第二十一章第二十一章 生物处理新技术生物处理新技术课程内容课程内容生物脱氮除磷新工艺生物脱氮除磷新工艺n n生物脱氮原理生物脱氮原理n n生物脱氮工艺生物脱氮工艺n n生物除磷原理生物除磷原理n n生物除磷工艺生物除磷工艺n n同步脱氮除磷工艺同步脱氮除磷工艺活性污泥法新工艺活性污泥法新工艺n n氧化沟氧化沟n nA-BA-B生物脱氮除磷工艺生物脱氮除磷工艺n n间歇式活性污泥法（间歇式活性污泥法（SBRSBR法）法）n n膜生物反应器膜生物反应器n n思考题思考题n n习题习题谢谢！结束生物脱氮原理生物脱氮原理n n氮在水中的存在形态与分类氮在水中的存在形态与分类 n n氨化与硝化反应过程氨化与硝化反应过程 n n硝化反应的条件硝化反应的条件 n n反硝化反硝化 n n硝化、反硝化反应中氮的转化硝化、反硝化反应中氮的转化 返回氮在水中的存在形态与分类氮在水中的存在形态与分类N无机NNOx-N (硝态氮)T K N (凯氏氮)总N (TN)NO3-NNH3-NNO2-N有机N （尿素、氨基酸、蛋白质）返回氨化与硝化反应过程氨化与硝化反应过程返回硝化反应的条件硝化反应的条件（1 1）好氧状态：）好氧状态：DO2mg/LDO2mg/L；1gNH3-N1gNH3-N完全完全 硝化需氧硝化需氧4.57g4.57g硝化需氧量。硝化需氧量。 （2 2）消耗废水中的碱度：）消耗废水中的碱度：1gNH3-N1gNH3-N完全硝化完全硝化 需碱度需碱度7.1g7.1g（以（以CaCO3CaCO3计），废水中应有足计），废水中应有足 够的碱度，以维持够的碱度，以维持PHPH值不变。值不变。 （3 3）污泥龄）污泥龄CC（10-1510-15）d d。 （4 4）BOD520mg/LBOD520mg/L。 返回反硝化反硝化-1 -1反硝化包括异化反消化和同化反消化，以异反硝化包括异化反消化和同化反消化，以异 化反消化为主化反消化为主反硝化菌在反硝化菌在DODO浓度很低的环境中，利用硝酸浓度很低的环境中，利用硝酸 盐中的氧（盐中的氧（NOX-NOX-OO）作为电子受体，有机物作）作为电子受体，有机物作 为碳源及电子供体而得到降解。当利用的碳源为为碳源及电子供体而得到降解。当利用的碳源为 甲醇时：甲醇时： NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.056C5H7CO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3-NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.056C5H7CO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3- NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO30.04C5H7CO2+0.48N2+1.23H2O+HCO3-NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO30.04C5H7CO2+0.48N2+1.23H2O+HCO3-反硝化反应可使有机物得到分解氧化，实际反硝化反应可使有机物得到分解氧化，实际 是利用了硝酸盐中的氧，每还原是利用了硝酸盐中的氧，每还原1gNO31gNO3NN所利所利 用的氧量约用的氧量约2.6g2.6g。 反硝化反硝化-2-2当缺乏有机物时，则无机物如氢、当缺乏有机物时，则无机物如氢、Na2SNa2S等也等也 可作为反硝化反应的电子供体可作为反硝化反应的电子供体（1 1）反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺）反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺 氧条件下，进行厌氧呼吸，以氧条件下，进行厌氧呼吸，以NO3NO3OO为电子受为电子受 体，以有机物的氢为电子供体体，以有机物的氢为电子供体 （2 2）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化途）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化途 径径同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化（同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化（ 还原为还原为N2N2），但以异化反硝化为主。），但以异化反硝化为主。 （3 3）反硝化反应的条件）反硝化反应的条件 反硝化反应的条件反硝化反应的条件n nDOBOD5 /T-P（20203030），否则），否则PP下降。下降。 3. 3. 在厌氧池在厌氧池 NOXNOX： 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NOXNOXN0.1KgBOD5/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。1313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较稳定。，聚磷菌对磷的释放和摄取都比较稳定。 返回A A2 2/O/O除磷工艺除磷工艺设计设计1. 1. 设计参数设计参数 （1 1）t t水力停留时间（水力停留时间（h h）：厌氧段）：厌氧段1 12h2h；好氧段；好氧段2 24h4h总的生化反应总的生化反应 池停留时间池停留时间3 36h6h。 （2 2）厌氧池：）厌氧池：DO0DO0（0.20.20.3 mg/L0.3 mg/L）；）；NOXNOX-O0,-O0,好氧池：好氧池：DO:2mg/LDO:2mg/L （3 3）进水中）进水中S-P/S-BOD0.06S-P/S-BOD0.06 （4 4）反应池混合液污泥浓度）反应池混合液污泥浓度X X270027003000 mg/L3000 mg/L （5 5）污泥负荷率）污泥负荷率NS: NS: 0.18KgBOD5/KgMLSS.dNS0.1KgBOD5/KgMLSS.d0.18KgBOD5/KgMLSS.dNS0.1KgBOD5/KgMLSS.d （6 6）好氧池的）好氧池的TKN/MLSS 0.05 KgTKN/KgMLSS.dTKN/MLSS 0.05 KgTKN/KgMLSS.d （7 7）污泥回流比）污泥回流比R=R=（5050100100） （8 8）二沉池沉淀污泥中磷的含量在）二沉池沉淀污泥中磷的含量在2.52.5以上。以上。从污水中去除的磷总量应等于排放剩余污泥所带出的磷量。从污水中去除的磷总量应等于排放剩余污泥所带出的磷量。2. 2. 设计计算设计计算返回A A2 2/O/O除磷工艺设计计算除磷工艺设计计算（1 1）选定）选定BOD5BOD5污泥负荷率污泥负荷率NSNS和和MLSSMLSS浓度浓度X X （2 2）计算生化反应池总有效容积）计算生化反应池总有效容积V VV=KQLa/NSX(m3) V=KQLa/NSX(m3)式中：式中：LaLa原污水原污水BOD5BOD5浓度，浓度，mg/Lmg/LQ Q平均日污水量，平均日污水量，m3/dm3/dK K污水日变化系数污水日变化系数 （3 3）根据厌氧段：好氧段）根据厌氧段：好氧段1 1：（：（2 23 3）来求厌氧池和好氧池的容积）来求厌氧池和好氧池的容积 （4 4）按推流式设计，确定反应池主要出尺寸）按推流式设计，确定反应池主要出尺寸 （5 5）水力停留时间）水力停留时间 t=V/KQ(h)t=V/KQ(h)污泥龄污泥龄 ts tsVX/W(VX/W(日日) )式中：式中：WW排放剩余污泥量排放剩余污泥量Kg/dKg/d （6 6）剩余污泥量计算同）剩余污泥量计算同A1/OA1/O工艺工艺 （7 7）需氧量）需氧量O2 Kg/dO2 Kg/d及曝气系统的设计和普通活性污泥法相同。及曝气系统的设计和普通活性污泥法相同。 （8 8）厌氧段的布置与）厌氧段的布置与A1/OA1/O工艺的缺氧段相同工艺的缺氧段相同 返回弗斯特利普（弗斯特利普（PhostripPhostrip）除磷工艺）除磷工艺n n概述概述n n流程流程n n优缺点优缺点返回PhostripPhostrip除磷工艺概述除磷工艺概述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/（ m2m2 d d）。经浓缩后污泥进入缺氧池，解磷池上清液含有高）。经浓缩后污泥进入缺氧池，解磷池上清液含有高 浓度磷（可高达浓度磷（可高达100mg/L100mg/L以上），将此上清液排入石灰混以上），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，该含磷污泥可作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进行处理为农业肥料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理 。PhostripPhostrip工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷，而且还通过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双重作用化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷双重作用 ，所以，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PhostripPhostrip除磷工艺流程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。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 进入混凝沉淀池，投回石灰形成进入混凝沉淀池，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。 返回点击此处观看Phostrip除磷工艺流程动态过程PhostripPhostrip除磷工艺优缺点除磷工艺优缺点Phostrip Phostrip工艺比较适合于对现有工艺的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，必中断处理系统的正常运行。总之， PhostripPhostrip工艺受外界条件影响小，工艺操作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、处理成本较高流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高 等缺点。等缺点。 返回同步脱氮除磷工艺同步脱氮除磷工艺在厌氧在厌氧好氧生物除磷工艺（好氧生物除磷工艺（A2/OA2/O工艺）中，加一缺氧池工