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1、生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展生物脱氮新理论生物脱氮新理论传传统统脱脱氮氮理理论论:硝硝化化和和反反硝硝化化反反响响分分别别由由硝硝化化菌菌和和反反硝硝化化菌菌作作用用完完成成,两两菌菌对对环环境境条条件件的的要要求求不不同同,这这两两个个过过程程不不能能同同时时发发生生,而而只只能能序序列列式式进进行行，即即硝硝化化反反响响在在好好氧氧条条件件下下,反反硝硝化化反反响响在缺氧或厌氧条件下在缺氧或厌氧条件下.因因此此生生物物脱脱氮氮工工艺艺是是将将缺缺氧氧区区与与好好氧氧区区分分开开的的分分级级硝硝化化反反硝硝化化工工艺艺,或或在在两两个个别别离离的的反反响响器器中中进进行行,或或在在时时间
2、间上上造造成成交交替替缺缺氧氧和和好好氧氧环环境境的的同同一一个个反反响响器器中中进进行行,以以便便硝硝化化与与反反硝硝化化能能够够独立地进行独立地进行.Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展同步硝化反硝化同步硝化反硝化：微微环环境境理理论论认认为为,由由于于氧氧扩扩散散的的限限制制,在在微微生生物物絮絮体体或或者者生生物物膜膜内内产产生生溶溶解解氧氧梯梯度度,即即微微生生物物絮絮体体或或生生物物膜膜的的外外外外表表溶溶解解氧氧浓浓度度高高,深深入入絮絮体体内内部部,氧氧传传递递受受阻阻及及外外部部氧氧的的大大量量消消耗耗,产产生
3、生缺缺氧氧区区,从从而而形形成成有有利利于于实实现现同同步步硝硝化反硝化的微环境化反硝化的微环境.宏宏观观环环境境论论认认为为，由由于于氧氧气气扩扩散散速速率率的的限限制制，曝气池内形成局部缺氧曝气池内形成局部缺氧/厌氧环境厌氧环境.微微生生物物学学研研究究发发现现,存存在在好好氧氧反反硝硝化化细细菌菌和和异异养养硝硝化化细细菌菌,打打破破了了传传统统理理论论的的硝硝化化反反响响只只能能由由自自养养细细菌菌完完成成和和反反硝硝化化只只能能在在厌厌氧氧条条件件下进行的观点下进行的观点.Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展同步硝化反
4、硝化具有以下特点：同步硝化反硝化具有以下特点：(1)NO2无须氧化为无须氧化为NO3便可直接进行反硝化反响，因此便可直接进行反硝化反响，因此,整个反响过程加快整个反响过程加快,水力停留时间缩短水力停留时间缩短,反响器容积减小；反响器容积减小；(2)亚硝化反响仅需亚硝化反响仅需75的氧的氧,需氧量降低需氧量降低,节约能耗；节约能耗；(3)硝化菌和反硝化菌在同一反响器中同时工作硝化菌和反硝化菌在同一反响器中同时工作,脱氮工艺简脱氮工艺简化而效能提高；化而效能提高；Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展(4)将有机物氧化将有机物氧化,硝
5、化和反硝化在反响器内同时实现硝化和反硝化在反响器内同时实现,既既提高脱氮效果提高脱氮效果,又节约曝气和混合液回流所需的能源；又节约曝气和混合液回流所需的能源；(5)反硝化产生的反硝化产生的OH可以中和硝化产生的局部可以中和硝化产生的局部H+,减少减少了了pH值波动值波动,使两个生物反响过程同时受益使两个生物反响过程同时受益,提高了反提高了反响效率；响效率；(6)为反硝化提供了碳源为反硝化提供了碳源,促进同步硝化反硝化的进行促进同步硝化反硝化的进行Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展短程硝化反硝化：短程硝化反硝化：传统理论认为传统
6、理论认为,生物脱氮需经过如下过程：生物脱氮需经过如下过程：NH4+NO2NO3NO2N2氨化氨化亚硝化亚硝化硝化硝化反反硝硝化化而而短短程程反反硝硝化化就就是是在在硝硝化化过过程程中中造造成成一一定定的的特特殊殊环环境境使使NH4+正正常常硝硝化化到到NO2,而而NO2氧氧化化到到NO3的的过过程程受受阻阻,形形成成所所谓谓的的“NO2积积累累后后直直接接进进行行反反硝硝化化,也也可可称称为为不不完完全全硝硝化化反反硝硝化化:NH4+NO2N2Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展实实现现短短程程反反硝硝化化的的关关键键在在于于将
7、将NH4+氧氧化化控控制制在在NO2阶阶段段，阻阻止止NO2的的进进一一步步氧氧化化，因因此此，如如何何持持久久稳稳定定地地维维持持较高浓度的较高浓度的NO2的积累及影响的积累及影响NO2积累的因素积累的因素.因因为为影影响响N积积累累的的控控制制因因素素比比较较复复杂杂，并并且且硝硝化化菌菌能能够够迅迅速速地地将将NO2转转化化为为NO3，所所以以要要将将NH4+的的氧氧化化成成功功地控制在亚硝酸盐阶段并非易事地控制在亚硝酸盐阶段并非易事.Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展工艺特点：工艺特点：(1)硝化阶段可减少硝化阶段可减
8、少25左右的需氧量，左右的需氧量，反硝化阶段可减反硝化阶段可减少少40左右的有机碳源，降低了能耗和运行费用；左右的有机碳源，降低了能耗和运行费用；(2)反响时间缩短，反响器容积可减小反响时间缩短，反响器容积可减小3040左右；左右；(3)具有较高的反硝化速率具有较高的反硝化速率(NO2的反硝化速率通常比的反硝化速率通常比NO3的高的高63左右；左右；(4)污泥产量降低污泥产量降低(硝化过程可少产污泥硝化过程可少产污泥33-35左右，左右，反硝化过程中可少产污泥反硝化过程中可少产污泥55左右左右).Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论
9、进展SHARON工艺工艺:利用硝化菌在较高的温度下生长速率低于亚硝化利用硝化菌在较高的温度下生长速率低于亚硝化菌这一事实菌这一事实,开发在较高温度下实现生物脱氮处开发在较高温度下实现生物脱氮处理理.工艺的核心是通过污泥龄和反响温度实现将硝化工艺的核心是通过污泥龄和反响温度实现将硝化菌淘汰菌淘汰,但留下亚硝化菌但留下亚硝化菌.Water Pollution Control Engineering生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展厌氧氨氧化厌氧氨氧化(ANAMMOX)：是指在厌氧条件下是指在厌氧条件下,微生物直接以微生物直接以NH4+为为电子供体电子供体,以以NO3或或NO2为电子受体为电子受体,将
10、将NO3,NO2,NH4+直接转变成直接转变成N2的的生物转化过程生物转化过程.反响可以如下方式存在：反响可以如下方式存在：5NH4+3NO34N2+9H2O+2H+(1)NH4+NO2N2+2H2O(2)Water Pollution Control Engineering工艺特点：工艺特点：(1)无需外加有机物作电子供体无需外加有机物作电子供体,既可节省费用既可节省费用,又可又可防止二次污染；防止二次污染；(2)硝化反响每氧化硝化反响每氧化lmolNH4+耗氧耗氧2mol,厌氧氨氧化每氧化厌氧氨氧化每氧化lmolNH4+mol氧氧,耗氧下降耗氧下降62.5,能耗低；能耗低；(3)硝化反响氧
11、化硝化反响氧化lmolNH4+可产生可产生2molH+,反硝化产生反硝化产生lmolOH-,而氨厌氧氧化的生物产酸量降低而氨厌氧氧化的生物产酸量降低1/2,产碱量降至为零产碱量降至为零;(4)在厌氧条件下直接利用在厌氧条件下直接利用NH4+作电子供体作电子供体,无需供氧无需供氧,无需无需外加有机碳源维持反硝化外加有机碳源维持反硝化,无需额外投加酸碱中和试剂无需额外投加酸碱中和试剂,故故降低了能耗降低了能耗,节约了运行费用节约了运行费用,用时还防止了因投加中和试用时还防止了因投加中和试剂有可能造成的二次污染问题剂有可能造成的二次污染问题.生物脱氮理论进展生物脱氮理论进展Water Polluti
12、on Control Engineering生物除磷新技术生物除磷新技术l反硝化除磷技术是指反硝化除磷菌反硝化除磷技术是指反硝化除磷菌(DenitrifyingPhosphorusremovalBacteria，DPB)经厌氧释磷后，经厌氧释磷后，在缺氧条件下以硝酸盐作为吸磷的电子受体，同步实在缺氧条件下以硝酸盐作为吸磷的电子受体，同步实现脱氮和除磷现脱氮和除磷.l特点特点:l缓解了反硝化和释磷对耗氧有机物缓解了反硝化和释磷对耗氧有机物(以以COD计计)的需求的需求矛盾矛盾,PHB一碳两用一碳两用;l克服了硝酸盐对磷释放的不利影响克服了硝酸盐对磷释放的不利影响,硝酸盐电子手体硝酸盐电子手体,节
13、省氧量节省氧量;l反硝化菌和聚磷菌反硝化菌和聚磷菌(PAO)所需的最正确所需的最正确SRT相抵触等矛相抵触等矛盾盾.Water Pollution Control Engineering同步生物脱氮除磷工艺同步生物脱氮除磷工艺同步生物脱同步生物脱N与除与除P工艺工艺l(1)A/A/O工艺工艺l(2)Bardenpho工艺工艺l(3)UCT工艺工艺l(4)Johannesburg工艺工艺l(5)SBR工艺工艺l(6)氧化沟工艺氧化沟工艺同步脱同步脱N除除P工艺工艺Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺同步生物脱同步生物脱N与除与除P生生
14、物物脱脱N与与除除P要要求求的的环环境境条条件件接接近近，脱脱N是是缺缺氧氧与与好好氧氧交交替替，除除P是是厌厌氧氧与与好好氧氧交交替替，所以在工艺上可以实现既脱所以在工艺上可以实现既脱N又除又除P的功能。的功能。Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺同步生物脱同步生物脱N除除P工艺工艺:n(1)A/A/O工艺工艺,A2/O工艺工艺,厌氧厌氧/缺氧缺氧/好氧好氧工艺工艺.n特点：最简洁的同步生物脱特点：最简洁的同步生物脱N除除P工艺工艺,构筑物少构筑物少,两个两个A池需要慢速搅拌池需要慢速搅拌,不需外加碳源和碱度不需外加碳源和碱度,运
15、行运行费用低费用低,脱脱N除除P效果不高效果不高.Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺第一第一A池池(anaerobic)-厌氧池厌氧池,释放释放P和局部有机物和局部有机物厌氧分解；第二厌氧分解；第二A池池(anoxic)-缺氧池缺氧池,生物脱生物脱N,NO3来自回流；来自回流；O池池(oxic)-好氧池好氧池,有机物降有机物降解解,氨化氨化,亚硝化亚硝化,硝化硝化,吸收吸收P；沉淀池；沉淀池-污泥与水污泥与水别离。别离。厌厌氧池氧池缺缺氧池氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池A/A/O工艺流
16、程图工艺流程图Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺倒置倒置A2/O工艺：第一工艺：第一A池池(anaerobic)-缺氧池缺氧池,生物生物脱脱N,NO3来自回流；第二来自回流；第二A池池(anoxic)-厌氧池厌氧池,释放释放P和局部有机物厌氧分解；和局部有机物厌氧分解；O池池(oxic)-好氧好氧池功能；沉淀池池功能；沉淀池-功能。功能。缺缺氧池氧池厌厌氧池氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池倒置倒置A2/O工艺流程图工艺流程图Water Pollution Control Engineer
17、ing沉沉(2)Bardenpho工艺工艺n四四级级串串连连工工艺艺,即即缺缺氧氧/好好氧氧/缺缺氧氧/好好氧氧工工艺艺,理理解解为为两两级串连的级串连的A/O工艺工艺,第一级第一级A/O工艺设置污水回流工艺设置污水回流.n特点特点:脱脱N效果好效果好,除除P一般一般,工艺较复杂工艺较复杂,构筑物较多构筑物较多.Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺nBardenpho工艺流程图工艺流程图Water Pollution Control Engineering缺氧池缺氧池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池
18、 缺氧池缺氧池 好氧池好氧池回流污水回流污水n第一缺氧池第一缺氧池-脱脱N释放释放P;第一好氧池第一好氧池-BOD降解降解,吸收吸收P,硝化硝化(程度低程度低)；第二缺氧池；第二缺氧池-脱脱N释放释放P;第二好氧池第二好氧池-吸吸收收P,硝化硝化,BOD降解。降解。同步脱同步脱N除除P工艺工艺n改进的改进的Bardenpho工艺流程图工艺流程图:n厌氧池厌氧池:释放磷释放磷;第一缺氧池第一缺氧池-脱脱N释放释放P;第一好氧池第一好氧池-BOD降解降解,吸收吸收P,硝化硝化(程度低程度低)；第二缺氧池；第二缺氧池-脱脱N释放释放P;第二第二好氧池好氧池-吸收吸收P,硝化硝化,BOD降解降解,除除
19、N2功能。功能。n强化了除磷的功能强化了除磷的功能,但构筑物多但构筑物多,工艺复杂工艺复杂.同步脱同步脱N除除P工艺工艺Water Pollution Control Engineering厌厌沉进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好好缺缺好好回流污水回流污水缺缺同步脱同步脱N除除P工艺工艺(3)UCT工艺，厌氧工艺，厌氧/缺氧缺氧/好氧工艺。好氧工艺。防防止止(AAO工工艺艺)厌厌氧氧池池由由于于污污泥泥回回流流带带入入的的少少量量NO3-给给释释放放P的的影影响响；厌厌氧氧池池的的污污泥泥减减少少由由缺缺氧氧池池回回流流补补充充(但但是是回回流流污污泥泥浓浓度度不不高高，造造成
20、成厌厌氧氧池池MLSS低低).厌氧池厌氧池缺氧池缺氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池回流回流1 1回流回流2 2Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺(4)Johannesburg工艺工艺(约翰内斯堡约翰内斯堡)n减减少少回回流流,缺缺氧氧池池有有足足够够的的水水力力时时间间,厌厌氧氧池池NO3-浓浓度度低低,效率高效率高.缺氧池缺氧池1厌氧池厌氧池沉淀池沉淀池进水进水出水出水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥好氧池好氧池缺氧池缺氧池2Water Pollution Control Engine
21、ering缺氧池缺氧池1,仅处理回流污泥，体积小仅处理回流污泥，体积小(5)SBR工艺工艺:N;2.释释放放P,有有机机物物厌厌氧氧分分解解;3.有有机机物物好好氧氧分分解解,吸吸收收P,BOD降降低低,氨氨化化;4.吸吸收收P,亚亚硝硝化化,硝硝化化;5.泥水别离泥水别离具有较高的脱具有较高的脱N除除P效率效率,运行灵活运行灵活,工艺简洁工艺简洁Water Pollution Control Engineering缺氧缺氧厌氧厌氧好氧好氧好氧好氧沉淀沉淀12345进水进水出水出水排泥排泥同步脱同步脱N除除P工艺工艺n(6)氧化沟工艺氧化沟工艺:l特点特点:推流与完全混合工艺特点推流与完全混合
22、工艺特点;DO存在浓度梯度存在浓度梯度,具有具有显著的脱氮功能显著的脱氮功能,有除磷效果有除磷效果;出水水质好出水水质好;l形式形式:Carrousel氧化沟氧化沟.Orbal氧化沟氧化沟.一体化氧化沟一体化氧化沟。同步脱同步脱N除除P工艺工艺Water Pollution Control Engineering同步脱同步脱N除除P工艺工艺同步生物脱同步生物脱N除除P工艺存在问题：工艺存在问题：生生物物脱脱N要要求求低低的的污污泥泥负负荷荷,长长的的泥泥龄龄,而而生生物物除除P要求高的负荷要求高的负荷,较低的泥龄较低的泥龄.为为了了脱脱N效效果果,要要充充分分曝曝气气以以完完成成硝硝化化过过程
23、程,会会对对吸吸收收P产产生生不不利利影影响响,生生物物脱脱N必必须须的的NO3对对生生物物除除P的的过过程程有有抑抑制制作作用用,解解决决此此问问题题那那么么工工艺艺复复杂杂.同同步步生生物物脱脱N除除P在在沉沉淀淀池池前前为为好好氧氧池池,有有局局部部NO3不不能能去去除除,只只能能依依靠靠加加大大回回流流来来提提高高脱脱N效效率率,动力消耗大动力消耗大.系统抗冲击负荷能力低系统抗冲击负荷能力低.Water Pollution Control EngineeringN,P处理主要问题处理主要问题l1.传统工艺要同时获得高的传统工艺要同时获得高的N,P去除率有困难去除率有困难,NP同时高同时
24、高的污水需采取其他措施的污水需采取其他措施;需要双污泥系统需要双污泥系统,工艺过分复杂工艺过分复杂.l2.出水出水TP和和TN超标与污泥沉降不完全有很大关系超标与污泥沉降不完全有很大关系(BOD5也是也是),改善沉降性能或外加过滤措施改善沉降性能或外加过滤措施;l3.与进水的与进水的TN和和TP相比相比,传统工艺的碳源相对缺乏传统工艺的碳源相对缺乏,工艺工艺需要改进和完善需要改进和完善.Water Pollution Control Engineering脱氮除磷工艺设计脱氮除磷工艺设计脱脱N除除P工艺设计与计算工艺设计与计算l1.生物脱氮设计计算生物脱氮设计计算1.1水质要求水质要求1.2脱
25、氮设计计算脱氮设计计算1.3设计举例设计举例l2.生物除磷设计计算生物除磷设计计算脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺设计与计算：工艺设计与计算：1.生物脱氮设计计算生物脱氮设计计算确定污水水质参数；确定污水水质参数；根据污水性质选择适宜的脱根据污水性质选择适宜的脱N除除P工艺；工艺；计算各反响器容积和水力停留时间；计算各反响器容积和水力停留时间；计算需要氧的量；计算需要氧的量；计算碱度。计算碱度。Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n水质要求水质要求:n
26、1.脱氮时，污水中的五日生化需氧量与脱氮时，污水中的五日生化需氧量与总凯氏氮之比宜大于总凯氏氮之比宜大于4；n2.除磷时，污水中的五日生化需氧量与除磷时，污水中的五日生化需氧量与总磷之比宜大于总磷之比宜大于17；n3.同时脱氮、除磷时，宜同时满足前两同时脱氮、除磷时，宜同时满足前两款的要求；款的要求；n4.好氧区池剩余总碱度宜大于好氧区池剩余总碱度宜大于70mg/L以以CaCO3计，当进水碱度不计，当进水碱度不能满足上述要求时，应采取增加碱度的能满足上述要求时，应采取增加碱度的措施。措施。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn脱氮设
27、计计算脱氮设计计算:n当仅需脱氮时，宜采用缺氧当仅需脱氮时，宜采用缺氧好氧法好氧法AN/O法。法。n1.生物反响池的容积，按活性污泥法一生物反响池的容积，按活性污泥法一般公式计算时，反响池中缺氧区池般公式计算时，反响池中缺氧区池的水力停留时间宜为的水力停留时间宜为3h。n2.生物反响池的容积，采用硝化、反硝生物反响池的容积，采用硝化、反硝化动力学计算时，按以下规定计算。化动力学计算时，按以下规定计算。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering
28、脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn1)缺氧区缺氧区(池池)容积，可按以下公式计算：容积，可按以下公式计算：nnVn=nNk-进水凯氏氮浓度进水凯氏氮浓度(总氮更妥总氮更妥Nt)nNte-出水总氮浓度出水总氮浓度nKde-脱氮速率脱氮速率,温度校正温度校正:nKde(T)=Kde(20)(T-20)n活性污泥的活性污泥的N元素占污泥元素占污泥VSS的比例的比例脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn2)好氧区好氧区(池池)容积，可按以下规定计算：容积，可按以下规定计算：n
29、V=n其他并无差异其他并无差异,污泥龄污泥龄:nco=FnF:平安系数平安系数,n硝化菌比增殖速率硝化菌比增殖速率脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn硝化菌比增殖速率:nnm 硝化菌最大比增殖速率;nNa 硝化菌的底物浓度,即NH3浓度;nKn 硝化反响的半速度常数;nDO 溶解氧浓度nKo 溶解氧影响的开关系数;nKdn 硝化菌的内源代谢系数。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn硝化池内硝化池内DO浓度较高，如果忽略内源代谢，忽略溶解浓度较高，如果忽略内源代谢，忽略
30、溶解氧影响的开关系数，再考虑温度影响：氧影响的开关系数，再考虑温度影响：脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn3需氧量计算：需氧量计算：n与一般的活性污泥相比，增加了因为硝化而需与一般的活性污泥相比，增加了因为硝化而需要的氧，该局部就是凯氏氮的去除总量要的氧，该局部就是凯氏氮的去除总量氮的氮的氧当量系数氧当量系数4.57:n氮的总去除量：氮的总去除量：n所以需氧量所以需氧量(生物脱氮工艺的理论需氧量生物脱氮工艺的理论需氧量)：脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn如果工艺
31、具有前置反硝化如果工艺具有前置反硝化(或反响器不分开或反响器不分开)，那么由，那么由于反硝化可以以于反硝化可以以NO3代谢掉局部有机物，所以这局代谢掉局部有机物，所以这局部部“节省的氧应该扣除节省的氧应该扣除(除非外加碳源除非外加碳源)：nnNk0，Nke分别为进水出水凯氏氮浓度；分别为进水出水凯氏氮浓度；nNt0，Nte分别为进水出水总氮浓度。分别为进水出水总氮浓度。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringl4.57:l1mol的氨的氨N(14g)彻底氧化需要转移彻底氧化需要转移8mol电子电子,即即2molO2(64g)l2.86:
32、l1mol硝酸根复原转移硝酸根复原转移5mol电子电子,即即1.25molO2(40g)Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n4混合液回流比，可按以下公式计算：混合液回流比，可按以下公式计算：n假设理想反响器假设理想反响器(AN/O工艺工艺)，有机，有机N和氨和氨N在在好氧反响器内可以完全氧化为好氧反响器内可以完全氧化为NO3-；回流到缺；回流到缺氧反响器的氧反响器的NO3-可以完全被反硝化为可以完全被反硝化为N2：n那么，好氧反响器那么，好氧反响器O的末端出水硝酸盐的末端出水硝酸盐N的总的总量，是浓度量，是浓度Nte与流量的积：与
33、流量的积：n(RiR+1)QNten与原进水总与原进水总N量相等：量相等：QNt0n(RiR+1)QNte=QNt0脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn(RiR+1)QNteQNt0n(RiR+1)NteNt0n=N去除率去除率n加大回流比可以提高加大回流比可以提高N去除率去除率,一般一般Ri400%.n如假设如假设R为为0.5,那么那么Ri=4,去除率去除率81.8%nRi=5,去除率去除率84.6%脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringl出水碱度出水碱度=进水碱度进水
34、碱度+0.1(S0-Se)+3.57反硝化反硝化去除的去除的N7.14氨氧化的氨氧化的Nn出水碱度宜大于70mg/L。脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn1.3设计举例设计举例:n1).A2O工艺工艺(标准建议同步脱氮除磷选择标准建议同步脱氮除磷选择工艺工艺)n2).氧化沟工艺氧化沟工艺脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering1).A2O工艺工艺例题：流量例题：流量,平均日平均
35、日20000m3，进水：进水：COD-450,BOD5-185,SS-250,TKN-40,TP-5出水：出水：COD-70,BOD-20,SS-20,TN-15,TP-1先先计计算算污污水水设设计计流流量量:一一级级构构筑筑物物Kz为为1.59;生生化化处处理构筑物理构筑物Kz为为1.30.二级生化处理构筑物反响器容积计算方法：二级生化处理构筑物反响器容积计算方法：方法方法1：按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率；：按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率；方法方法2：按照污泥负荷：按照污泥负荷.Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n方法方法
36、1 1：按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率按照反硝化速率和硝化菌比增殖速率：(1):厌氧池计算：水力时间厌氧池计算：水力时间V=QtQ为为设设计计流流量量,Q=平平均均流流量量变变化化系系数数，t为为水水力力停停留留时时间间，h。th，变化系数取变化系数取1.3，平均流量，平均流量833m3/hV=8331.32.0=2166m3厌氧池容积厌氧池容积2166m3hWater Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n回流污泥浓度与回流污泥浓度与SVI：nSVI=SV/MLSS，曝气池的，曝气池的MLSSn曝曝气气池池MLSS/沉沉淀淀池池下下部部污污
37、泥泥区区的的污污泥泥浓浓度度MLSS=SVnMLSS曝曝/MLSS沉沉=SVnSVI=1/MLSS沉沉=1/Xrn(Xr回流污泥浓度回流污泥浓度)n如如 SVI=100mL/g,那那 么么 回回 流流 污污 泥泥 浓浓 度度=1/100mLg-1 =1g/100m L =10000mg/L，如如SVI=80mL/g,那那么么回回流流污污泥泥浓浓度度=1/80mLg-1。Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n反响器内污泥浓度：反响器内污泥浓度：nX=r/(1+r)XrnX反反响响器器内内污污泥泥浓浓度度，r污污泥泥回回流流比比,取取，
38、Xr回流污泥浓度回流污泥浓度nX=Xr,SVI取取75，那那么么Xr=13333mg/LnSV取取30，X=4000mg/L,nMLVSS=0.74000=2800mg/LWater Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算(2).缺氧池计算：反硝化速率缺氧池计算：反硝化速率nV=Q设设计计流流量量，Nk、Nte分分别别为为进进水水TKN, 出出水水TKN,Kde反硝化脱反硝化脱N速率速率n反硝化脱反硝化脱N速率温度校正：速率温度校正：Kde(T)=Kde(20)(T-20)nXvQ(S0-Se)Yobs20000(185-20)0.4=1320k
39、g/dn表观产率系数取表观产率系数取Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算n内源代谢系数内源代谢系数Kde取取n水力停留时间水力停留时间Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算(3)好氧池计算：好氧池计算：水力时间水力时间,根据硝化菌计算根据硝化菌计算出出水水NH3-N浓浓度度取取1mg/L,半半速速度度常常数数为为1mg/L,忽忽略略溶溶解氧开关系数，内源代谢系数取解氧开关系数，内源代谢系数取0.02:Water Pollution Control Engineering脱脱
40、N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算平安系数取平安系数取水力停留时间水力停留时间脱脱N除除P工艺计算工艺计算方法方法1结果结果:厌氧池厌氧池:2166m3,水力停留时间水力停留时间缺氧池缺氧池:3511m3,水力停留时间水力停留时间3.2h好氧池好氧池:5700m3,水力停留时间水力停留时间合计合计:11377m3,水力停留时间水力停留时间Water Pollution Control Engineering2按照污泥负荷按照污泥负荷n厌氧池计算同上述方法；厌氧池计算同上述方法；n缺氧好氧池缺氧好氧池(A/O
41、)计算：计算：作为整体，按污泥负荷计算，作为整体，按污泥负荷计算，nVAO=N0污污泥泥容容积积负负荷荷(kgBOD5/kgMLVSSd)，X污污泥泥浓浓度度，MLVSS。注意污泥浓度单位的一致。注意污泥浓度单位的一致。Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算nVAO=按照按照A池池:O池池=1:3的比例计算各自的容积：的比例计算各自的容积：VA=2553m3VO=7660m3Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算脱脱N除除P工艺计算工艺计算方法方法2结果结果:厌氧池厌氧池:2
42、166m3,水力停留时间水力停留时间缺氧池缺氧池:2553m3,水力停留时间水力停留时间好氧池好氧池:7660m3,水力停留时间水力停留时间合计合计:12380m3,水力停留时间水力停留时间Water Pollution Control Engineeringn2).氧化沟工艺氧化沟工艺(Carrousel):lQ=40000m3/d,l进水进水:BOD5=200mg/L,TSS=240mg/L,VSS=200mg/L;TKN=35mg/L;碱度碱度=250mg/L(以以CaCO3计计)l出水出水:BOD5=30mg/L,TSS=30mg/L,NH3-N=2mg/L;NO3-N=10mg/L.
43、l设设2组氧化沟组氧化沟,MLSS取取4000mg/L,f=0.7.池内池内DO浓度为浓度为2.0mg/L,产率系数产率系数0.5,内源代谢系数内源代谢系数0.05.l设计温度以设计温度以10度计算度计算脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn(1).计算污泥龄计算污泥龄: 脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control EngineeringnKn=100.051T-1.158=0.225mg/Ln出水氨浓度出水氨浓度Na:2.0mg/Ln溶解氧开关系数溶解氧开关系数:0.45-2mg/L,这里取这里取2
44、.n污泥龄污泥龄,平安系数取平安系数取2.5:ncon为更平安，污泥龄取为更平安，污泥龄取30d.脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering校正温度：校正温度：n(2)计算反响器容积计算反响器容积:脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn考虑反硝化需要的容积考虑反硝化需要的容积:经过计算经过计算V=9009m3n合计容积合计容积:23580m3 n水力停留时间:14.1 h n(3)计算剩余污泥计算剩余污泥:脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Contro
45、l Engineeringn(4)计算需氧量计算需氧量:脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineeringn(5)计算碱度计算碱度n对于脱对于脱N工艺工艺,为了满足反响的需要为了满足反响的需要,pH以为最正以为最正确确,出水碱度宜在出水碱度宜在100mg/L以上以上.n出水碱度出水碱度=进水碱度进水碱度+0.1(S0-Se)+3.57反硝化去反硝化去除的除的N7.14氨氧化的氨氧化的Nn出水碱度出水碱度=250+0.1(170)+3.57197.1429n=128mg/Ln经过计算进水总经过计算进水总N中约有中约有4mg/L氮转化为生物体氮转化为
46、生物体在属剩余污泥中在属剩余污泥中,这局部可不予计算这局部可不予计算.剩余污泥剩余污泥1360kg/d约约12%含含N,163.2kg/d,相当于进水满足相当于进水满足规定规定,可不要参加碱可不要参加碱脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering2.生物除磷设计计算生物除磷设计计算当仅需除磷时，宜采用厌氧当仅需除磷时，宜采用厌氧好氧法好氧法AP/O法。法。1生物反响池的容积，按活性污泥一生物反响池的容积，按活性污泥一般公式计算时，反响池中厌氧区般公式计算时，反响池中厌氧区池和好氧区池之比，宜为池和好氧区池之比，宜为1:21:3；2生物反响池中厌氧区池的容积，生物反响池中厌氧区池的容积，可按以下公式计算：可按以下公式计算：Vp=tpQtp是厌氧区停留时间是厌氧区停留时间.脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering脱脱N除除P工艺计算工艺计算Water Pollution Control Engineering
