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1、三段生物脱氮工艺 (P148) 第五节 脱氮、除磷活性污泥法工艺及设计 一、生物脱氮工艺 图12-32 三段生物脱氮工艺流程图 剩余 污泥 回流污泥 原 污 水 沉淀池 曝气池 碱 沉淀池 沉淀池 硝化池 反硝化池 剩余 污泥 回流污泥 剩余 污泥 回流污泥 N2 CH3OH 处 理 水 Date1水污染控制工程 有机物降解(氨化)、硝化和反硝化在各自的反应器中进 行,效率高; 流程复杂,造价高。反硝化段需投加碳源;出水BOD5高。 2、两段生物脱氮工艺 图12-33 两段生物脱氮工艺 第一段:除碳,氨化、硝化,污泥负荷低,停留时间长; 第二段:外加碳源反硝化脱氮; Date2水污染控制工程 3、前置缺氧好氧生物脱氮工艺(P149) 流程简单;无需外加碳源;碱投加量少;好氧池有机负荷低; 内循环比大,运行费用较高;脱氮效率低,处理水含NO3; 图12-34 前置缺氧好氧生物脱氮工艺 Date3水污染控制工程 4、后置缺氧好氧生物脱氮工艺(图12-35,P150) 将反硝化段布置在系统的后面,有机物的去除和硝 化布置在系统的前面。 5、Bardenpho生物脱氮工艺 由两级缺氧好氧工艺组成,脱氮效率高,运行费用低。 图12-36 Bardenpho生物脱氮工艺 回流污泥 原 污 水 好氧池 缺氧池 沉淀池 好氧池 缺氧池 剩余污泥 处理水 混合液回流 Date4水污染控制工程 6、同步硝化反硝化(SND)过程 指在没有明显设置缺氧区的活性污泥法系统内总 氮被大量去除的过程。 三种理论解释: n反应器DO分布不均理论 :由于充氧、混合不均 ,在反应器内部形成局部缺氧区好氧区,发 生硝化反硝化反应,如氧化沟内。 n缺氧微环境理论:在活性污泥絮体或生物膜上 存在DO梯度,发生硝化、反硝化。 n微生物学理论:有研究证实存在好氧反硝化菌 和异氧硝化菌。 Date5水污染控制工程 1、厌氧好氧(AP/O)工艺(P157) 二、生物除磷工艺 由厌氧池和好氧池组成,同时去除污水中有机物及磷 。 厌氧池 (释放磷) 好氧池 (BOD去除、 吸收磷) 沉淀池 处理水 回流污泥(富磷污泥) 富磷剩余污泥 原污水 图12-40 AP/O除磷工艺流程 Date6水污染控制工程 2、Phostrip除磷工艺(P158) 生物除磷与化学除磷结合,除磷效果好 。 图12-41 Phostrip除磷工艺 Date7水污染控制工程 1、A2O(厌氧缺氧好氧)工艺(P159) 三、生物脱氮、除磷工艺 优点:流程简单,无需外加碳源,运行费用低。 缺点:回流污泥中夹带 除磷效率低。 图12-42 Date8水污染控制工程 图12-43 倒置A2/O生物脱氮除磷工艺流程 处理水 短时 初沉池 剩余污泥 部分污水 污水 Q 缺氧 反应池 厌氧 反应池 好氧 反应池 二沉池 回流污泥 (25100%)Q 回流混合液 (0200%)Q Date9水污染控制工程 2、改良Bardenpho工艺(P161 ) 出水 厌氧池 剩余污泥 污水 缺氧池好氧池缺氧池二沉池 回流污泥 回流混合液 好氧池 图12-44 改良Bardenpho工艺流程 在Bardenpho流程之前增设一个厌氧池,脱氮除 磷效果好,但流程复杂。 Date10水污染控制工程 3、UCT工艺(P161) 污泥回流 到缺氧池 ,缺氧池 混合液回 流到厌氧 池,脱氮 除磷效果 好。 出水 厌氧池 剩余污泥 污水 缺氧池好氧池二沉池 回流活性污泥 缺氧回流 好氧(硝酸盐)回流 图12-45 UCT生物脱氮除磷工艺 出水 厌氧池 剩余污泥 污水 缺氧池 缺氧池好氧池 二沉池 回流活性污泥 回流1回流2 图12-46 改良UCT生物脱氮除磷工艺 缺氧池分为两部分, 污泥回流第一缺氧区 ,混合液回流到第二 缺氧区 Date11水污染控制工程 四、生物脱氮、除磷影响因素(P164) 1、生物脱氮影响因素 (1)DO:缺氧段DO0.5mg/L;好氧段DO2.0mg/L ; (2)营养物质:硝化段,BOD51520mg/L; 反硝化段,BOD5TN35; (3)pH:硝化,pH78;反硝化,pH6.57.5 (4)温度:530 4、SBR工艺 通过时间顺序上的控制,在同一反应器中完 成除磷、脱氮。 Date12水污染控制工程 2、生物除磷影响因素 (1)DO:厌氧段DO0.2mg/L; 好氧段:DO=2.0mg/L。 (2)污泥泥龄:泥龄短,除磷效果好; (4)pH:68 (5)温度:530 (3)BOD5负荷: 五、常用生物脱氮除磷工艺设计参数和特点 表124和表125。(P162) Date13水污染控制工程 五、A2/O工艺设计要点及设计参数(自学) 1、设计参数 (1)营养物 (2)DO : (3 ) (4)温度30。 常用生物脱氮除磷设计参数见表125。(P162) (5)污泥泥龄c:1020d; (6)混合液污泥浓度MLSS:30004000mg/L; (7)水力停留时间: 厌氧区12h;缺氧区0.53h;好氧区510h (8)污泥回流比:25100;混合液回流比100400 Date14水污染控制工程 2、计算公式 (1)厌氧池容积V Q废水流量,m3/d; t水力停留时间,h。 KZ污水流量变化系数。 (2)A/0容积 S0进水BOD5值,mg/L; Se出水BOD5值,mg/L LS污泥负荷率, f系数,取0.70.8; X混合液污泥浓度,mg/L; Date15水污染控制工程 (3)剩余污泥量Px MLSS剩余污泥量,kg/d。 Yobs净产率系数。 R污泥回流比; 回流污泥浓度,取10000mg/L; Y-污泥产率系数,mgVSS/mgBOD5; Kd-内源代谢系数,d-1;c污泥龄,d。 Date16水污染控制工程 (4)需氧量计算 例题:某污水Q=10000m3/d, 一级出水COD340mg/L, BOD5140mg/L,SS=125mg/L, TN=26.2mg/L, TP=4.5mg/L,要求二级出水COD70mg/L, BOD520mg/L,SS20mg/L,TN6mg/L,TP1mg/L, 设计A2/0池。 N0进水TN,mg/L;Ne出水TN,mg/L; Date17水污染控制工程 解: (1)判断是否可采用A2/O工艺 满足要求。 (2)设计参数 Kd0.04d-1; R0.5; (3)厌氧池容积 Date18水污染控制工程 (4)A/0池容积 Date19水污染控制工程 (5)剩余污泥量 (6)需氧量 Date20水污染控制工程 作业:某城市污水Q=5400m3/d, Kz=1.3,一级出水 COD265mg/L,BOD5180mg/L, SS=130mg/L,TN=25mg/L,TP=5mg/L,要求二级出水 COD70mg/L,BOD520mg/L, SS20mg/L,TN5mg/L,TP1mg/L,设计A2/0池 。 Date21水污染控制工程 第六节 二沉池 一、作用及原理(P174 ) 2、原理:重力分离 。 四个区: 清水区、絮凝区、 成层沉降区、污泥区 。 两个界面:泥水界面 、压缩界面。 图12-52 二沉池工作状态 1、作用:固液分离 和污泥浓缩。 Date22水污染控制工程 3、思考:初沉池与二沉池异同? (1)相同点:沉淀原理相同。 (2)不同点: a.污水处理流程中所处位置不同; b.功能不同; c.沉降类型不同:初沉池,自由沉降; 二沉池,成层沉降。 Date23水污染控制工程 二、二沉池构造 1、构造型式 平流式、竖流式和幅流式沉淀池(多采用) Date24水污染控制工程 中心进水幅流式沉淀池(P53书) Date25水污染控制工程 (1)每座沉淀池表面积A(m2) Qmax最大设计流量,m3/h q 表面水力负荷,m3/m2h,(表105,P45) n池数; (2)直径D(m) 以中心进水辐流式沉淀池为例(P54) (3)有效水深h2(m) t沉淀时间,h;D/h2=612; 三、二沉池设计计算 (4)污泥部分所需容积V(m3) S-每人每日湿污泥量,L/d人 N-设计人口数,人;T排泥时间间隔,d Date26水污染控制工程 (5)泥斗容积 V1泥斗容积,m3; r1泥斗上口半径,m; r2泥斗下口半径,m; h5泥斗高度,m; (6)泥斗以上圆锥体部分容积 R池体半径,m; h4池底坡高度,m; 60 h5 r2 r1 h4 h3 h2 h1 R h Date27水污染控制工程 (7)总高h h1超高,m;取0.3m; h2有效水深,m; h3缓冲层高度,m;取0.30.5m; h4底坡高度,m; h5泥斗高度,m; (1)每池表面积 例题:某污水处理厂 ,N=360000, 设计中心进水辐流式二沉池。 q=1.3m3/m2.h(表105,P45) Date28水污染控制工程 (2) (3) t2h;D/h230/2.6=11.63 (4)污泥部分所需容积 T=2h。 Date29水污染控制工程 (5)污泥斗容积 设r12m,r21m; (6)泥斗以上圆锥体部分容积V2 r1 60 r2 h5 R r1 h5 i=0.05 Date30水污染控制工程 (7)总容积 (8)总高 (9)画设计草图 60 1.73 1 2.0 0.65 0.5 2.6 0.3 15 5.78 i=0.05 单位:m 作业:某污水处理厂 Qmax=2400m3/h,N=320000,设 计中心进水辐流式二沉池。 Date31水污染控制工程 1.水力负荷 Q增大,t变小,影响出水水质。 第七节 活性污泥法系统的运行管理 一、运行影响因素(P179) 对策:设置调节池 。 2.有机负荷Ls 出水水质差,剩余污泥量多,污 泥处置费用高。反之,出水水质好,投资大。 Date32水污染控制工程 用MLSS与MLVSS表示,但 MLSS并不是微生物的活细胞量。 MLSS过高,二沉池中沉淀困难,出水水质差; MLSS增加,要求更高的氧传递速率,否则处理效率降低 。 3.微生物浓度 根据不同的水质、工艺选择合理的微生物浓度 。 4、曝气时间 有机负荷高,需氧量大,曝气时间长,曝气池容 积增大,投资增大。 5、污泥泥龄(SRT) 污泥泥龄短,微生物活性愈强。泥龄过长使微生物老 化,絮凝条件恶化。 Date33水污染控制工程 7、回流污泥浓度(XR)和污泥回流比(R) XR 增大,X增大;XR与污泥沉降性能和浓缩时间有关。 R增大,曝气池中MLSS高,但污泥浓缩时间缩短,使 XR降低,可能使X降低。 6.氧传递速率:决定活性污泥法系统的处理能力。 (1)有充足的氧量; (2)使混合液中悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件。 Date34水污染控制工程 9、pH和碱度 pH6.58.5;生活污水中有足够的碱度使pH保持在较 好的水平。如废水pH过低,投加碱或石灰,调节pH。 10、DO:2mg/L左右。 8、曝气池构造 曝气池的构造与反应要求密切相关。 Date35水污染控制工程 二、污泥膨胀及控制(P186) 1、污泥膨胀 混合液在1000mL量筒中沉淀30min后,污泥体积 膨胀,上层澄
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