)HRT，以達(dá)到所需的SRT第八十頁，共118頁。UCT改進(jìn)工藝（MUCT）進(jìn)水出水

ANAANXANXAER

RASWAS第八十一頁，共118頁。VIP工藝（VirginiaInitiativePlant)進(jìn)水出水

ANAANAANXANXAERAER

RASWASy串聯(lián)反應(yīng)器可以更充分建立各自所需要的環(huán)境條件

第八十二頁，共118頁。倒置A2/O工藝0.25Q

回流污泥（1.5-2.5Q）沉砂池缺氧沉淀池剩余污泥厭氧好氧第八十三頁，共118頁。MSBR（1）MSBR的構(gòu)造和流程

第八十四頁，共118頁。MSBR流程圖SBR1（預(yù)沉淀）主曝氣區(qū)缺氧區(qū)厭氧區(qū)中間沉淀區(qū)SBR2（預(yù)沉淀）出水Q進(jìn)水Q（R1-R2）QQR2QR1QR1QR1QABC（R1-R2+1）Q圖中R1為缺氧區(qū)、厭氧區(qū)回流比，R2為中間沉淀區(qū)回流比第八十五頁，共118頁。MSBR流程圖SBR1（預(yù)沉淀）主曝氣區(qū)缺氧區(qū)厭氧區(qū)中間沉淀區(qū)SBR2（預(yù)沉淀）進(jìn)水出水QQQQ第八十六頁，共118頁。（2）運(yùn)行方式MSBR中序批區(qū)和回流泵工作狀態(tài)的周期變化反應(yīng)狀態(tài)歷時(shí)50min40min30min50min40min30minSBR1缺氧攪拌好氧曝氣預(yù)沉淀沉淀出水SBR2沉淀出水缺氧攪拌好氧曝氣預(yù)沉淀回流泵A開啟關(guān)閉關(guān)閉回流泵B關(guān)閉開啟關(guān)閉回流泵C開啟關(guān)閉開啟關(guān)閉第八十七頁，共118頁。（3）進(jìn)水水質(zhì)小試進(jìn)水水質(zhì)情況（單位:mg/L）旱天雨天COD200-400<100BOD5100-130<50氨氮20-50<15凱氮30-80<15總磷2-7.5<1.5第八十八頁，共118頁。（4）試驗(yàn)工況水力負(fù)荷試驗(yàn)的工況運(yùn)行條件（見下頁）第八十九頁，共118頁。項(xiàng)目工況1工況2工況3水溫（C）10.6-20.3(15.5)21.5-24.6(22.7)20.4-29.3(23.9)平均流量（L/hr）205288375水力停留時(shí)間（hr）厭氧區(qū)1.711.250.93缺氧區(qū)0.880.620.48主曝區(qū)4.202.992.29序批區(qū)2.78*21.98*21.52*2中間沉淀區(qū)0.340.240.19總停留時(shí)間12.689.036.93泥齡（d）25-3020-2520-25DO（mg/L）厭氧區(qū)<0.1缺氧區(qū)0.2-0.3主曝區(qū)1.0-1.5序批區(qū)0.3-0.5反應(yīng)區(qū)平均污泥濃度（mg/L）392629913101MLVSS/MLSS0.740.740.73缺氧區(qū)混合液回流比2.62.11.6厭氧區(qū)污泥回流比1.61.20.8第九十頁，共118頁。（5）COD去除情況工況1、2、3COD去除效果比較注：表中負(fù)荷都是相對(duì)反應(yīng)區(qū)而言項(xiàng)目工況1工況2工況3進(jìn)水COD（mg/L）平均值331.0243.9205.8標(biāo)準(zhǔn)偏差81.580.997.4出水COD（mg/L）平均值43.934.623.9標(biāo)準(zhǔn)偏差12.013.221.7去除率（%）平均值86.183.986.8標(biāo)準(zhǔn)偏差5.369.811.2有機(jī)負(fù)荷（kgCOD/kgMLSS.d）0.210.290.30容積負(fù)荷（kgCOD/m3.d）0.830.860.95第九十一頁，共118頁。工況3厭氧區(qū)、主曝區(qū)COD去除情況（mg/L）注：1、表中的進(jìn)水值為測試周期內(nèi)的混合樣測試值。2、厭氧區(qū)、主曝區(qū)的COD為過濾后的測試值，進(jìn)、出水樣未經(jīng)過濾。狀態(tài)項(xiàng)目序批區(qū)缺氧攪拌40分鐘序批區(qū)好氧曝氣35分鐘序批區(qū)預(yù)沉淀15分鐘厭氧區(qū)主曝氣區(qū)全程厭氧區(qū)主曝氣區(qū)全程厭氧區(qū)主曝氣區(qū)全程進(jìn)水（mg/L）251.027.36251.0251.026.56251.0251.042.66251.0出水（mg/L）27.3619.3216.1026.5617.7112.6842.6617.5019.11MLSS（g/L）2.3693.495-2.2303.050-1.7933.117-第九十二頁，共118頁。（6）氨氮去除情況氨氮去除效果比較注：氨氮負(fù)荷和氧化速率是相對(duì)主曝區(qū)而言的。項(xiàng)目工況1工況2工況3進(jìn)水NH3（mg/L）平均值24.830.127.4標(biāo)準(zhǔn)偏差7.9411.716.1出水NH3（mg/L）平均值5.501.14.19標(biāo)準(zhǔn)偏差3.612.34.99去除率（%）平均值77.697.187.4標(biāo)準(zhǔn)偏差15.25.715.7氨氮負(fù)荷（gNH3/m3.d）142242287氨氮氧化速率（kgNH3/kgMLVSS.d）0.0380.110.11第九十三頁，共118頁。表7總氮去除效果比較項(xiàng)目工況2工況3進(jìn)水總氮（mg/L）平均值55.436.2標(biāo)準(zhǔn)偏差17.315.1出水總氮（mg/L）平均值12.013.3標(biāo)準(zhǔn)偏差2.84.12去除率（%）平均值76.859.9標(biāo)準(zhǔn)偏差7.814.1總氮負(fù)荷（kgTN/kgMLSS.d）0.0650.054第九十四頁，共118頁。系統(tǒng)中NOX-N的沿程變化（mg/L）項(xiàng)目工況2工況3進(jìn)水0.611.16厭氧區(qū)0.680.66主曝區(qū)11.2313.98序批區(qū)（曝氣階段）11.7212.50缺氧區(qū)9.018.75出水10.8213.82第九十五頁，共118頁。（7）總磷去除情況總磷去除效果比較注：磷負(fù)荷計(jì)算中認(rèn)為生物除磷基本在厭氧區(qū)和主曝氣區(qū)完成項(xiàng)目工況1工況2工況3進(jìn)水總磷（mg/L）平均值5.505.03.99標(biāo)準(zhǔn)偏差1.381.431.55出水總磷（mg/L）平均值0.500.90.81標(biāo)準(zhǔn)偏差0.310.80.71去除率（%）平均值90.275.475.9標(biāo)準(zhǔn)偏差5.3827.023.8污泥含磷量（mgP/mgSS）0.03100.03350.0290進(jìn)水平均碳磷比（COD/TP）60.248.851.6平均磷負(fù)荷（kgTP/kgMLSS.d）0.00640.0110.011第九十六頁，共118頁。表10降雨影響下的生物釋磷和攝磷情況注：1、期間厭氧區(qū)、主曝區(qū)平均污泥濃度分別為2392g/L和2798g/L。2、計(jì)算中忽略中間沉淀區(qū)的磷濃度的變化。項(xiàng)目5月23日5月25日5月26日5月31日各區(qū)上清液的濃度（mg/L）進(jìn)水2.334.724.005.47厭氧區(qū)2.554.1612.0013.70主曝區(qū)2.12.422.400.22序批區(qū)2.342.401.680.40缺氧區(qū)2.342.461.680.24出水1.922.122.380.34進(jìn)水COD（mg/L）110.0193.1270.3337.6厭氧區(qū)釋磷量（mg/L）0.481.5320.6924.79主曝區(qū)攝磷量（mg/L）1.213.9220.7830.08磷的釋放速率(gP/gMLSS.d)0.00390.00130.170.20磷的吸收速率(gP/gMLSS.d)0.00350.0110.0600.086第九十七頁，共118頁。工況3COD、氨氮、總磷、硝態(tài)氮的沿程變化第九十八頁，共118頁。圖12MSBR的系統(tǒng)功能分區(qū)及流程圖序批池I主曝氣池厭氧池B厭氧池A缺氧池泥水分離池序批池II進(jìn)水Q出水Q出流混合液Q內(nèi)循環(huán)回流0.7-0.8Q上清液1.2-1.3Q進(jìn)水混合液0.2-0.3Q濃污泥混合液回流1Q第九十九頁，共118頁。第一百頁，共118頁。第一百零一頁，共118頁。四、除磷脫氮影響因素污泥停留時(shí)間有機(jī)物與營養(yǎng)物質(zhì)的比例廢水有機(jī)物成分出水總懸浮固體環(huán)境及其它因素第一百零二頁，共118頁。1.污泥停留時(shí)間各反應(yīng)區(qū)的SRT值比系統(tǒng)總的SRT值更重要好氧SRT對(duì)生物脫氮除磷的主要影響是微生物的選擇（硝化SRT>除磷SRT>有機(jī)物去除SRT）除磷厭氧區(qū)SRT在1-1.5d比較合適；至少0.5d脫氮缺氧區(qū)SRT至少應(yīng)為1-1.5d如果有大量緩慢生物降解基質(zhì)需進(jìn)行水解，則厭氧或缺氧SRT應(yīng)更大一些。缺氧區(qū)或好氧區(qū)SRT相對(duì)較長對(duì)于除磷不利第一百零三頁，共118頁。2.脫氮除磷所需的有機(jī)物量進(jìn)水中可生物降解COD/TKN＝2.86時(shí)并不能進(jìn)行徹底反硝化：進(jìn)水中部分可生物降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物量；進(jìn)水中部分氮轉(zhuǎn)化為生物量；一些緩慢降解有機(jī)物不足以在缺氧條件下被迅速代謝利用（缺氧水解速率相對(duì)緩慢）；系統(tǒng)構(gòu)型不同，利用可生物降解有機(jī)物的效率也不同。第一百零四頁，共118頁。生物脫氮效率與進(jìn)水有機(jī)物、氮比值之間的關(guān)系脫氮效率COD/TKNBOD5/NH3-NBOD5/TKN差<5<4<2.5中等5-74-62.5-3.5好7-96-83.5-5優(yōu)>9>8>5第一百零五頁，共118頁。幾種生物除磷工藝中進(jìn)水BOD5和COD與磷去除量之間的比值生物除磷工藝類型BOD5/PCOD/P高效率工藝（如無硝化的A/O、