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1、20.1 生物脱氮除磷 20.2 活性污泥法改良工艺,20.1 生物脱氮除磷,20.1.1 生物脱氮原理与工艺 20.1.2 生物除磷原理与工艺 20.1.3 脱氮除磷工艺,20.1.1 生物脱氮原理与工艺,1.生物脱氮原理 2.生物脱氮工艺,1.生物脱氮原理,(1)氨化反应 氨化反应是在好氧状态下，有机氮在氨化菌的作用下分解为氨氮的过程。 (2)硝化反应 硝化反应是在好氧状态下，氨氮转化为硝酸盐氮的过程。 (3)反硝化反应 反硝化反应是在缺氧(无分子态氧)的条件下，反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为气态氮的过程。,(1)氨化反应 氨化反应是在好氧状态下，有机氮在氨化菌的作用下分解为氨氮的过程。
2、,(2)硝化反应 硝化反应是在好氧状态下，氨氮转化为硝酸盐氮的过程。,1)亚硝化反应阶段 2)硝化反应阶段,(3)反硝化反应 反硝化反应是在缺氧(无分子态氧)的条件下，反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为气态氮的过程。,1)温度。 2)pH值。 3)溶解氧。 4)有机碳源。,(3)反硝化反应 反硝化反应是在缺氧(无分子态氧)的条件下，反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为气态氮的过程。,203a.TIF,2.生物脱氮工艺,(1)三段活性污泥法生物脱氮工艺 该工艺中，有机物氧化、硝化及反硝化三段分别独立，每一段都有各自的沉淀池和污泥回流系统，各段分别控制在适宜的条件下运行。 (2)两段活性污泥法生物脱氮工
3、艺 如将三段活性污泥生物脱氮工艺中的前两段合二为一，就构成两段活性污泥法生物脱氮工艺，如图20-2所示。 (3)缺氧好氧生物脱氮工艺(A1/O工艺) 该工艺于20世纪80年代开发。,(1)三段活性污泥法生物脱氮工艺,图20-1 三段生物脱氮工艺,(2)两段活性污泥法生物脱氮工艺,图20-2 两段生物脱氮工艺,(3)缺氧好氧生物脱氮工艺(A1/O工艺),1)选定BOD5污泥负荷Ns，查出对应的污泥指数SVI，求回流污泥浓度XR 2)确定污泥回流比R，算出曝气池混合液污泥浓度X(mg/L) 3)计算总氮TN去除率 4)计算生化反应池总的有效容积V(m3) 5)确定反应池主要尺寸。 6)计算污水停留
4、时间t(h) 7)按A1O段污水停留时间比为1314，分别求出A1、O段的污水停留时间，从而算出A1、O段的有效容积。 8)计算每日产生的剩余污泥干量W(kg/d)及其容积量q(m3/d) 9)污泥龄c(d) 10)曝气系统需氧量(kg/d)。,11)曝气系统其他部分计算同普通活性污泥法。 12)缺氧段A1宜分成几个串联的方格，每格内设置一台水下推进式搅拌器或水下叶片式浆板搅拌器，其功率按38W/m3计算。,(3)缺氧好氧生物脱氮工艺(A1/O工艺) 该工艺于20世纪80年代开发。,图20-3 分建式缺氧好氧活性污泥脱氮系统,(3)缺氧好氧生物脱氮工艺(A1/O工艺) 该工艺于20世纪80年代
5、开发。,图20-4 合建式缺氧好氧活性污泥脱氮系统,20.1.2 生物除磷原理与工艺,1.生物除磷原理 2.厌氧/好氧(A2/O)生物除磷工艺,1.生物除磷原理,1)溶解氧和硝态氮。 2)污泥龄。 3)pH值。 4)温度。 5)BOD负荷和有机物性质。,2.厌氧/好氧(A2/O)生物除磷工艺,1)选定BOD5污泥负荷Ns和混合液污泥浓度X。 2)反应池总有效容积V的计算(方法与普通活性污泥法相同) 3)确定反应池主要尺寸(具体方法同A1/O工艺)。 4)计算污水停留时间t 5)剩余污泥量的计算同A1/O工艺。 6)计算污泥龄c(d) 7)需氧量O2及曝气系统等其他部分的计算(与普通活性污泥法相
6、同)。 8)厌氧段的布置(与A1/O工艺的缺氧段相同)。,2.厌氧/好氧(A2/O)生物除磷工艺,图20-5 /O生物除磷工艺流程图,20.1.3 脱氮除磷工艺,1.生物脱氮除磷原理 2. Bardenpho工艺 3. Phoredox工艺(改良Bardenpho工艺) 4. A2/O工艺 5. UCT工艺 6. MUCT工艺 7. OWASA工艺 8. OCO脱氮除磷工艺 9. BCFS生物脱氮除磷新工艺 10.其他具有脱氮除磷的工艺,图20-6 Bardenpho工艺流程,图20-7 Phoredox工艺流程,图20-8 /O工艺流程,图20-9 UCT工艺流程,图20-10 MUCT工艺
7、流程图,图20-11 OWASA工艺流程,图20-13 OCO操作原理 a)好氧区搅拌机开动 b)好氧、缺氧两区搅拌机开动,图20-14 BCFS工艺流程示意图,20.2 活性污泥法改良工艺,20.2.1 氧化沟 20.2.2 AB法污水处理工艺 20.2.3 序批式活性污泥法,20.2.1 氧化沟,1.氧化沟的工作原理与特征 2.氧化沟的曝气装置 3.常用的氧化沟形式 4.氧化沟脱氮除磷工艺 5.氧化沟的设计计算,1.氧化沟的工作原理与特征,1)氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。 2)氧化沟具有明显的溶解
8、氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺。 3)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质、液体混合和污泥絮凝。 4)氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。,2.氧化沟的曝气装置,1)横轴曝气装置，可分为转刷和转盘两种。 2)竖轴式表面曝气机。 3)射流曝气。 4)微孔曝气。 5)其他曝气设备，包括一些新型的曝气推动设备。,3.常用的氧化沟形式,(1)基本型 采用转刷曝气，有效水深H水=11.5m，平均流速v=0.30.4m/s，如图20-15所示。 (2)卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟 Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。 (3)三沟式氧化沟 它由
9、三条同容积的沟槽串联组成，两侧的A、C池交替作为曝气池和沉淀池，中间的B池一直为曝气池，如图20-18所示。 (4)奥贝尔(Orbal)氧化沟 Orbal氧化沟又称同心圆式氧化沟(图20-19)。 (5)其他氧化沟 如船形一体化氧化沟(图20-20)、二次沉淀池交替运行的氧化沟(图20-21)等。,(1)基本型 采用转刷曝气，有效水深H水=11.5m，平均流速v=0.30.4m/s，如图20-15所示。,图20-15 氧化沟平面图及工艺流程图 a)平面图 b)工艺流程图,(2)卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟 Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。,图 20-1
10、6 卡鲁塞尔氧化沟系统(一) 1污水泵站 1回流污泥泵站 2氧化沟 3转刷曝气器 4剩余污泥排放 5 处理水排放 6二次沉淀池,(2)卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟 Carrousel氧化沟是1967年由荷兰的DHV公司开发研制的。,图 20-17 卡鲁塞尔氧化沟系统(二) 1来自经过预处理的污水(或不经预处理) 2氧化沟 3表面机械曝气器 4导向隔墙 5处理水去往二次沉淀池,(3)三沟式氧化沟 它由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的A、C池交替作为曝气池和沉淀池，中间的B池一直为曝气池，如图20-18所示。,1)整个运行分六个运行阶段，工作周期为8h： 2)三沟式氧化沟的特点:,(3)三
11、沟式氧化沟 它由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的A、C池交替作为曝气池和沉淀池，中间的B池一直为曝气池，如图20-18所示。,图20-18 三沟式氧化沟的基本运行方式,(4)奥贝尔(Orbal)氧化沟 Orbal氧化沟又称同心圆式氧化沟(图20-19)。,1)由多个同心的椭圆形或圆形沟渠组成，污水和回流污泥进入最外一条沟渠，从内沟渠排出。 2)一般由三条沟渠组成，各沟所占的体积比为V外沟(60%70)V总，V中沟(20%30)V总； V内沟10V总。 3)用曝气转盘充氧，有效水深h=23.6m，水平流速v=0.30.9m/s，运行时，外、中、内沟渠应分别为厌氧、缺氧、好氧状态，以使DO保持较大
12、的梯度，有利于提高充氧效率，同时也有利于去除有机物和脱氮除磷。,(4)奥贝尔(Orbal)氧化沟 Orbal氧化沟又称同心圆式氧化沟(图20-19)。,图20-19 奥贝尔(Orbal)氧化沟,(5)其他氧化沟 如船形一体化氧化沟(图20-20)、二次沉淀池交替运行的氧化沟(图20-21)等。,图20-20 船形一体化氧化沟 注：槽内流速为船式沉淀池部流速的60%,(5)其他氧化沟 如船形一体化氧化沟(图20-20)、二次沉淀池交替运行的氧化沟(图20-21)等。,图20-21 二次沉淀池交替运行的氧化沟,4.氧化沟脱氮除磷工艺,传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的
13、设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此脱氮效果难以得到保证，而对除磷几乎不起作用。另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧缺氧好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。,5.氧化沟的设计计算,(1)氧化沟的容积V(m3) (2)需氧量G的计算 (3)剩余污泥量 (4)名义曝气时间t (5)污泥回流比R (6)污泥负荷NSkg(BOD5)/
14、kg(MLSS)d,20.2.2 AB法污水处理工艺,1. AB法工艺流程 2. AB工艺的机理 3. AB工艺特点 4. AB法工艺设计,1. AB法工艺流程,图20-22 AB法工艺流程图,2. AB工艺的机理,1)进入A段的污水，一般来自排水管网，回流污泥中含有大量的细菌和微生物群落，具有絮凝性和粘附力，污水中难沉降的悬浮物、胶体物质被絮凝、吸附、沉淀，使A段的ss达到60%80%，比初次沉淀池的ss大大提高。 2)进入B段的水质水量较稳定，B段的NS较低0.150.30kg(BOD5)/，水力停留时间为23h，污泥龄C为1520d，DO=12mg/L，在B段进一步去除有机污染物。 3)
15、B段NS低，C较长，为硝化菌创造了存活繁殖的条件，因此B段可具有硝化作用。 4)如果要提高AB工艺的TN、P，则可将B段设计成A1/O、A2/O或。,3. AB工艺特点,1)不设初次沉淀池，A段由曝气吸附池和中沉淀池组成，B段由曝气池和二次沉淀池组成，A、B段有独立的污泥回流系统，两段分别有各自独特的微生物群体，故处理效果稳定。 2)A段污泥负荷高达26kg(BOD5)/kg(MLSS)d，约为普通活性污泥负荷的1020倍，水力停留时间短(约30min)，污泥龄短0.30.5d。 3)A段活性污泥吸附能力强，能吸附污水中某些重金属、难降解有机物以及N、P等植物性营养物质，这些物质可通过剩余污泥
16、的排除得到去除。 4)AB工艺对BOD5、COD和SS的去除率一般高于普通活性污泥法。 5)由于A段对有机物的高效絮凝吸附作用，使AB工艺中通过絮凝吸附由排放剩余污泥途径去除的BOD量大大提高，从而使AB工艺比普通活性污泥法节省投资20%左右，降低运行费用15%左右。 6)AB工艺适宜采用分步建设方案，首先建设A段，然后建设B段。 7)该工艺的主要缺点是产泥量高，有两个污泥回流系统。,4. AB法工艺设计,(1)如果大量工业废水未达标而进入城市排水管网，微生物生存条件一般较差，微生物含量下降，且微生物絮凝性差，导致A段处理效率下降，此情况不宜采用AB工艺。 (2)设计要点 (3)计算,20.2.3 序批式活性污泥法,1.概述 2. SBR工艺的工作过程 3. SBR工艺的影响因素 4. SBR工艺优点 5. SBR系统的适用范围 6. SBR工艺设计 7.设计举例 8. SBR改进工艺,1.概述,序批式活性污泥
