双污泥反硝化除磷及资源回收课件.pptx

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1、,主要内容,1技术背景,3 反硝化除磷机理及诱导结晶磷回收技术简介,2 传统除磷脱氮存在的矛盾,4 双泥系统诱导结晶除脱氮工艺原理及技术优势,5 相关研究工作及成果,研究结论与展望,1技术背景,背景,主要湖泊总氮、总磷严重超标，富营养化问题突出，“三湖”（太湖、巢湖、滇池）水质均为劣类，蓝藻暴发现象频繁发生,Algal bloom at Lake Taihu,China，May 2007,Algal bloom at Lake Dianchi,China，June 2007,Algal bloom at Chaohu lake,China，June 2007,太湖由生活污水带来的氮磷负荷比重分

2、别为35.35和59.65；（盛学良,舒金华,彭补拙等.江苏省太湖流域总氮、总磷排放标准研究J.地理科学,2002,22(4):449-452.）滇池由生活污水排入的氮磷负荷占水体总氮磷负荷的53.6%和42.3%；（郭怀成,孙延枫.滇池水体富营养化特征分析及控制对策J.地理科学进展,2002,21(5):500-506）南京玄武湖由生活污水排入湖泊的氮磷负荷占湖泊总负荷的72.2%和75.7%。（金相灿等,中国湖泊环境.中国海洋出版社,1995.）,七大水系水质类别,太湖湖体水质类别,类33,劣类67,生活污水氮、磷污染贡献率,城镇污水处理厂污染物排放标准,对城市二级污水处理厂出水中N、P含

3、量做了严格限定，首次提出了TN控制要求，TP以2006年1月1日为界限分别要求。现有城镇污水处理工艺难以满足处理要求，技术改造迫在眉睫。,城镇污水处理厂污染物排放标准基本污染物允许排放浓度,磷具有单向流动的特点，一旦进入水体没有再次回到陆地的有效途径，据估计全世界磷矿储量只能维持100 年左右.污水中磷的排放量可观，我国目前仅城镇地区每年污水中排放磷量约为20.7万t，相当于每年磷矿量的37.5%左右。,污水磷回收必要性及可行性,城市污水中虽然含磷量不高,但污水处理厂的污水量大,而且因采用生物除磷工艺,厂中某些处理单元中有富磷液流产生。养殖废水及一些工业废水中也富含磷.,2 传统除磷脱氮存在的

4、矛盾,存在问题：1.碳源竞争，低碳源污水难以同时满足除磷脱氮要求2.污泥龄矛盾3.多种菌处于一个污泥体系,难以保持各自优势,释磷,NO3N,N2,碳源,碳源,剩余污泥（磷）,针对A2O工艺的不足,出现许多改进工艺,在一定程度上改善了工艺处理效果,但并没有从本质上解决矛盾,反硝化除磷现象的发现给除磷脱氮工艺带来曙光,3 反硝化除磷机理及诱导结晶磷回收技术简介,反硝化除磷机理,PAO厌氧释磷,PAO好氧超量吸磷,多聚磷水解,PO43-,ATP,PHB,有机物厌氧水解,VFA,主动运输,合成多聚磷,PHB水解,TCA循环,外源基质,ATP,NADH+O2,PO43-,H2O,PO43-,核酸,PAO

5、:完全好氧聚磷菌,氧为电子受体,DBP厌氧释磷,DBP缺氧超量吸磷,多聚磷水解,PO43-,ATP,PHB,有机物厌氧水解,VFA,主动运输,合成多聚磷,PHB水解,TCA循环,外源基质,ATP,NADH+NO3-,PO43-,H2O,PO43-,核酸,DPB:反硝化聚磷菌,N2,硝酸盐为电子受体,诱导结晶磷回收技术,MgNH4Po4(鸟粪石),0.10.2mm,0.61.5mm,磷回收产品,类磷矿石,Ca2(OH)Po4(羟基磷酸钙),0.10.2mm,0.61.5mm,磷回收产品,类磷矿石,4 双泥系统诱导结晶除脱氮工艺原理及技术优势,富磷上清液,强化除磷脱氮效果,污水中磷资源的有效回收,

6、技术理念,厌氧池,结晶反应器,进水,出水,缺氧池,硝化池,曝气吹脱池,聚磷菌与硝化菌处于两个相互独立的污泥系统，解决传统工艺存在的两者污泥龄的矛盾,反硝化聚磷菌以硝酸盐为电子受体聚磷，实现同步除磷、脱氮，一碳双用，解决碳源不足问题，同时可强化厌氧释磷效果，提高磷回收效率,辅助除磷，强化除磷脱氮效果,实现磷资源回收,5 相关研究工作及成果,模拟生活污水,小试,实际生活污水,中试,在实验室进行，影响因素、机理、模型等基础性研究,在无锡太湖新城污水处理厂进行现场实验，对实验室得出的主要参数进行调整，评价工艺运行效果,江苏省建设厅环太湖流域污水处理厂提标改造新技术研究子课题,研究方案,实验室实验装置,

7、设计流量:25L/h,结晶反应器,结晶反应器,中试实验装置,主要研究成果,适当提高污泥浓度可以较为有效地强化厌氧释磷效果.,释磷效果,VFA浓度的影响,增加碳源浓度是一种比较有效的强化厌氧释磷效果的方式,C源种类的影响,实际生活污水为碳源的反应器内4小时释磷量是以等 COD的醋酸钠为碳源的反应器内释磷量的0.5倍左右。为实验室数据到工程应用提供参考,3.4 反硝化聚磷效果,初始PH的影响,PH反硝化聚磷影响较 显著，本试验结果表明缺氧池进水的最佳PH为7。,污泥浓度的影响,污泥浓度的增加，反硝化聚磷速率也随之增加，反应结束，剩余SP浓度随污泥浓度的增加而降低,厌氧释磷量的影响,只要电子受体充足

8、，厌氧释磷量越高，聚磷量越高，对应出水SP也越低。TN去除率也有说提高,诱导结晶反应过程研究,诱导结晶反应器的设计,Q,Q,钙盐,本实验以石英砂为晶种，厌氧上清液体进入结晶反应器前曝气吹脱二氧化碳提高PH,反应器内也采用曝气方式使晶种处于流化状态，并减缓PH下降.回收方式为羟基磷酸钙(HAP).,结晶试验结果,当进水SP浓度为30mg/L时，本试验条件下诱导结晶出水在15.8 mg/L16.2mg/L,去除率为46.1%47.3%,以钙盐形式从厌氧释磷池上清液中回收磷可取得较好效果.。,3.5 工艺连续运行效果,实验配水水质,C/N 3.464.77mgCOD/mgN,COD去除效果,COD出

9、水稳定在2832mg/L，COD平均去除率为84.27%,TN去除效果,进水TN平均为48.25mg/l，出水平均在8.22mg/l左右，去除率为82.92左右。,有机氮在厌氧池中部分氨化为NH4+N，硝化池的氨氮去除率接近100，相对于单泥系统，其抗氨氮波动能力也很强,C/N比对脱氮除磷是一个关键因素。本试验C/N控制在3.464.77mgCOD/mgN内，实验结果表明，在该C/N比下脱氮效果好且稳定。,SP去除效果,在厌氧阶段，聚磷菌释磷较稳定，聚磷菌在HRT4h情况下，平均可以释放32.1mg/L.进水平均浓度5.1mg/L，出水平均浓度0.34mg/L，磷平均去除率93.26%,磷回收

10、率,表48 连续流双污泥工艺去除效果,污染物去除效果小结,原水水质,无锡市太湖新城污水处理厂中试装置及水质（2m3/d),工艺运行参数,工艺运行效果,COD去除效果,出水COD 12.1-39 mg/L,平均21.6 mg/L,去除率80%以上，其中反硝化聚磷污泥系统COD去除量占COD总去除量比率平均为65%,选取数据(2008年7月20日2008年9月30日),TP去除效果,出水TP 0.05-0.41 mg/L,平均0.19 mg/L,去除率为81.7%-95.9%,平均89.9%.,上清液TP浓度为6.87-13.04mg/L,平均9.12mg/L.由于原水COD较低且该厂污水中工业废

11、水比例较大，难降解成分较多，导致磷释放有限，但最终处理效果仍较好，因原水磷浓度较低,TN、氨氮去除效果,启动初期由于DPB尚未得到培养驯化，TN去除率较低，经12天驯化后TN去除率逐步稳定在较高水平，最后出水TN在10mg/L以下，去除率稳定在70%以上，最高可达到82%。,出水氨氮在0.12-8.91 mg/L，去除率72%-98%，平均为90.7%。厌氧池氨氮浓度的降低主要由于回流的稀释作用,结晶单元去除率及磷回收率,因厌氧上清液TP浓度较低,平均低于10mg/L,导致结晶单元去除率较低,平均只有11.5%.由磷回收率计最算公式看出,如提高进水结晶单元比例,回收率可随之提高,但本试验结晶柱

12、尺寸已定,为保证结晶柱足够停留时间,最多只能进入20%,最终磷回收率平均只有12.2%.,结晶单元磷去除率（结晶柱进水TP结晶柱出水TP）结晶柱进水TP100%,结晶单元磷去除率（结晶柱进水TP结晶柱出水TP）R%原水100%注:R%为厌氧上清液进入结晶单元比例,研究结论与展望,1、双污泥系统，解决了硝化与除磷的泥龄矛盾；2、高效高品质回收磷资源；3、最大程度地（接近100%）将污水中快速降解BOD用于反硝化，既充分利用了污水的碳源，又节省了曝气部分的能源消耗；4、逆流封闭式反硝化，从根本上解决了回流液反硝化效率低的弊病；5、高效低耗（节能减排）型自主创新技术,双污泥系统-诱导结晶磷回收工艺特点,诱导结晶反应器参数的进一步优化,应用于其它废水处理上的研究,扩大实验规模,建设示范工程,数学模型及工艺模拟,DBP微生物特性的深入研究,研究展望,城市污水处理厂改造,应用于其它废水深度处理,藻类等生物质发酵液达标处理,养殖废水厌氧上清液达标处理,应用前景,谢谢！,