水的生物处理理论与应用第二十一章生物处理新技术.ppt

第二十一章 生物处理新技术,课程内容,生物脱氮除磷新工艺生物脱氮原理生物脱氮工艺生物除磷原理生物除磷工艺同步脱氮除磷工艺,活性污泥法新工艺氧化沟A-B生物脱氮除磷工艺间歇式活性污泥法（SBR法）膜生物反应器,思考题习题,谢谢！,结束,生物脱氮原理,氮在水中的存在形态与分类 氨化与硝化反应过程 硝化反应的条件 反硝化 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,返回,氨化与硝化反应过程,返回,硝化反应的条件,（1）好氧状态：DO2mg/L；1gNH3-N完全硝化需氧4.57g硝化需氧量。（2）消耗废水中的碱度：1gNH3-N完全硝化需碱度7.1g（以CaCO3计），废水中应有足够的碱度，以维持PH值不变。（3）污泥龄C（10-15）d。（4）BOD520mg/L。,返回,反硝化-1,反硝化包括异化反消化和同化反消化，以异化反消化为主 反硝化菌在DO浓度很低的环境中，利用硝酸盐中的氧（NOX-O）作为电子受体，有机物作为碳源及电子供体而得到降解。当利用的碳源为甲醇时：NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.056C5H7CO2+0.47N2+1.68H2O+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，实际是利用了硝酸盐中的氧，每还原1gNO3N所利用的氧量约2.6g。,反硝化-2,当缺乏有机物时，则无机物如氢、Na2S等也可作为反硝化反应的电子供体（1）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NO3O为电子受体，以有机物的氢为电子供体（2）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化途径同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化（还原为N2），但以异化反硝化为主。（3）反硝化反应的条件,反硝化反应的条件,DO0.5mg/L，一般为0.20.3mg/L（处于缺氧状态），如果DO较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，阻碍NO3O成为电子受体而使N难还原成N2。但是反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。反硝硝化菌以在缺氧好氧交替的环境中生活为宜。BOD5/TN35，否则需另投加有机碳源，现多采用CH3OH，其分解产物为CO2+H2O，不留任何难降解的中间产物，且反硝化速率高。目前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物。还原1g硝态氮能产生3.57g碱度（以CaCO3计），而在硝化反应中，1gNH3N氧化为NO3-N要消耗7.14g碱度，在缺氧好氧中，反硝化产生的碱度可补偿硝化消耗碱度的一半左右。,内源反硝化,微生物还可通过消耗自身的原生质进行所谓的内源反硝化 C5H7NO2+4NO3-5CO2+NH3+2H2+4OH-内源反硝化的结果是细胞物质减少，并会有NH3的生成。废水处理中不希望此种反应占主导地位，而应提供必要的碳源。,返回,硝化、反硝化反应中氮的转化,表21-1 硝化过程中氮的转化,表24-2 反硝化反应中氮的转化,返回,生物脱氮工艺,传统活性污泥法脱氮工艺 缺氧好氧活性污泥法（A1/O工艺）A1/O工艺的影响因素 A1/O工艺设计,返回,传统活性污泥法脱氮工艺,二级活性污泥生物脱氮工艺 点击此处观看工艺流程,三级活性污泥生物脱氮工艺 点击此处观看工艺流程,返回,缺氧好氧活性污泥法（A1/O工艺）,分建式缺氧好氧活性污泥生物脱氮（前置反硝化生物脱氮工艺）合建式A1/O工艺 A1/O工艺的优缺点,返回,分建式缺氧好氧活性污泥生物脱氮（前置反硝化生物脱氮工艺）,硝化液一部分回流至反硝化池，池内的反硝化脱氮菌以原污水中的有机物作碳源，以硝化液中NOX-中的氧作为电子受体，将NOX-N还原成N2，不需外加碳源。反硝化池还原1gNOX-N产生3.57g碱度，可补偿硝化池中氧化1gNH3N所需碱度（7.14g）的一半，所以对含N浓度不高的废水，不必另行投碱调PH值。反硝化池残留的有机物可在好氧硝化池中进一步去除。,返回,合建式A1/O工艺,点击此处观看合建式A1/O工艺过程,返回,A1/O工艺的优缺点,优点：同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用。反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。因为好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质（残留有机物进一步去除）。缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可弥补好氧池中硝化需要碱度的一半。（减轻了好氧池的有机物负荷，碱度可弥补需要的一半）。缺点：脱氮效率不高，一般N=（7080）%好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐，如二沉池运行不当，则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。,返回,A1/O工艺的影响因素-1,1.水力停留时间t t反硝化2h，t硝化6h，t硝化：t反硝化=3：1，N达到（70-80）%，否则N2.进入硝化好氧池中BOD580mg/L3.硝化好氧池中DO=2mg/L4.反硝化缺氧池污水中溶解氧性BOD5/NO3-N的比值应大于4，以保证反硝化过程中有充足的有机碳源。5.混合液回流比RN：RN不仅影响脱氮效率，而且影响动力消耗。,A1/O工艺的影响因素-2,6.MLSS3000mg/L，否则N。7.污泥龄C（ts）应为30d。8.硝化段的污泥负荷率：BOD5/MLSS 负荷率0.18kgBOD5/（kgMLSSd）；硝化段的TKN/MLSS负荷率0.05kgTKN/KgMLSS.d。9.温度：硝化最适宜的温度2030。反硝化最适宜的温度2040。10.PH值：硝化最佳PH=88.4。反硝化最佳PH=6.57.5。11.原污水总氮浓度TN30mg/L。,返回,A1/O工艺设计,设计要点（1）BOD5/MLSS负荷率0.18kg BOD5/kgMLSSdTKN/MLSS负荷率0.05kg TKN/kgMLSSd（2）反硝化池进水溶解性BOD5浓度与NOX-N浓度之比值，即S-BOD5/NOX-N4。（3）水力停留时间t。t缺氧：t好氧=1：（34）一般t好氧6h，t缺氧2h。（4）污泥回流比R=（50100）%混合液回流比RN=（300400）%（5）MISS3000mg/L（6）C（tS）30d（7）氧化1gNH4-N需氧4.57g，并消耗7.14g碱度；而反硝化1g NOX-N生成3.57g碱度，并消耗1.72gBOD5，同时还提供2.6gO2。（8）需氧量：O2=aSr+bNr-bND-CXW 设计计算,返回,A1/O工艺设计计算-1,（1）选定FS（BOD污泥负荷率）SVI回流污泥浓度XR，r=1（2）确定污泥回流比R算出曝气池混合液污泥浓度X（3）混合液回流比（4）生化反应池总有效容积V（5）按推流式设计，确定反应池主要尺寸 a.取有效水深H1，一般为3.56m；b.反应池总表面积；c.每组反应池表面积S=S总/n，式中：n分组数；d.确定廊道宽(b)和廊道数m 使b/H1=12，算出单组曝气池长度L1=S/b 使L1/b10,A1/O工艺设计计算-2,（6）污水停留时间（7）取A1:O段停留时间比为1:(34)，分别求出A1、O段的停留时间，从而算出A1、O段的有效容积。（8）每日产生的剩余污泥干量W（kg/d）及其容积量q（m3/d）a.每日产生的剩余污泥干量W（kg/d）b.剩余污泥容积量q（m3/d）（9）污泥龄（10）曝气系统需氧量O2=aSr+bNr-bNd-cXw（kg/d）（11）曝气系统其它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扳搅拌器，其功率按35W/m3计算。,返回,生物除磷原理,1.聚磷菌（小型革兰式阴性短杆菌）：该菌在好氧环境中竞争能力很差，然而它却能在细胞内贮存聚羟基丁酸（PHB）和聚磷酸菌（Ploy-P）。2.聚磷菌在厌氧环境中，它可成为优势菌种，吸收低分子的有机酸，并将贮存于细胞中的聚合磷酸盐中的磷水解释放出来。3.聚磷酸菌在其后的好氧池中，它将吸收的有机物氧化分解，同时能从污水中变本加厉地、过量地摄取磷，在数量上远远超过其细胞合成所需磷量，降磷以聚合磷酸盐的形式贮藏在菌体内而形成高磷污泥，通过剩余污泥排出。所以除磷效果较好。,返回,生物除磷工艺,A2/O除磷工艺 弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺,返回,A2/O除磷工艺,工艺流程工艺特点影响因素工艺设计,返回,A2/O除磷工艺流程,回流污泥中的聚磷菌在厌氧池可吸收去除一部分有机物，同时释放出大量磷，然后混合液流入后段好氧池，污水中的有机物得到氧化分解，同时聚磷菌将变本加厉地、超量地摄取污水中的磷，通过排放高磷污泥而使污水中的磷得到有效去除。污泥中磷的含量2.5以上。BOD590；P（7080）；磷的出水浓度1.0mg/L ATP+H2OADP+H3PO2+能量 ADP+H3PO4+能量ATP+H2O（H3PO4用于合成聚磷酸盐）发酵产酸菌将废水中的大分子物质降解为低分子脂肪酸类有机物，聚磷菌才能加以利用以合成PHB或通过PHB的降解来过量摄取磷，当发酵产酸菌的作用受到抑制时（如NO3存在），则P降低。PHB-聚羟基丁酸（PHB）聚磷菌在厌氧条件下，能够将其体内储存的聚磷酸盐分解，以提供能量摄取废水中溶解性有机物，合成并储存PHB。生物除磷基本原理：在好氧状态下，降解经聚磷菌所合成并储存的PHB，并放出能量以使聚磷菌过量摄取磷，将磷以聚合磷酸盐形式贮存菌体内而形成高磷污泥。,返回,A2/O除磷工艺特点,1.工艺流程简单，无混合液回流，其基建费用和运行费用较低，同时厌氧池能保持良好的厌氧状态。2.在反应池内水力停留时间较短，一般为36h，其中厌氧池12h，好氧池24h。3.沉淀污泥含磷率高，一般（2.54）左右，故污泥 效好。4.混合液的SVI100,易沉淀，不膨胀5.BOD90；P（7080）；当P/BOD5比值高，剩余污泥产量小，使P难以提高。6.沉淀池应及时排泥和污泥回流，否则聚磷菌在厌氧状态下，产生磷的释放，降低P。7.反应池内X=27003000 mg/L,返回,A2/O除磷工艺影响因素,1.DO:厌氧池DO（0.20.3 mg/L）0,NOX0,以保证严格的厌氧状态 好氧池：DO2mg/L。2.在厌氧池 BOD5/T-P（2030），否则P下降。3.在厌氧池 NOX：因为NOX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NOXN0.1KgBOD5/KgMLSS.d,其P较高。6.温度：530其除磷效果较好。13时，聚磷菌对磷的释放和摄取与温度无关。7.PH68，聚磷菌对磷的释放和摄取都比较稳定。,返回,A2/O除磷工艺设计,1.设计参数（1）t水力停留时间（h）：厌氧段12h；好氧段24h总的生化反应池停留时间36h。（2）厌氧池：DO0（0.20.3 mg/L）；NOX-O0,好氧池：DO:2mg/L（3）进水中S-P/S-BOD0.06（4）反应池混合液污泥浓度X27003000 mg/L（5）污泥负荷率NS:0.18KgBOD5/KgMLSS.dNS0.1KgBOD5/KgMLSS.d（6）好氧池的TKN/MLSS 0.05 KgTKN/KgMLSS.d（7）污泥回流比R=（50100）（8）二沉池沉淀污泥中磷的含量在2.5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。2.设计计算,返回,A2/O除磷工艺设计计算,（1）选定BOD5污泥负荷率NS和MLSS浓度X（2）计算生化反应池总有效容积V V=KQLa/NSX(m3)式中：La原污水BOD5浓度，mg/L Q平均日污水量，m3/d K污水日变化系数（3）根据厌氧段：好氧段1：（23）来求厌氧池和好氧池的容积（4）按推流式设计，确定反应池主要出尺寸（5）水力停留时间 t=V/KQ(h)污泥龄 tsVX/W(日)式中：W排放剩余污泥量Kg/d（6）剩余污泥量计算同A1/O工艺（7）需氧量O2 Kg/d及曝气系统的设计和普通活性污泥法相同。（8）厌氧段的布置与A1/O工艺的缺氧段相同,返回,弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺,概述流程优缺点,返回,Phostrip除磷工艺概述,Phostrip工艺是由Levin在1965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成的。该工艺将A2/O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，污泥停留时间一般为512h，水力表面负荷应小于20m3/（m2d）。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100mg/L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，该含磷污泥可作为农业肥料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理。Phostrip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，所以Phostrip工艺具有高效脱氮除磷功能。,返回,Phostrip除磷工艺流程,废水经曝气好氧池，去除BOD5和COD，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。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进入混凝沉淀池，投回石灰形成Ca3（PO4）2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,Phostrip除磷工艺优缺点,Phostrip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，Phostrip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。但该工艺流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。,返回,同步脱氮除磷工艺,在厌氧好氧生物除磷工艺（A2/O工艺）中，加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的，使A2/O工艺同时具有去除BOD5、SS、N、P的功能。厌氧缺氧好氧（A2/O）生物脱氮除磷工艺A2/O同步脱氮除磷的改进工艺 DAT-IAT工艺 MSBR工艺 UNITANK工艺,返回,厌氧缺氧好氧（A2/O）生物脱氮除磷工艺,原理流程影响因素存在的问题改进措施设计,返回,A2/O工艺原理,在首段厌氧池进行磷的释放使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降，另外NH3-N因细胞合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降，但NH3-N浓度没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度继续下降，NO3-N浓度大幅度下降，但磷的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，其浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，NO3-N浓度显著增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。,返回,A2/O工艺流程,返回,A2/O合建式工艺中，厌氧、缺氧、好氧三段合建，中间通过隔墙与孔洞相连。厌氧段和缺氧段采用多格串连为混合推流式，好氧段则不分隔为推流式。第一期工程设两座反应池，每池五个廊道，第一、二廊道分8格，前四格为厌氧段，后四格为缺氧段，均采用水下搅拌器搅拌。第三、四、五廊道不分格为好氧段，采用鼓风曝气。,A2/O工艺影响因素,1.污水中可生物降解有机物的影响 2.污泥龄ts的影响 3.DO的影响 4.NS的影响 5.TKN/MLSS负荷率的影响（凯氏氮污泥负荷率的影响）6.R与RN的影响,返回,A2/O工艺存在的问题,该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得较好的效果。其原因是：回流污泥全部进入到厌氧段。好氧段为了硝化过程的完成，要求采用较大的污泥回流比，（一般R为60%100%，最低也应40%），NS较低硝化作用良好。但由于回流污泥将大量的硝酸盐和DO带回厌氧段，严重影响了据磷菌体的释放，同时厌氧段存在大量硝酸盐时，污泥中的反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱N完全后才开始磷的厌氧释放，使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大大减少，使出磷效果。如果好氧段硝化不好，则随回流污泥进入厌氧段的硝酸减少，改变了厌氧环境，使磷能充分厌氧释放，P，但因硝化不完全，故脱氮效果不佳，使N.,返回,A2/O工艺改进措施,1.将回流污泥分两点加入，减少加入到厌氧段的回流污泥量，从而减少进入厌氧段的硝酸盐和溶解氧。2.提升回流污泥的设备应用潜污泵代替螺旋泵，以减少回流污泥复氧，使厌氧段、缺氧段的DO最小。3.厌氧段和缺氧段水下搅拌器功率不能过大（一般为3W/m3）否则产生涡流，导致混合液DO。4.原污水和回流污泥进入厌氧段，缺氧段应为淹没入流，减少复氧5.低浓度的城市污水，应取消沉淀池，使原污水经沉砂后直接进入厌氧段，以便保持厌氧段中C/N比较高，有利于脱氮除磷。6.取消硝化池，直接经浓缩压滤后作为肥料使用，避免高磷污泥在消化池中将磷重新释放和滤出，使使P。7.应控制好以下几个参数 好氧段：NS0.18KgBOD5/（KgMLSS.d），否则异氧菌会大大超过硝化菌，使硝化反应受到抑制 厌氧段：NS0.1KgBOD5/（KgMLSS.d），要有一定的有机物量，否则除磷效果会急剧下降。好氧段：TKN的污泥负荷率：应小于0.05KgBOD5/（KgMLSS.d）缺氧段：S-BOD5/NOXN4,返回,A2/O工艺设计,1.设计要点（1）水力停留时间t（h）：总共68h。厌氧段：缺氧段：好氧段1：1：（34）（2）总有效容积V=Qt总；而各段按其水力停留时间的比例来求定。（3）污泥回流比R=（25100）；混合液回流比RN200（4）BOD5的污泥负荷率NS 好氧段：NS0.18KgBOD5/（KgMLSS.d）厌氧段：NS0.1KgBOD5/（KgMLSS.d），沉淀池污泥中磷的含量在2.5以上 好氧段：TKN/MLSS0.05KgBOD5/（KgMLSS.d）缺氧段：BOD5/NOXN4（5）厌氧段进水：P/BOD50.06（6）反应器的污泥浓度MLSS=30004000 mg/L（7）DO 好氧段：DO=2 mg/L,缺氧段：DO 0.5mg/L,厌氧段：DO 0.2mg/L,NOXO=0 mg/L,（8）需氧量计算与A1/O工艺相同，曝气系统布置与普通活性污泥法相同（9）剩余活性污泥计算与A1/O工艺相同 2.设计计算,返回,A2/O工艺设计计算,（1）确定总的停留时间与各段的水力停留时间选定BOD5污泥负荷率NS和MLSS浓度X（2）根据水力停留时间求总有效容积与各段的有效容积按推流式设计，确定反应池主要出尺寸（3）按推流式设计，确定反应池的主要尺寸（与A1/O相同）（4）剩余污泥量计算同A1/O工艺（5）需氧量计算与A1/O工艺相同，曝气系统的布置和普通活性污泥法相同。（6）厌氧段、缺氧段都宜分成串连的几个方格，每个方格内设置一台水下叶片式浆板或推流式搅拌器，起混合搅拌作用，防止污泥沉淀，所需功率按35W/m3污水来计算。,返回,A2/O同步脱氮除磷的改进工艺,UCT工艺 MUCT工艺 OWASA工艺,返回,UCT工艺,A2/O工艺回流污泥中的NO3-N回流至厌氧段，干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放，降低磷的去除率。UCT工艺（图21-8）将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回的NO3-N在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液一部分再回流至厌氧段，这样就避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，提高了磷的去除率，也对脱氮没有影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于70%。如果入流污水的BOD5/TKN或BOD5/TP较低时，为了防止NO3-N回流至厌氧段产生反硝化脱氮，发生反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性BOD5而降低除磷效果，此时就应采用UCT工艺。,返回,MUCT工艺-1,MUCT工艺是UCT工艺的改良工艺，其工艺流程如下图所示。,为了克服UCT工艺图二套混合液内回流交叉，导致缺氧段的水力停留时间不易控制的缺点，同时避免好氧段出流的一部分混合液中的DO经缺氧段进入厌氧段而干扰磷的释放，MUCT工艺将UCT工艺的缺氧段一分为二，使之形成二套独立的混合液内回流系统，从而有效的克服了UCT工艺的缺点。,MUCT工艺-2,深圳市南山污水处理厂采用MUCT工艺，其脱氮除磷总规模为73.6104m3/d，分二套系统进行建设，第一套系统规模为35.2104m3/d（已建成一级处理部分），第二套系统的建设规模为38.4104m3/d。南山污水处理厂设计进水水质为：进水BOD5：150mg/L，COD：300 mg/L，SS：150 mg/L，无机氮（以NH3N为主）为40 mg/L，活性磷酸盐为3.5 mg/L。设计出水水质为：COD：100.54 mg/L，活性磷酸盐：1.52 mg/L，无机氮（以NH3N计）：10.16mg/L，大肠菌群为4.34106个/L。南山污水处理厂第二套系统的MUCT生化池设计规模为38.4104m3/d，峰值系数采用1.2，共设2组，每组分2座。单组尺寸LBH=99.65m104.80m7.20m，有效水深为6.50m。其主要设计参数为：停留时间为8.27h（厌氧段、缺氧段、好氧段分别为1.11、2.34、4.82h），污泥负荷为0.135kgBOD5/（kgMLSSd），混合液浓度为33.5gMLSS/L，夏、冬季的污泥龄分别为10、15d，一级污泥回流比为250%，最大需气总量为2070m3/min，最大气水比为7.8：1。,MUCT工艺-3,深圳南山污水处理厂MUCT工艺具有如下的功能特点：1.MUCT可调节分配至厌氧段和缺氧段的进水比例，以便为同时生物除磷脱氮提供最优的碳源；2.MUCT可根据进水碳氮比将一个或二个缺氧单元转换为好氧单元，即使是在冬季也能得到令人满意的脱氮效果；3.污泥回流采用二级回流，回流污泥在第一个缺氧单元内就消耗掉了溶解氧和硝态氮，这使得回流至厌氧段的污泥中硝态氧为零，保证了厌氧池的厌氧状态，从而可以减小厌氧池的容积，提高生物除磷效果；4.根据实际水质情况也可直接将活性污泥回流至厌氧段使MUCT按A/A/O方式运行，此时可以省掉第一级回流，节省能耗；5.不需根据进水TKN/COD值对回流硝酸盐量进行实时控制。,返回,OWASA工艺,南方许多城市的城市污水BOD5浓度往往较低，造成城市污水中的BOD5/TP和BOD5/KN太低，使A2/O工艺脱氮除磷效果显著下降。为了改进A2/O工艺这一缺点，OWASA工艺（见下图）将A2/O工艺中初沉池的污泥排至污泥发酵池，初沉污泥经发酵后的上清液含大量挥发性脂肪酸，将此上清液投加至缺氧段和厌氧段，使入流污水中的可溶解性BOD5增加，提高了BOD5/TP和BOD5/TKN的比值，促进磷的释放与NO3-N反硝化，从而使脱氮除磷效果得到提高。,返回,DAT-IAT工艺,工艺流程运行过程工艺特点,返回,DAT-IAT工艺流程,该工艺是连续进水、连续间歇曝气工艺，它是利用单一SBR反应池实现连续运行的新型SBR工艺。该工艺由DAT和IAT双池串联组成，DAT池连续进水、连续曝气（也可间歇曝气）；IAT池连续进水、间歇曝气，排水和排泥均从IAT排出，其平面布置见下图。,返回,DAT-IAT工艺运行过程-1,1.进水阶段 不象常规SBR工艺间歇进水，而DATIAT工艺，污水连续进入DAT，然后连续流入IAT，进水操作控制简单，DATIAT双池系统也避免了水流短路。2.反应阶段 污水首先在DAT池中连续曝气，池中水流呈完全混合流态，绝大部分有机物在此得到降解。经DAT处理后的混合液，通过两池间的二道导流墙组成的导流区，连续不断地进入IAT池，IAT间歇曝气以进一步去除有机物，使处理出水达到排放标准。,表21-3 DATIAT反应池周期运行过程,注：DAT池为连续曝气，也可间歇曝气，使之处于缺氧、厌氧状态，以增强该工艺的脱氮除磷能力。,DAT-IAT工艺运行过程-2,3.沉淀阶段 沉淀阶段仅发生在IAT池。当IAT停止曝气后，活性污泥絮体静态沉淀，与上清液分离。DAT流入IAT的混合液流速很低，不会对IAT的污泥产生扰动，所以沉淀效率显著高于一般沉淀池的动态沉淀。4.排水阶段 排水阶段只发生在IAT池。当池内水位上升到最高水位时，沉淀阶段结束，设置在IAT末端的滗水器开动，将上清液缓慢地排出池外，当池内水位降到最低水位时停止滗水。5.待机阶段 在IAT池滗水后，便完成了一个运行周期，两周期间的间歇时间就是待机阶段。该时段时间的长短或取消，可根据污水的性质和处理要求来定。,返回,DAT-IAT工艺特点,1.连续进水，IAT池又具有常规SBR池间歇曝气、沉淀与排水操作过程，不但进水操作控制简单，还可以根据污水的水质水量的变化调整IAT的运行周期和曝气时间，使之处于最佳工况，造成缺氧或厌氧环境，达到脱氮除磷目的。2.在保证沉淀分离效果的前提下，对于曝气池与二沉池合建式构筑物，应尽可能提高曝气容积比，以减少池容和降低基建投资。DATIAT工艺的曝气容积比为66.7%，高于常规SBR反应池的（5060）%，更大于三沟式氧化沟的（4050）%，所以DATIAT工艺的基建投资较省。3.采用虹吸式滗水器运行可靠、结构简单、易于操作，并且价格低廉，但它滗水深度调节范围小，不能在滗水深度变化大的情况下使用。同时与其它类型滗水器一样需要水位差，增加了污水处理厂的总水头损失。,返回,MSBR工艺,工艺概述工艺组成工艺原理工艺运行方式主要设计参数工艺特点,返回,MSBR工艺概述,MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)工艺是80年代初期发展起来的改良式SBR工艺，目前主要在北美和南美应用，而在韩国汉城和我国深圳盐田污水处理厂也采用该工艺。MSBR工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程，它是由A2/O系统与常规SBR系统串联组成，具有二者的全部优点。因而它具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的功能，出水水质稳定。特别是回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩区，浓缩后污泥经缺氧区再进入厌氧区，这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌氧区的量，也减少了VFA因回流而造成稀释，增加了厌氧区的实际停留时间，所以大大提高了除磷效率。,返回,MSBR工艺组成,MSBR工艺系统由三个主要部分组成其平面布置如上图所示。1.A2/O：由厌氧区缺氧区好氧区组成。2.污泥回流浓缩：由浓缩池缺氧区组成。3.二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的SBR池。在SBR池前段设置底部穿孔挡板，使得SBR池后段的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这样SBR池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，而非一般的沉淀作用。,返回,MSBR工艺原理,原污水和回流污泥同时进入厌氧池搅拌混合，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快速降解有机物在此进行充分释磷，然后其混合液由厌氧池进入缺氧池，与好氧池来的含大量NOXN的回流混合液搅拌混合，进行反硝化脱氮，反硝化后的混合液流入好氧池，在此进行硝化、有机物降解和聚磷菌超量吸磷。经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池，另一部分混合液进入SBR2池，经沉淀后上清液排放。此时另一边的SBR1池进行搅拌、曝气、预沉，起着反硝化、硝化、有机物降解的作用，沉下的污泥作为回流污泥，首先进入浓缩池浓缩，其上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥进入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，同时对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流污泥中的硝酸盐浓度，使由缺氧池进入厌氧池的回流污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧池中厌氧释磷提供了更为有利的条件。,返回,MSBR工艺运行方式-1,MSBR由6个时段组成一个运行周期，而每个运行周期由二个半运行周期组成，前3个时段（120min）组成第一个半运行周期，后3个时段（120min）组成第二个半运行周期，在两个相邻的半周期内，除二个SBR池的运行方式不同外，其余各个单元的运行方式完全一样。原污水由单元厌氧区进入，流经单元缺氧区、单元好氧区，在第一个半周期内从单元 SBR2出水。而在第二个半周期内原污水同样由单元进入，流经单元、，出水则从单元 SBR1出水。第一个半周期内，单元 SBR2起沉淀作用，并从SBR-2出水；而在第二个半周期内则是单元 SBR1起沉淀作用，并从SBR-1池出水。MSBR系统的回流由污泥回流和混合液回流二部分组成，而污泥回流有浓缩污泥回流路径和上清液回流路径。其MSBR的运行状态和回流系统见图21-12与表21-4。,MSBR工艺运行方式-2,表21-4 MSBR工艺运行方式,返回,MSBR工艺主要设计参数,1.污泥龄ts=720d；以生物除磷为主ts应取较小值，以生物脱氮为主则ts应取大值;2.平均混合液污泥浓度MLSS=22003000mg/L；3.水力停留时间t=1214h；4.池深3.506.00m，对缺氧池和厌氧池可达8.00m；5.混合液回流比1.31.5，浓缩污泥回流比0.30.5，活性污泥回流比1.31.5。,返回,MSBR工艺特点,MSBR比常规SBR工艺具有以下特点：1 MSBR系统原污水从连续运行的单元厌氧区进入，而不是从常规SBR单元进水，这样将大部分好氧量从SBR池转移到连续运行的A2/O系统的主曝气池中，从而将需氧量也转移到主曝气池中，改善了设备的利用率。2 MSBR系统原污水进入A2/O系统，由于生化反应与反应物的浓度有关，所以加速了厌氧反应速率、反硝化速率、BOD5降解速率和硝化反应速率，从而改善了系统的整体处理效果，提高了出水水质。3 MSBR具有最新的除磷工艺专利：回流污泥经浓缩区和缺氧区再进入厌氧区，大大地减少了带入厌氧区的硝酸盐和溶解氧量，从而比常规SBR工艺的除磷效果要高得多。4 MSBR工艺是由A2/O工艺和SBR工艺串联组成，具有二者的全部优点。,返回,UNITANK工艺,概述操作过程特点,返回,UNITANK工艺概述,UNITANK工艺是比利时史格斯清水公司（SEGHERS ENGINEERING WATER NV）于90年代初开发的专利，取名为UNITANK。已为世界和我国广泛采用。原污水经格栅与沉沙池预处理后连续进入UNITANK反应池，该反应池由三个矩形池相连组成，三个池水流相连通，每个池中均设有曝气供氧设备，可采用鼓风曝气或表面机械曝气。在外边两侧矩形池，设有固定出水堰与剩余污泥排放口。外边的两侧矩形池交替作为曝气池和沉淀池，而中间一只矩形池只作曝气池。连续进入该系统的污水，通过控制进水闸可分时序分别进入三个矩形池中任意一只，采用连续进水、出水，周期交替运行。,返回,UNITANK工艺操作过程-1,去除有机物与脱氮除磷的UNITANK工艺运行过程见下图：,UNITANK工艺操作过程-2,该运行过程通过进行灵活的时间与空间控制，并适当增加水力停留时间，就可具有去除污水中的有机物和脱氮除磷的功能。在第一个运行阶段，污水交替进入左侧池和中间池，左侧池作为缺氧搅拌反应器，反硝化菌以污水中的有机物为电子供体，对前一个运行阶段产生的硝态氮进行反硝化脱氮；然后释放前一个运行阶段沉淀的含磷污泥中的磷。当中间池曝气运行时，去除有机物和进行硝化与吸收磷；当中间池进水并搅拌时，则进行反硝化脱氮，同时污泥也由左向右推进，右侧池进行沉淀。泥水分离，上清液作为处理水溢出，含磷污泥的一部分作为剩余污泥排放。在进入第二个运行阶段前，污水只进入中间池，使左侧池中尽可能完成硝化反应。其后左侧池停止曝气，作为沉淀池。进入第二个运行阶段，污水交替进入右侧池和中间池，污水由右向左流动，处理过程与第一个运行阶段相同。,返回,UNITANK工艺主要特点,1.结构紧凑，一体化，三个矩形池组成一个单元。一个处理厂可由若干个单元组成，均可利用公共池壁，同一单元的三个矩形池之间水力相通，中间池壁不受单向水压，所以基建费用低，占地少。2.与常规SBR工艺相比,该工艺连续进水，运行管理简单。3.与常规SBR工艺相比，该工艺反应池有效容积能得到连续使用，不需设闲置阶段。另外采用固定式出水堰出水,不需设置滗水器。4.各池之间采用渠道配水，并在恒水位下交替运行，减少了管道、阀门、水泵等设备的数量，水头损失小，降低了运行成本。,返回,氧化沟,氧化沟的类型 点击此处查看氧化沟运行景观氧化沟污水厂工艺流程 氧化沟的特征 氧化沟的构造及主要组成部分 氧化沟的设计计算 氧化沟设计注意点与三沟式氧化沟的设计,返回,氧化沟的类型,基本型：转刷曝气 卡鲁塞尔式（Carrousel）氧化沟 三沟式氧化沟 奥巴勒（Orbal）氧化沟 曝气沉淀一体化氧化沟 侧渠形一体氧化沟 船形一体化氧化沟 二沉池交替运行的氧化沟,返回,基本型：转刷曝气,返回,点击此处查看其运行工况,卡鲁塞尔式（Carrousel）氧化沟,返回,三沟式氧化沟,返回,点击此处查看三沟式氧化沟运行情况,特点：流程简单，无需设置初沉池、二沉池和污泥回流设备；处理效果稳定、管理方便；基建费用低、占地少；具有脱氮除磷功能。,奥巴勒（Orbal）氧化沟,返回,点击此处查看实物照片,曝气沉淀一体化氧化沟,返回,特点：（1）将二沉池建在氧化沟内，完成曝气沉淀二个功能（2）隔墙、三角形导流板、集水管（3）机械表曝（4）占地省，不要污泥回流系统，节省基建费用和运行费用,船形一体化氧化沟,返回,二沉池交替运行的氧化沟,返回,氧化沟的特征,水流混合特征 具有完全的混合式特征，同时在某些段内又具有某些推流式特征。存在着好氧区、缺氧区、甚至是厌氧区，有利于生物脱氮除磷 工艺方面的特征（1）工艺流程简单，运行管理方便（2）剩余污泥少，污泥性质稳定（3）耐冲击负荷（4）处理效果稳定，出水水质好（5）基建费用和运行费用低，分别比普通活性污泥法低4060和3050（6）其水深取决于采用的曝气设备，一般为2.58.0m，国内氧化沟水深一般在3.55.2m,返回,氧化沟的构造及主要组成部分,曝气设备：作用供氧、混合防止活性污泥沉淀，推动混合液循环流动等功能 水平轴曝气转刷（转盘）垂直轴表面曝气器 进出水口位置 污水入流口在缺氧区的始端附近 混合液出口应在曝气设备的好氧位置，并应设出水溢流堰 回流污泥入流口应在污水流入位置附近 入流应设配水井,返回,氧化沟的设计计算,氧化沟的容积V 需氧量G剩余污泥量WX(V)曝气时间t 污泥回流比R 污泥负荷率NS,返回,氧化沟的容积V,式中：Q污水平均日流量 m3/sY污泥净增长系数：（KgMLSS/KgBOD5）Lo,Le分别为进、出水BOD5浓度ts污泥龄（日）：,X混合液悬浮固体浓度（MLSS）,(g/m3)一般为25005000mg/L,返回,需氧量G,G是以下部分的代数和降解BOD5的需氧量：,硝化需氧量：,排放剩余活性污泥Wx所造成减少的BOD5量，因此部分BOD5并未耗氧，应予以扣除：,反硝化过程的产氧量：,排放剩余活性污泥Wx所造成减少的NH3-N,因为此部分NH3-N不耗氧，应予以扣除：,式中：Q污水设计流量 m3/dWx剩余活性污泥排放量（Kg/d）,分别为进、出水氨氮浓度（mg/L、g/m3）NO3还原的NO3浓度（mg/L、g/m3）将G折算成标准状态下的需氧量，再来选曝气设备,返回,剩余污泥量WX(V),推导：1/ts=aNrs-b 即1/c=YNrs-Kd,式中：Q设计污水流量m3/d Lr(Lo-Le),去除的BOD5浓度mg/Lts污泥龄（d）a污泥产率系数：KgMLSS/KgBOD5，对于城市污水，a一般为0.50.65b污泥自身氧化率（d-1）,对于城市污水，b一般为0.050.1 d-1,返回,曝气时间t,t=V/Q,返回,污泥回流比R,R=X/(XR-X)100式中：X氧化沟混合液污泥浓度mg/LXR二沉池底流污泥浓度mg/L,返回,污泥负荷率NS,（KgBOD5/KgMLVSS.d）,返回,氧化沟设计注意点与三沟式氧化沟的设计,氧化沟设计注意点三沟式氧化沟的设计,返回,氧化沟设计注意点,（1）目前通常将