第四章 污水的好氧生物處理--活性污泥法2除磷脫氮工藝設(shè)計(jì)

1、回顧： 活性污泥法設(shè)計(jì)計(jì)算a. 曝氣池體積的設(shè)計(jì)計(jì)算曝氣池體積的設(shè)計(jì)計(jì)算 有機(jī)物負(fù)荷率法有機(jī)物負(fù)荷率法 污泥泥齡法污泥泥齡法 水力停留時(shí)間法水力停留時(shí)間法v00LQSXLQSsV)1 (X )SS(QYe0cdcKVQVHRT 回顧： 活性污泥法設(shè)計(jì)計(jì)算b.剩余污泥計(jì)算剩余污泥計(jì)算c. 需氧量的計(jì)算需氧量的計(jì)算按污泥泥齡計(jì)算按污泥泥齡計(jì)算: cVXX按表觀產(chǎn)率系數(shù)計(jì)算：按表觀產(chǎn)率系數(shù)計(jì)算： XvQ)SS(Ye0obs耗氧量= 去除的bCOD-合成微生物的CODO2 = Q (S0-Se）/0.68-1.42Xv生物脫氮：生物脫氮： 1）好氧硝化 2）缺氧反硝化回顧： 脫氮除磷基本理論NH4+2

2、O2NO3- (NO2-) +2H+H2O6CO2 + 6H2O+2N2C6H12O6 + 4 NO-3 (NO2-) 生物除磷：生物除磷： 1）(聚磷菌)厭氧釋磷 2）好氧/缺氧吸磷1 脫氮工藝及設(shè)計(jì)脫氮工藝及設(shè)計(jì)2 除磷工藝及設(shè)計(jì)除磷工藝及設(shè)計(jì)3 脫氮除磷工藝脫氮除磷工藝4 生物除磷脫氮的影響因素生物除磷脫氮的影響因素脫氮、除磷工藝設(shè)計(jì)脫氮、除磷工藝設(shè)計(jì)1）三段生物脫氮工藝）三段生物脫氮工藝2）前置缺氧）前置缺氧-好氧生物脫氮工藝好氧生物脫氮工藝3）后置缺氧）后置缺氧-好氧脫氮工藝好氧脫氮工藝4）Bardenpho生物脫氮工藝生物脫氮工藝5）同步硝化反硝化）同步硝化反硝化1 生物脫氮工藝生

3、物脫氮工藝1）三段生物脫氮工藝）三段生物脫氮工藝進(jìn)水進(jìn)水回流污泥回流污泥沉淀池沉淀池I剩余污泥剩余污泥曝氣池曝氣池硝化池硝化池出水出水反硝反硝化池化池回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥沉淀池沉淀池沉淀池沉淀池IIIII堿堿投加外碳源兩段生物脫氮工藝投加外碳源兩段生物脫氮工藝沉淀池沉淀池進(jìn)水進(jìn)水I剩余污泥剩余污泥除碳、硝化除碳、硝化出水出水反硝反硝化池化池回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥硝化硝化沉淀池沉淀池初沉池初沉池IIIII甲醇甲醇曝氣池曝氣池2）前置缺氧）前置缺氧-好氧生物脫氮工藝好氧生物脫氮工藝沉淀池沉淀池原污水原污水出水出水反硝反硝化池化池

4、回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥污水內(nèi)循環(huán)污水內(nèi)循環(huán)堿堿曝氣池曝氣池3）后置缺氧）后置缺氧-好氧生物脫氮工藝好氧生物脫氮工藝沉淀池沉淀池原污水原污水出水出水缺氧缺氧回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥曝氣池曝氣池4）Bardenpho生物脫氮工藝生物脫氮工藝沉淀池沉淀池原污水原污水出水出水缺氧缺氧回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥曝氣池曝氣池缺氧缺氧好氧好氧好氧好氧5）同步硝化反硝化）同步硝化反硝化機(jī)理：機(jī)理：a.反應(yīng)器反應(yīng)器DO分布不均理論分布不均理論b.缺氧微環(huán)境理論缺氧微環(huán)境理論c.微生物學(xué)解釋：好氧反硝化菌和異氧硝化菌。微生物學(xué)解釋：好氧反硝化菌和異氧硝化菌。5）同步硝化反硝化）同步硝化反硝

5、化HNO2NH2OH + H200.33N2 + 1.33H2O+ 0.33NO2-NH3+ O2NADH2NAD+NAD+NADH2 a.缺氧區(qū)容積計(jì)算6） 生物脫氮工藝計(jì)算生物脫氮工藝計(jì)算NNOr = VnKdeXvNNOr:缺氧池去除的硝酸鹽量，缺氧池去除的硝酸鹽量，g/d;Vn :缺氧池容積，缺氧池容積，m3;Kde :反硝化速率，反硝化速率，gNO3-N/(gMLVSSd);Xv :混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度，g/m3; a.缺氧區(qū)容積計(jì)算6） 生物脫氮工藝計(jì)算生物脫氮工藝計(jì)算Vn :缺氧池容積，缺氧池容積，m3;Kde :反硝化速率，反硝化速率，gNO3-N

6、/(gMLVSSd);Nk,Nte:進(jìn)出水總氮濃度，進(jìn)出水總氮濃度，g/m3;Xv :混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度，混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度，g/m3;Xv :剩余污泥量剩余污泥量Gmlvss/d。vdevteknXKX 0.12-)N-Q(NV b.好氧區(qū)容積計(jì)算)NKN(ananmn6） 生物脫氮工藝計(jì)算生物脫氮工藝計(jì)算n：硝化菌比生長速率，：硝化菌比生長速率，d-1；nm：硝化菌最大比增長速率：硝化菌最大比增長速率,d-1；Na：氨氮濃度：氨氮濃度, g/m3；Kn：硝化作用中半速率常數(shù)，：硝化作用中半速率常數(shù)，g/m3。coco：好氧區(qū)設(shè)計(jì)污泥泥齡，：好氧區(qū)設(shè)計(jì)污泥泥齡，d d。n1Foc

7、 b.好氧區(qū)容積計(jì)算好氧區(qū)容積計(jì)算6） 生物脫氮工藝計(jì)算生物脫氮工藝計(jì)算)1 (X)SS(QYove0ocdcKV根據(jù)污泥泥齡計(jì)算曝氣池體積公式：根據(jù)污泥泥齡計(jì)算曝氣池體積公式：c.需氧量計(jì)算需氧量計(jì)算6） 生物脫氮工藝計(jì)算生物脫氮工藝計(jì)算去除有機(jī)物的需氧量加上氨氮硝化需氧量。前置反硝化系去除有機(jī)物的需氧量加上氨氮硝化需氧量。前置反硝化系統(tǒng)中，需扣除還原硝酸鹽提供的氧當(dāng)量。統(tǒng)中，需扣除還原硝酸鹽提供的氧當(dāng)量。O2 = Q (S0-Se）/0.68-1.42Xv +4.75Q(Nk-Nke)-0.12 XvO2 = Q (S0-Se）/0.68-1.42Xv +4.75Q(Nk-Nke)-0.1

8、2 Xv -2.86 Q(Nt-Nke-Noe)-0.12 Xv注：4.75-氨氮的氧當(dāng)量系數(shù)；2.86-單位硝酸鹽還原提供的氧當(dāng)量。 前置反硝化前置反硝化1）Ap/O工藝工藝2）Phostrip除磷工藝除磷工藝2 生物除磷工藝生物除磷工藝1） Ap/O工藝工藝沉淀池沉淀池原污水原污水出水出水厭氧厭氧磷釋放磷釋放回流污泥（富含磷污泥）回流污泥（富含磷污泥）剩余污泥剩余污泥（富含磷污泥）（富含磷污泥）曝氣池曝氣池好氧吸磷好氧吸磷2） Phostrip除磷工藝除磷工藝脫磷水脫磷水（厭氧）（厭氧）沉淀池沉淀池脫磷污泥回流脫磷污泥回流（用于吸收磷）（用于吸收磷）原污水原污水 (含磷含磷)釋釋磷磷池池混

9、合池混合池好氧吸磷好氧吸磷處理水處理水含磷污泥含磷污泥+脫磷水脫磷水沉淀池沉淀池脫磷水回流脫磷水回流含磷污泥含磷污泥含含磷磷污污水水含磷含磷 污泥污泥緩速攪拌緩速攪拌剩余污泥剩余污泥 排放排放直接污泥回流直接污泥回流石灰石灰III生物除磷生物除磷化學(xué)除磷化學(xué)除磷含磷污水含磷污水1）厭氧區(qū)計(jì)算（水力停留時(shí)間法）厭氧區(qū)計(jì)算（水力停留時(shí)間法） Vp=Qtp (tp=1-2h)2）好氧區(qū)容積計(jì)算（污泥泥齡法）好氧區(qū)容積計(jì)算（污泥泥齡法）3) 生物除磷工藝設(shè)計(jì)生物除磷工藝設(shè)計(jì))1 (X)SS(QYe0cdcKVc:2-3d1）A2/0工藝工藝2）改良）改良Bardenpho工藝工藝3）UCT及改良及改良

10、UCT工藝工藝4）SBR工藝工藝5）氧化溝工藝）氧化溝工藝 3 脫氮除磷工藝脫氮除磷工藝1） A2/0工藝工藝(anaerobic-anoxic-oxic)二沉池二沉池污水污水出水出水缺氧缺氧回流污泥（含磷污泥）回流污泥（含磷污泥）剩余污泥剩余污泥磷釋放磷釋放氨化氨化厭氧厭氧好氧好氧脫氮脫氮硝化，好硝化，好氧吸磷氧吸磷內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)N21） 倒置倒置A2/0工藝工藝二沉池二沉池污水污水Q出水出水厭氧厭氧剩余污泥剩余污泥缺氧缺氧好氧好氧回流混合液回流混合液(0-200%)Q回流污泥回流污泥(25%-100%)Q短暫短暫沉淀池沉淀池2）改良）改良Bardenpho工藝工藝二沉池二沉池進(jìn)水進(jìn)水出水出水

11、好氧好氧回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥厭氧厭氧缺氧缺氧缺氧缺氧好好氧氧回流回流3） UCT及改良及改良UCT工藝工藝二沉池二沉池污水污水出水出水缺氧缺氧回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥厭氧厭氧好氧好氧缺氧回流缺氧回流好氧好氧(硝酸鹽硝酸鹽)回流回流3） UCT及改良及改良UCT工藝工藝沉淀池沉淀池進(jìn)水進(jìn)水出水出水缺氧缺氧回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥曝氣池曝氣池厭氧厭氧缺氧缺氧好氧好氧回流回流1回流回流24） SBR工藝工藝閑置閑置好氧好氧（曝氣）（曝氣）厭氧厭氧（攪拌）（攪拌）沉淀沉淀出水出水進(jìn)水進(jìn)水好氧好氧（曝氣）（曝氣）缺氧缺氧1）常用生物脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)參數(shù)和特點(diǎn)）常用生物脫氮除磷

12、工藝設(shè)計(jì)參數(shù)和特點(diǎn)2）生物脫氮除磷影響因素）生物脫氮除磷影響因素 環(huán)境因素、工藝因素、污水成分。環(huán)境因素、工藝因素、污水成分。 4 生物脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)及影響因素生物脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)及影響因素5）氧化溝工藝）氧化溝工藝回流活性污泥回流活性污泥二沉池二沉池出水出水進(jìn)水進(jìn)水曝氣池曝氣池剩余污泥剩余污泥好氧好氧缺氧缺氧厭氧厭氧重點(diǎn)：重點(diǎn)：各種脫氮、除磷工藝的類型和特點(diǎn)。各種脫氮、除磷工藝的類型和特點(diǎn)。脫氮脫氮/除磷工藝設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)。除磷工藝設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)。內(nèi)容內(nèi)容1）活性污泥法啟動(dòng)）活性污泥法啟動(dòng)2）活性污泥的運(yùn)行管理）活性污泥的運(yùn)行管理3）常見的問題與對(duì)策）常見的問題與對(duì)策1）啟動(dòng)與試運(yùn)行）啟動(dòng)與試

13、運(yùn)行(1) (1) 活性污泥的培養(yǎng)與馴化活性污泥的培養(yǎng)與馴化接種污泥接種污泥： 同類污水廠的剩余污泥；同類污水廠的剩余污泥； 糞便污水等。糞便污水等。培養(yǎng)方法培養(yǎng)方法： 間歇培養(yǎng)法；間歇培養(yǎng)法； 流量分階段直接培養(yǎng)法；流量分階段直接培養(yǎng)法； 全流量連續(xù)直接培養(yǎng)法；全流量連續(xù)直接培養(yǎng)法； 馴化方法馴化方法： 異步馴化法（先培養(yǎng)后馴化）；異步馴化法（先培養(yǎng)后馴化）； 同步馴化法同步馴化法1）啟動(dòng)與試運(yùn)行）啟動(dòng)與試運(yùn)行(2) 活性污泥系統(tǒng)的試運(yùn)行活性污泥系統(tǒng)的試運(yùn)行 試運(yùn)行的目的是確定最佳的運(yùn)行條件；試運(yùn)行的目的是確定最佳的運(yùn)行條件； 作為變數(shù)考慮的因素：作為變數(shù)考慮的因素： MLSS、空氣量、廢水

14、注入方式；、空氣量、廢水注入方式； N、P的投加；的投加； 如是吸附再生法，則吸附與再生的如是吸附再生法，則吸附與再生的時(shí)間比時(shí)間比；根據(jù)上述各種參數(shù)的組合運(yùn)行結(jié)果，找出根據(jù)上述各種參數(shù)的組合運(yùn)行結(jié)果，找出最佳運(yùn)行條最佳運(yùn)行條件件。 水力負(fù)荷水力負(fù)荷 進(jìn)水水質(zhì)（碳氮磷比）進(jìn)水水質(zhì)（碳氮磷比） 有機(jī)負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷 微生物濃度（微生物濃度（MLSS） 回流污泥濃度回流污泥濃度/污泥回流比污泥回流比 污泥泥齡污泥泥齡 c 曝氣時(shí)間曝氣時(shí)間/氧傳遞速率氧傳遞速率/溶解氧濃度溶解氧濃度 pH和堿度和堿度2) 運(yùn)行與管理運(yùn)行與管理（1）主要運(yùn)行參數(shù)：）主要運(yùn)行參數(shù)：回流活性污泥回流活性污泥二沉池二沉池出水出

15、水進(jìn)水進(jìn)水剩余污泥剩余污泥曝氣池曝氣池(Q-Qw),Se,XeQw,Se,XRRQ,Se,XRQ,S0,X0(1+R)Q,Se,XV,Se,X有機(jī)負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷/污泥濃度污泥濃度/回流污泥濃度回流污泥濃度/回流比回流比/污泥齡污泥齡2 2）運(yùn)行與管理）運(yùn)行與管理（2）曝氣池的主要檢測(cè)項(xiàng)目）曝氣池的主要檢測(cè)項(xiàng)目 水溫：水溫：15 30 C， 一般要求不高于一般要求不高于35 C或低于或低于10 C； pH值：值：6.5 8.5，最佳，最佳7.2 7.4，一般不能，一般不能9.5和和4.0； DO：入口處不低于：入口處不低于0.5 mg/L，出口處應(yīng)高于，出口處應(yīng)高于2.0 mg/L； MLSS、M

16、LVSS：2000-4000mg/L Xr：用于確定回流和剩余污泥量，約：用于確定回流和剩余污泥量，約7000 12000mg/L； SV：30%左右左右 SVI：沉降性能，：沉降性能，50 150； LsrBOD：0.5，0.15（硝化），（硝化），1.0 （高負(fù)荷）。（高負(fù)荷）。 污泥齡（污泥齡（ c）：）：1d（高負(fù)荷），（高負(fù)荷），3-5d，30d （延時(shí)）（延時(shí)） ； HRT：2-3h（高負(fù)荷），（高負(fù)荷），4-6h，24h（延時(shí)）。（延時(shí)）。 2) 運(yùn)行與管理運(yùn)行與管理（3）二沉池主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：）二沉池主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：pH值：略低于曝氣池出水，一般值：略低于曝氣池出水，一般6.8 7

17、.2；透明度：一般在透明度：一般在30度以上，水質(zhì)較好時(shí)可高于度以上，水質(zhì)較好時(shí)可高于50度；度；SS：低于：低于30mg/L；BOD5（COD）：）：BOD520mg/L,，COD60mg/L；DO：略低于：略低于2mg/L;表面水力負(fù)荷表面水力負(fù)荷(q) ：1.0 1.5m3/m2.h出水堰水力負(fù)荷出水堰水力負(fù)荷：1.52.9L/m.s；HRT：1.5 2.5h；大腸菌值：應(yīng)小于大腸菌值：應(yīng)小于1000個(gè)個(gè)/mla. 污泥腐化；污泥腐化；b. 污泥上浮污泥上??；c. 污泥解體；污泥解體；d. 泥水界面不清；泥水界面不清；e. 污泥膨脹污泥膨脹；f. 泡沫泡沫3）常見問題與對(duì)策）常見問題與對(duì)

18、策a. 污泥腐化污泥腐化 現(xiàn)象現(xiàn)象：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭氧反應(yīng)，：活性污泥呈灰黑色、污泥發(fā)生厭氧反應(yīng)，污泥中出現(xiàn)硫細(xì)菌，出水水質(zhì)惡化；污泥中出現(xiàn)硫細(xì)菌，出水水質(zhì)惡化； 原因原因： 混合液混合液DO不足，負(fù)荷量增高；不足，負(fù)荷量增高； 曝氣不足；曝氣不足； 工業(yè)廢水的流入等；工業(yè)廢水的流入等； 對(duì)策對(duì)策： 控制負(fù)荷量；控制負(fù)荷量； 增大曝氣量；增大曝氣量； 切斷或控制工業(yè)廢水的流入。切斷或控制工業(yè)廢水的流入。3）常見問題與對(duì)策）常見問題與對(duì)策b. 污泥上?。何勰嗌细。篠V值異常值異常 現(xiàn)象現(xiàn)象：污泥沉淀污泥沉淀30 60分鐘分鐘后呈層狀上浮，且后呈層狀上浮，且多發(fā)生在夏季；多發(fā)生在夏季；

19、 原因原因：反反硝化作用導(dǎo)致在二沉池中被還原成硝化作用導(dǎo)致在二沉池中被還原成N2，引起污泥上??；引起污泥上??； 對(duì)策對(duì)策： 減少污泥在二沉池中的停留時(shí)間；減少污泥在二沉池中的停留時(shí)間； 減少曝氣量。減少曝氣量。3）常見問題與對(duì)策）常見問題與對(duì)策c. c. 污泥解體污泥解體 現(xiàn)象現(xiàn)象：在沉淀后的上清液中含有大量的懸浮在沉淀后的上清液中含有大量的懸浮微小絮體，出水透明度下降。微小絮體，出水透明度下降。 原因原因：曝氣過度；負(fù)荷下降，活性污泥自身曝氣過度；負(fù)荷下降，活性污泥自身氧化過度；氧化過度； 對(duì)策對(duì)策：減少曝氣；增大負(fù)荷量減少曝氣；增大負(fù)荷量3）常見問題與對(duì)策）常見問題與對(duì)策d. 泥水界面不清

20、泥水界面不清 現(xiàn)象現(xiàn)象：污泥可以下沉，但泥水界面不清晰；污泥可以下沉，但泥水界面不清晰； 原因原因：高濃度有機(jī)廢水的流入，使微生物處于對(duì)高濃度有機(jī)廢水的流入，使微生物處于對(duì)數(shù)增長期；污泥形成的絮體性能較差；數(shù)增長期；污泥形成的絮體性能較差； 對(duì)策對(duì)策：降低負(fù)荷；增大回流量以提高曝氣池中的降低負(fù)荷；增大回流量以提高曝氣池中的MLSS值。值。3）常見問題與對(duì)策）常見問題與對(duì)策3）常見問題與對(duì)策）常見問題與對(duì)策e. 污泥膨脹（污泥膨脹（Sludge Bulking） 絲狀菌性污泥膨脹（主要發(fā)生）；絲狀菌性污泥膨脹（主要發(fā)生）； 非絲狀菌污泥膨脹非絲狀菌污泥膨脹（1）絲狀菌性污泥膨脹）絲狀菌性污泥膨脹（1）絲狀菌性污泥膨脹）絲狀菌性污泥膨脹絲狀菌污泥膨脹 污水水質(zhì)：污水水質(zhì)：是造成污泥膨脹的最主要原因，含溶解性碳是造成污泥膨脹的最主要原因，含溶解性碳水化合物高的的污水往往發(fā)生由浮游球衣菌引起的污泥膨水化合物高的的污水往往發(fā)生由浮游球衣菌引起的污泥膨脹，含硫化物高的污水往往發(fā)生由硫細(xì)菌引起的污泥膨脹。脹，含硫化物高的污水往往發(fā)生由硫細(xì)菌引起的污泥膨脹。水溫和水溫和pHpH值也對(duì)污泥膨脹有明顯的影響。值也對(duì)污泥膨脹有明顯的影響。 運(yùn)行條件：運(yùn)行條件：曝氣池的負(fù)荷和溶解氧的濃度都會(huì)影響污泥