污染控制第四章-生物除磷
生物脱氮除磷原理及工艺
（2）反应过程 （3）反硝化反应的控制指标
①碳源
污水中的碳源，BOD5/T—N>3-5时，勿需外加 外加碳源，CH3OH（反硝化速率高生成CO2+H2O），
②PH值
当BOD5/T—N<3-5时
适当的PH值（6.5-7.5） ——主要的影响因素
PH>8，或PH<6，反硝化速率下降
8
同化反硝化
+4H
+4H
缓慢搅拌池
沉淀池
21
三、 生物除磷原理
霍米尔（Holmers）提出活性污泥的化学式 C118H170O51N17P 或C：N：P=46：8：1
※ 生物除磷——就是利用聚磷菌一类的的微生物，能够过量 的，在数量上超过其生理需要，从外部摄取磷，并将磷以聚合 形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外，达到从废水 中除磷的效果。
设内循环
产生碱度,3.75mg碱度/mgNO3—N 勿需建后曝气池
回流水含有NO3—N（沉淀池污泥反硝化生成）
要提高脱氮率，要增加回流比
（2）影响因素与主要工艺参数
水力停留时间：3 ：1； 循环比：200%； MLSS值：大于3000mg/l; 污泥龄：30d; N/MLSS负荷率：0.03gN/gMLSS.d 进水总氮浓度：小于30mg/l。
活性污泥法的传统功能——去除水中溶解性有机物
1、同化作用
污水生物处理中，一部分氮备同化微生物细胞的 组分。按细胞干重计算，微生物中氮的含量约为 12.5%
4
2、氨化反应 与硝化反应 （1）氨化反应
RCHNH2COOH+O2氨化菌 RCOOH+CO2+NH3
3、硝化反应
（1）硝化过程
水污染控制工程 名词解释3
BOD-污泥负荷：曝气池单位重量活性污泥，在单位时间螚接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量COD-容积负荷：单位曝气池容积，在单位时间内能接受，并将其降解到预定程度的有机污染物量。
剩余污泥：由于微生物的代谢和生物合成作用，使曝气池中的活性污泥生物量增加，经二次沉淀池沉淀下来的污泥一部分回流到曝气池供再处理污水用，多余的排放到系统之外的部分即活性污泥。
折点加氯法：去除水中氨氮时采用的一种化学法。
脱氮是加氯量以折点对应的加氯量为准，所以称为折点加氯法生化需氧量BOD：在水温为20度的条件下，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量化学需氧量COD：用强氧化剂在酸性条件下，在有机物氧化为CO2，H2O所需消耗的氧量。
化学沉淀法：是往水中投加某种化学药剂，使与水中的溶解物质发生互换反应，生成难溶于水的盐类，形成沉渣，从而降低水中溶解物质的含量。
生物接触氧化法：是一个介于活性污泥法和生物滤池之间的处理方法，它兼具有这两种方法的优点。
污泥龄：是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天数，也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，或工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值。
混合液悬浮固体浓度（MLSS）：又称混合液污泥浓度，他表示在曝气池单位容积混合液内所含的活性污泥固体物的总量。
污泥容积指数（SVI）：简称污泥指数。
在曝气池混合液经过30min沉淀后每1g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积。
离子交换法：离子交换法脱盐处理，使用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
向树脂填充塔充水水中水中无机盐类通过交换吸附反应得到去除。
氧垂曲线：水体受到污染，水体当中的溶解氧逐步被耗去，到达临界点又逐步回升的过程。
水体污染：是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水的物理、化学以及微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。
水体自净：污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象。
污水处理生物除磷化学除磷工艺介绍
磷在废水中存在的形式是什么?磷是一种活泼元素，在自然界中不以游离状态存在，而是以含磷有机物、无机磷化合物及还原态PH3这三种状态存在。
污水中含磷化合物可分为有机磷与无机磷两类。
无机磷几乎都以各种磷酸盐形式存在，包括正磷酸盐、偏磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐，以及聚合磷酸盐如焦磷酸盐、三磷酸盐等。
有机磷大多是有机磷农药，如乐果、甲基对硫磷、乙基对硫磷、马拉硫磷等构成，他们大多呈胶体和颗粒状，不溶于水，易溶于有机溶剂。
可溶性有机磷只占30%左右，多以葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等形式存在。
溶解磷占总磷的1/3 左右，PO4ˉ-P磷中大分子磷占40%。
磷是怎样转化的?影响因素有哪些?水体中的可溶性磷很容易与Ca2+、Fe3+ 、Al3+ 等离子生成难溶性沉淀物，例如AIPO4、FePO4等，沉积于水体底部成为底泥。
聚积于底泥中的磷的存在形式和数量，一方面决定于污染物输入和通过地表与地下径流的排出情况;另一方面决定于水中的磷与底泥中的磷之间的交换情况。
沉积物中的磷通过颗粒态磷的悬浮和水流的湍流扩散再度被稀释到上层水体中，或者当沉积物中的可溶性磷大大超过水体中磷的浓度时，则可能重新释放到水体中。
在水中，磷离子以HPO42ˉ还是以H2PO4ˉ形式存在取决于pH值，当pH 值在2～7时，水中磷酸盐离子多数以H2PO4ˉ形式存在，而pH值在7～12时，则水中的磷酸盐离子多数以HPO42ˉ形式存在。
所有含磷化合物都是首先转化为正磷酸盐(PO43ˉ) 后，再转化为其他形式。
此时测定PO的含量，测定结果即是总磷的含量。
磷的来源是什么?污水中的磷部分来源于化肥和农业废弃物。
同时，生活中含磷洗涤剂的大量使用也使生活污水中磷的含量显著增加。
此外，化工、造纸、橡胶、染料和纺织印染、农药、焦化、石油化工、发酵、医药与医疗及食品等行业排放的废水常含有有机磷化合物。
磷的危害是什么?(1)磷对人体的危害高磷洗衣粉对皮肤有直接刺激作用，严重的会导致接触性皮肤炎、婴儿尿布疹等疾病。
污水处理中的除磷处理
混合池-反应池-沉淀池。
优点
去除率高，操作简单。
缺点
需要投加药剂，运行费用较高，可能产生 二次污染。
03
除磷处理的工艺流 程
前处理工艺
格栅过滤
去除污水中的大颗粒物和悬浮物 ，保护后续处理设备免受堵塞。
调节池
均衡水质和水量，确保后续处理 的稳定性。
生物除磷工艺
A2/O工艺
通过厌氧、缺氧、好氧的交替环境，利用聚磷菌的生物作用 去除磷。
解决方案
研究开发高效、低成本的化学除磷药剂；加强化学污泥的脱水处理，提高其含固率，降低处理难度。
工艺流程的优化与改进建议
优化建议
针对生物除磷和化学除磷的不同特点，合理配置两种工艺，以达到优势互补的效果；在工艺流程中增加在线监测 系统，实时监测磷的去除情况，为工艺调整提供依据。
改进建议
加强污水处理厂的日常维护和保养，确保设备处于良好状态；同时，加强科研力度，探索更加高效、环保的除磷 技术。
破坏生态平衡
过量的磷会打破水体中的 生态平衡，导致水生生物 种群失衡，影响生物多样 性。
限制污水处理效果
磷是生物处理过程中必不 可少的营养元素，但过量 的磷会导致污水处理效果 下降，影响出水水质。
除磷的必要性
保护水环境
去除污水中的磷，可以减 少对水体的污染，保护水 环境，维护生态平衡。
提高水质
通过除磷处理，可以降低 水体中磷的含量，提高污 水处理出水水质，满足排 放标准。
促进可持续发展
除磷处理是实现污水资源 化利用的重要环节，有助 于促进可持续发展。
除磷的法规要求
排放标准
各国对污水处理厂的磷排放标准都有明确的规定 ，必须符合相关标准才能排放。
总量控制
生物除磷原理
生物除磷原理
生物除磷原理，又称为生物除磷技术，是一种利用生物学特性去除水体中磷的方法。
其原理是通过使用某些特定的微生物或生物体，在适宜的环境条件下，将水中溶解性磷转化为无机磷盐沉淀或吸附于生物体表面，从而将磷去除。
在生物除磷过程中，通常会利用到两种微生物：磷酸盐积累菌和聚磷酸盐积累菌。
磷酸盐积累菌具有较好的吸附能力，可以将水中的无机磷盐吸附在细胞表面；而聚磷酸盐积累菌则能够在有机质富集的环境中形成颗粒状或链状的聚磷酸盐沉淀，从而将磷从水中去除。
常见的生物除磷技术包括生物吸附法、生物沉淀法和生物转化法。
生物吸附法是通过将含有磷酸盐积累菌的吸附剂投入水体中，使其吸附溶解性磷，并通过物理或化学方法将吸附剂与磷一起去除。
生物沉淀法则是利用聚磷酸盐积累菌形成的沉淀物，通过沉淀、过滤等处理步骤将磷去除。
而生物转化法则是利用一些微生物对水中的溶解性磷进行转化，使其形成一些可沉淀或吸附的无机磷盐，并通过沉淀或吸附去除磷。
需要注意的是，生物除磷技术的应用需要一定的环境条件，包括适宜的温度、pH值、溶解氧和有机质等因素。
此外，不同
的水体类型和水质特征也会影响生物除磷的效果。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的生物除磷技术，并进行相应的调控和优化。
水污染控制工程课后习题含答案
水污染控制工程作业标准答案第一章1．简述水质指标在水体污染控制、污水办理工程设计中的作用。
答：水质污介入标是评论水质污染程度、进行污水办理工程设计、反应污水处理厂办理成效、展开水污染控制的基本依照。
2．剖析总固体、溶解性固体、悬浮性固体及挥发性固体指标之间的相互联系答：水中所有残渣的总和称为总固体（ TS），总固体包含溶解性固体（ DS）和悬浮性固体（ SS）。
水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体即为溶解性固体（DS），滤渣脱水烘干后即是悬浮固体（ SS）。
固体残渣依据挥发性能可分为挥发性固体（ VS）和固定性固体（ FS）。
将固体在 600℃的温度下灼烧，挥发掉的即市是挥发性固体（ VS），灼烧残渣则是固定性固体（ FS）。
溶解性固体一般表示盐类的含量，悬浮固体表示水中不溶解的固态物质含量，挥发性固体反应固体的有机成分含量。
3．生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义是什么？剖析这些指标之间的联系与差别。
答：生化需氧量（ BOD）：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。
化学需氧量（ COD）：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。
总有机碳（ TOC）：水样中所有有机污染物的含碳量。
总需氧量（ TOD）：有机物除碳外，还含有氢、氮、硫等元素，当有机物全都被硫等，此时需氧量称为总需氧量。
这些指标都是用来评论水样中有机污染物的参数。
生化需氧量间接反应了水中可生物降解的有机物量。
化学需氧量不可以表示可被微生物氧化的有机物量，别的废水中的复原性无机物也能耗费部分氧。
总有机碳和总需氧量的测定都是焚烧化学法，前者测定以碳表示，后者以氧表示。
TOC、TOD的耗氧过程与 BOD 的耗氧过程有实质不一样，并且因为各样水样中有机物质的成分不一样，生化过程差别也大。
各样水质之间 TOC或TOD与 BOD不存在固定关系。
在水质条件基真同样的条件下， BOD与TOD或TOC之间存在必定的有关关系。
微生物除磷原理
微生物除磷原理
微生物除磷是指利用特定种类的微生物将水中的磷去除，以达到污染控制和水质改善的目的。
近年来，微生物除磷技术不断发展，受到越来越多的关注，已经在世界范围内得到了广泛应用。
微生物除磷具有许多优点，包括低成本、环境友好、操作简单、运行安全等。
它不仅可以有效地去除水中的磷，而且还可以改善水的总有机碳、水温和pH，促进养分的循环。
微生物除磷的机理，主要是利用特定类型的微生物从水中分解磷，以达到去除水中磷的目的。
特定类型的微生物可以分解磷源，如细菌、内藻和真菌等等。
其中，细菌是最常用的微生物之一，它能够分解特定的磷化合物，如磷酸钙、磷酸铵等，从而减少水质中的磷含量。
另外，有必要控制微生物的发酵过程，以保证微生物的有效发挥，避免出现生物除磷效果不佳的情况。
利用不同的物化措施可以有效地促进微生物的生长和增殖，从而提高去磷的效率。
此外，还需要检测水质中的磷含量，以检验生物除磷工艺的有效性。
首先，需要通过水质分析，确定水中的磷含量，并采取有效控制措施。
然后，需要把控微生物生长环境，优化有利于微生物发挥作用的条件，确保其能够有效地发酵去除磷元素。
最后，需要定期检测水样中的有机碳和磷含量，以检验去磷效果。
综上所述，微生物除磷是一种高效、低成本的水质处理技术，它可以有效改善水质，去除水中的磷，以达到污染控制和水质改善的目的。
然而，在实施微生物除磷工艺时，需要调整控制措施，以确保其
在去除磷时获得最佳效果。
只有掌握了微生物除磷技术的机理和操作原理，才能够有效地利用这项技术，改善水质，保护环境。
生活污水中各种污染物的去除原理
生活污水中各种污染物的去除原理生活污水中各种污染物的去除原理城市污水主要的污染物有三类，第一类为悬浮物SS，第二类为有机污染物COD和BOD5，第三类为无机营养盐N和P。
几种污染物的去除机理及方法分别简述如下：1．SS的去除污水中的SS去除主要靠沉淀作用，污水处理厂中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标，而且出水的BOD5、COD等指标也与其有关，这是因为组成出水悬浮物主要是活性污泥絮体，所以控制污水处理厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的环节。
为了尽量去除水中的悬浮物浓度，需在工程中采用适当的措施。
常用的措施是选用适当的污泥负荷，以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池表面负荷、较低的出水堰负荷或充分利用活性污泥悬浮层的吸附网捕作用等。
2．BOD5的去除污水中BOD5的去除主要是靠微生物的吸附与代谢作用，然后对吸附代谢物进行泥水分离来完成。
在活性污泥与污水接触初期，会出现很高的BOD5去除率，这是由于污水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除所致，但是这种吸附作用仅对污水中悬浮物和胶体起作用，对溶解性有机物不起作用。
溶解性有机物需靠微生物的代射来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中一部分有机物合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质，这也是污水中BOD5的降解过程。
微生物的好氧代谢作用对污水中溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度降低，当污泥负荷≤0.3kgBOD5/kgMLSS·d时，就能达到≤20mg/l 。
3．COD去除污水中的COD去除的原理与BOD基本相同，即COD的去除率取决于原污水的可生化性，它与城市污水的组成有关。
对于那些主要以生活污水及其成分与生活污水相近的加工工业废水组成的污水，这类城市污水的BOD5/COD比值往往接近0.5，甚至可达0.6以上，其污水的可生化性较好，出水中COD值可控制在较低的水平；而成分主要以工业废水为主的城市污水，其BOD5/COD比值较小，其污水的可生化性较差，处理后污水中残存的COD会较高，要满足出水COD≤40mg/l有一定的难度。
水污染控制工程习题库
⽔污染控制⼯程习题库第⼀章污⽔的性质与特征1.BOD2.BOD与COD的⽐较。
3.表⽰废⽔⽔质污染指标有哪些？请⾄少说出9种。
4.表⽰废⽔⽔质污染化学指标有哪些？第⼆章⽔体污染与⾃净1.何为氧垂曲线？其反映了什么？2.什么叫⽔体的⾃然净化？⽔体⾃然净化能⼒取决于哪⼏个⽅⾯的因素？3.⽔体⾃净是通过哪些作⽤完成的？4.在⽔体⾃净过程中氧的来源和氧的消耗分别是哪些⽅⾯？5.请举处⼀个⽔体⾃净的⼈⼯强化具体实例。
6.污⽔处理⽅法与污染物粒径有何关系？试举例说明之。
7.⽔污染控制技术可分为⼏⼤类型？简要介绍重要的控制技术。
8.概述我国⽔环境质量标准。
9.概述我国我省的⽔排放标准。
第三章污⽔的物理处理1.简述格栅的含义和分类。
2.什么是调节池？调节池有什么作⽤？3.沉淀可以分为哪⼏个类型？活性污泥在⼆沉池中的沉淀属于哪个类型？沉砂池中的沉淀属于哪个类型？4.试述斜板沉淀池⼯作原理。
5.设置沉砂池的⽬的和作⽤是什么？常⽤的沉砂池有哪⼏种？曝⽓沉砂池的⼯作原理与平流式沉砂池有何区别？6.沉淀池的形式很多，按⼯艺布置不同，可分为⼏种，初沉池和⼆沉池有哪些不同？按⽔流⽅向不同，可分为⼏种？运⽤条件如何？7.已知某⼯业废⽔的最⼤流量为8640m3/天。
原⽔中悬浮固体平均浓度为450mg/L，拟⽤平流式沉淀池处理。
要求去除率E=70%，⽽相应的颗粒截留速度u0=1.7m/hr，截留时间（即理论停留时间）t0=65min,污泥含⽔率为97%。
试确定平流式沉淀池的排泥周期和主要尺⼨，并把尺⼨标在草图上。
提⽰：①按两个池设计，取池宽B=5m,u设=u0/1.5,t设=1.5t0；②每池设计⼀个⽅⾏污泥⽃，泥⽃上边边长5m，下边边长0.5m，泥⽃体积公式V=h（A1+A2+）1/3，式中：h泥⽃⾼度，A1、A2泥⽃上、下⾯积：③如需要，其他设计参数⾃定。
第四章污⽔的化学处理1. 什么是污⽔的化学处理？化学处理的对象主要是⽔中的什么杂质？它与⽣物处理相⽐有什么特点？2.化学处理产⽣的污泥，与⽣物处理相⽐，在数量上、最后处理上有什么不同？3.氧化还原法有何特点？是否废⽔处理中的杂质必须是氧化剂或还原剂才能⽤此⽅法？4. 吸附法处理废⽔的原理是什么？影响吸附的因素有哪些？5. 常⽤的吸附剂有哪⼏类？各有何特点？6.请列出你所知道的⾼级氧化技术，并简述各种⽅法的要点。
水污染控制工程第四章第五六节
五、A2/O工艺设计要点及设计参数(自学） 常用生物脱氮除磷设计参数见表12－5。（P162） 1、设计参数 COD / TKN 8 （1）营养物 TP / BOD5 0.06 (2)DO： 好氧段DO 2.0mg / L
厌氧段DO 0.2mg / L, 缺氧段DO 0.5mg / L
剩余污泥
由两级缺氧好氧工艺组成，脱氮效率高，运行费用低。
6、同步硝化反硝化（SND）过程 指在没有明显设置缺氧区的活性污泥法系统内总 氮被大量去除的过程。 三种理论解释: 反应器DO分布不均理论 ：由于充氧、混合不均， 在反应器内部形成局部缺氧区－好氧区，发生 硝化反硝化反应，如氧化沟内。 缺氧微环境理论：在活性污泥絮体或生物膜上 存在DO梯度，发生硝化、反硝化。 微生物学理论：有研究证实存在好氧反硝化菌 和异氧硝化菌。
D 4A
（3）有效水深h2（m） h2 q t
（4）污泥部分所需容积V（m3)
t――沉淀时间，h；D/h2=6～12；
V
S--每人每日湿污泥量，L/d· 人 N--设计人口数，人；T—排泥时间间隔，d
S N T 1000 n
（5）泥斗容积 2
V1 3
R h1 h2
h5 ( r1 r22 r1 r2 )
解：（1）判断是否可采用A2/O工艺
TP 4.5 0.032 0.06 BOD5 140
COD 340 12.98 8 TN 26.2
满足要求。
(2)设计参数 Ls 0.15kgBOD5 /(kgMLSS d ) c 20d X XR 10000 / L mg
3、UCT工艺（P161)
污泥回流 污水 到缺氧池， 缺氧池混 合液回流 到厌氧池， 脱氮除磷 效果好。
生物脱氮除磷原理及工艺
硝化过程
反硝化过程
硝化
反硝化
生物脱氮过程是一个化反应则需要缺氧条件和较短 污泥龄的反硝化菌 在大量有机 物存在时 硝化菌对氧气和营养 物质的竞争不如好氧异养菌 不 利于硝化反应 而反硝化菌需要 有机物作为电子供体来完成脱 氮的过程 解决这些矛盾将会提 高生物脱氮工艺的高效性和稳 定性
改进的Bardenpho工艺流程图
生物脱氮的运行控制
DO的控制
温度T的控制
pH的控制
碳氮比的控制
污泥龄的控制 混合液回流比的控制 有毒有害物质的控制
DO的控制
温度T的控制
pH的控制
碳氮比的控制
污泥龄的控制
混合液回流比的控制
有毒有害物质的控制
废水生物除磷的运行控制
S K DN
S0 S K S0 S0
生物除磷的原理
生物除磷动力学
厌氧条件下，PAO对有机物降解和磷的释放：
3 4
2C2 H4O2 HPO3 H2O (C2 H4O2 ) PO 3H
好氧条件下，PAO对有机物的降解和对磷的过量摄 取：
C2 H 4O2 0.16 NH 1.2O2 0.2 PO 0.16C5 H 7 NO2 1.2CO2 0.2 HPO3 0.44OH 1.44 H 2O
UTC工艺流程图
改良型UCT工艺----MUCT
与 A2/O
工艺相比，在适当的 COD/TKN 比例下，缺 氧区的反硝化可使厌氧区回流污泥中硝酸盐含量接 近于0。 当进水 COD/TKN 较高时，缺氧区无法实现 完全的脱氮，仍有部分硝酸盐进入厌氧区，因此又 产生改进UCT 工艺（MUCT） MUCT 工艺有两个缺氧池，前一个接受二沉池回流 污泥，后一个接受好氧区硝化混合液，使污泥的脱 氮与混合液的脱氮分开，进一步减少硝酸盐进入厌 氧区的可能。
水污染控制工程作业标准答案（2）
⽔污染控制⼯程作业标准答案（2）⽔污染控制⼯程（下）课后作业标准答案⽔污染控制⼯程作业标准答案11、试说明沉淀有哪些类型？各有何特点？讨论各类型的联系和区别。
答：⾃由沉淀：悬浮颗粒浓度不⾼；沉淀过程中悬浮固体之间互不⼲扰，颗粒各⾃单独进⾏沉淀, 颗粒沉淀轨迹呈直线。
沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。
发⽣在沉砂池中。
絮凝沉淀：悬浮颗粒浓度不⾼；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作⽤，颗粒因相互聚集增⼤⽽加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。
沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。
化学絮凝沉淀属于这种类型。
区域沉淀或成层沉淀：悬浮颗粒浓度较⾼（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成⼀个整体共同下沉，与澄清⽔之间有清晰的泥⽔界⾯。
⼆次沉淀池与污泥浓缩池中发⽣。
压缩沉淀：悬浮颗粒浓度很⾼；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相⽀撑，下层颗粒间的⽔在上层颗粒的重⼒作⽤下被挤出，使污泥得到浓缩。
⼆沉池污泥⽃中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。
联系和区别：⾃由沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀或成层沉淀，压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增⼤，颗粒间的相互影响也依次加强。
2、设置沉砂池的⽬的和作⽤是什么？曝⽓沉砂池的⼯作原理和平流式沉砂池有何区别？答：设置沉砂池的⽬的和作⽤：以重⼒或离⼼⼒分离为基础，即将进⼊沉砂池的污⽔流速控制在只能使相对密度⼤的⽆机颗粒下沉，⽽有机悬浮颗粒则随⽔流带⾛，从⽽能从污⽔中去除砂⼦、煤渣等密度较⼤的⽆机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运⾏。
平流式沉砂池是⼀种最传统的沉砂池，它构造简单，⼯作稳定，将进⼊沉砂池的污⽔流速控制在只能使相对密度⼤的⽆机颗粒下沉，⽽有机悬浮颗粒则随⽔流带⾛，从⽽能从污⽔中去除砂⼦、煤渣等密度较⼤的⽆机颗粒。
曝⽓沉砂池的⼯作原理：由曝⽓以及⽔流的螺旋旋转作⽤，污⽔中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦，并受到⽓泡上升时的冲刷作⽤，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除。
《水污染控制工程》第四章 脱氮除磷
第一节 脱氮技术
在反硝化菌代谢活动的同时，伴随着反硝化菌 的生长繁殖，即菌体合成过程，反应如下：
3NO
3
14 CH
3OH
CO 2
3H
3C5H7 NO 2
19H
2O
式中：C5H7NO2为反硝化微生物的化学组成。 （4-15） 反硝化还原和微生物合成的总反应式为：
NO
3
算法2：
6NO3 5CH3OH 反硝 化菌3N2 5CO2 7H2O 6OH-
CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2 H2O 1gN 反 硝 化 需 要 5/6 * 32.04186 /14=1.91gCH3OH ， 1.91gCH3OH 相 当 于 1.91*1.5*32/ 32.04186 =2.86gCOD
内循环（硝化液回流）
原污水
N2
反硝化 反应器 （缺氧）
碱
BOD去除、 硝化反应器
（好氧）
沉淀池 处理水
污泥回流
AO生物脱氮系统
剩余污泥
第一节 脱氮技术
工艺特征： （1）设置内循环，向前置的反硝化池回流硝化液； （2）在硝化反应过程中，将1mg/L的NH4+-N氧化为NO3--N消耗 100/14=7.14mg碱度（以CaCO3计），在反硝化过程中还原1mg NO3-N产生50/14=3.57mg碱度。在AO系统中，反硝化产生的碱度可补偿 硝化反应消耗的一半碱度； （3）对含氮不高的废水（如生活污水、城市污水等）可不必另行投 碱以调节pH； （4）流程比较简单，勿需外加碳源，投资和运行费用低； （5）沉淀池进水来自硝化反应器，含有一定的硝酸盐，在沉淀池内 停留时间过长会发生反硝化，使污泥上浮，处理水质恶化；脱氮率 在90%以下；
第四章污水生物处理脱氮除磷6课时ppt课件
6N3O 5CH 3OH 厌 氧 菌 5CO 23N27H2O6OH
还原1mg需要2.47mg 甲醇（合3.7mgCOD）
还原1mg硝酸盐氮产 生3.57mg碱度和
0.45mgVSS(新细胞)
适宜温度15～30℃； pH7.0～7.5； BOD5/TKN＞3不需要 外加碳源
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
硝化曝气池，投 碱以维持pH 值
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
生物法除氮
处理工艺
利用原水中的有机物为碳源 和第一好氧池中回流的含有 硝态氮的混合液进行反硝化
反应。脱氮已基本完成
进一步提高脱氮效率， 废水进入第二段反硝化 反应器，利用内源呼吸
制约因素：DO＞
对硝化影响大一般＜3，
0.5mg/L，一般
BOD负荷
1.5～2.0mg/L
≤0.1kgBOD5/kgMLSS Nhomakorabead在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
氮的去除
生物法除氮
• 硝化过程影响因素：
水污染控制工程
第四章 污水生物处理 （脱氮除磷）
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
第五节 生物脱氮除磷技术p147
• 随着城市人口的集中和工农业的发展，水体的富 营养化问题日益突出。目前中国的某些湖泊，如 昆明滇池，江苏太湖，安徽巢湖等都已出现不同 程度的富营养化现象。
生化除磷
水体富营养化指在人类活动的影响下，生物所需的N、P等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖水体DO下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
虽然在自然条件下湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，但过程非常缓慢。
而人为排放含N、P等营养物质较高的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化能在较短时间内爆发。
水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。
水体富营养化的危害:P是水生植物过量生长的关键因素之一，而且P对水体富营养化作用远大于氮。
根据世界经济合作与发展组织（OECD）的研究，80%的湖泊富营养化受P元素的制约，10%的湖泊富营养化与P元素直接相关，其余10%的湖泊是受到N与其它因素的作用。
P污染已经危害湖泊和海洋的水体环境，而对水体中P的去除已经引起国内外学者的广泛关注。
我国著名的滇池、太湖、巢湖和西湖等众多湖泊富营养化状况也已相当严重。
过量排放的P主要来自于{农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水}。
P营养盐是造成水体营养化的主要化合物之一，随着大量含P营养物质的生活污水、工业废水排放于江河湖泊，加大了水体营养物质的负荷。
经研究发现，废水中的P同时包括有机P和无机P，而经过污水处理厂处理的出水中，部分有机P已经转化为无机P且以正磷酸盐为主，一般用吸附剂对P进行深度处理的多为无机P。
排放的废水中若含有较高浓度的磷酸盐会造成严重的污染事故，即使是处理后的废水中含有少量的P也可能会引起湖泊的富营养化。
水体富营养化的危害:天然富营养化是指在自然条件下，湖泊自身从贫营养状态过度到富营养状态，沉积物不断增多。
但这种自然过程非常缓慢，需要几千年甚至上万年。
人为富营养化是指人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象则可短期内造成水体的富营养化。
水体富营养化的危害:富营养化的危害很大，表现为藻类的大量繁殖，进而引起水质恶化以及湖泊退化等。
污水厂生物除磷法汇总
污水厂生物除磷法汇总
在污水厂中，常用的除磷方法有四种，其中只有一种是不需要加药的。
以下是这四种除磷方法的简要介绍：
1.化学除磷法：化学除磷法是利用化学药剂与污水中的磷反应，生成不溶于水的磷酸盐沉淀物，从而将磷从污水中去除。
常用的化学药剂包括铝盐、铁盐等。
2.生物除磷法：生物除磷法是利用微生物的代谢作用，将污水中的有机磷转化为无机磷，然后通过排放剩余污泥的方式去除磷。
3.吸附除磷法：吸附除磷法是利用吸附剂将污水中的磷吸附去除。
常用的吸附剂包括活性炭、硅胶等。
4.膜分离除磷法：膜分离除磷法是利用膜分离技术，将污水中的磷和其他物质进行分离。
常用的膜包括超滤膜、反渗透膜等。
其中，只有生物除磷法是不需要加药的。
生物除磷法是通过微生物的代谢作用，将污水中的有机磷转化为无机磷，然后通过排放剩余污泥的方式去除磷。
这种方法不需要添加任何化学药剂，因此是最环保的除磷方法之一。
需要注意的是，不同的污水厂需要根据实际情况选择合适的除磷方法。
在选择除磷方法时，需要考虑污水的处理要求、污水中磷
的含量以及处理成本等因素。
生物脱氮除磷工艺控制
生物脱氮除磷工艺控制一、脱氮污水中的氮主要以氨氮和有机氮的形式存在，通常不含或仅含有少量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
在未经处理的污水中，氮有可溶性的或颗粒状的。
可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在。
一部分颗粒型有机氮在初沉池中可以去除。
在生物处理的过程中，大部分颗粒性有机氮转化成氨氮和其它无机氮。
生物脱氮主要是靠一些专性菌实现氮的形态转化，最终生成无害的氮气从水中脱出。
1、氨化在氨化菌的作用下，有机氮化合物分解，转化为NH3-N，以氨基酸为例，其反应式为：RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH32、硝化生物硝化作用是利用化能自养微生物将氨氮氧化成硝酸盐的一种生化反应过程。
硝化作用由两类化能自养菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮（NH3-N）氧化成亚硝酸盐（NO2--N），硝化杆菌再将亚硝酸盐（NO2--N）氧化成稳定状态的硝酸盐（NO3--N）。
后一反应较快，一般不会造成亚硝酸盐（NO2--N）的积累。
反应过程如下：第一步、氨转化为亚硝酸盐：NH4++3/202→NO2-+2H++H2O-△E △E=278.42KJ第二步、亚硝酸盐转化为硝酸盐：NO2-+1/202→NO3-+2H+-△E △E=72.58 KJ这两个过程都是释放能量的过程，亚硝酸盐菌和硝酸菌就是利用这两个过程释放的能量来合成新的细菌体和维持正常的生命活动。
总反应式为：NH4++202→NO3-+2H++ H2O-△E △E=351 KJ综合氨氧化和细胞体合成反应式如下：NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.88H2+1.04H2O3、反硝化生物硝化工艺可以去除污水中的有机氮和氨氮，出水中的氮以硝酸盐的形式存在，但是在工程中不仅要去除有机氮和氨氮还要去除硝酸盐氮，因此必须在生物硝化工艺的基础上采用生物反硝化工艺，即A/O工艺。
生物反硝化系指污水中的硝酸盐在缺氧的条件下被微生物还原为氮气的生化反应过程，参与这一生化反应的微生物是反硝化细菌，这是一类大量存在于活性污泥中的兼性异养菌，如产碱杆菌、假单胞菌等菌属均能进行生物反硝化。
污水厂化学除磷的控制思路
污水厂化学除磷的控制思路磷在污水厂中是公认为使用化学法较为容易控制的污染指标之一，一般在各个阶段通过调整化学药剂的投加量，就可以有效的进行控制出水总磷的指标。
在实际运行中，化学除磷也是污水处理厂使用的最为普遍的除磷方式，虽然生物除磷更为经济和环境友好，但是污水厂综合考虑生物脱氮和除磷的矛盾，往往更倾向于生物脱氮和化学除磷相结合的方式来进行工艺管理。
在确定了化学加药除磷的工艺思路以后，运行成本就成为了管控的目标和重点，而运行成本的管控和化学除磷的精准控制有直接的关系，这一期公众号和大家探讨一下化学除磷的控制思路。
在之前的公众号的文章里，已经对化学除磷的加药方式，加药点都进行了讨论，化学加药可以分为三种加药方式，预加药-在预处理的初沉池投加，同步加药-在生物处理段的曝气池末端投加，后加药-在深度处理单元投加。
这几种方式各有利弊，下面的列表可以简单的对这几种加药方式有一些了解：无论哪一种加药的方式，都有很大的改进和控制的空间，所有的运行管理人员都希望得到更经济的运行加药模式，因此在运行过程中采取更为有效的加药控制是降低成本的关键。
现阶段较多的污水厂采用的是结果控制的模式，通过出水水质的TP的变化，通常是出水在线的TP监测仪的数据来进行加药量的控制。
这种反馈控制方式由于加药点和出水监测点还有一段工艺，一般是深度处理段或者消毒池段，因此加药反应会存在一定的滞后性，为了避免因为滞后加药导致这一段时间的出水超标，运营管理人员的调控措施都是保留一个缓冲值，比如标准是0.5mg/L，但是控制在0.3mg/L，中间预留0.2mg/L 的空间，在数值达到0.3mg/L的时候，就开始进行药量的调控，这样可以预先控制，消除工艺段带来的滞后性的反馈控制。
但是这样也存在一个很重要的问题，那就是这样的控制方式就是过量加药，从工艺保障上来说，这是很稳妥的做法，但是从成本管控上，这样的控制不是很好的节省药剂成本的做法。
如何进行更精准，更节省药剂成本的控制方式来进行加药管理呢？对于一项目的性很强的管理工作，我们要进行很多细节方面的研究，以便取得更有效地管控措施，下面来逐一进行探讨。
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厌氧-好氧连续运行，无内部回流
厌氧-缺氧-好氧连续运行，有内部回流 缺氧-好氧交替运行，无内部回流 厌氧、缺氧-好氧交替运行，有内部回流
高效脱磷脱氮，消除硝酸盐对脱磷影响。 厌氧-缺氧-好氧连续运行，各级间均有 内部回流 高效脱磷脱氮，完全消除过剩硝酸盐对 去磷的影响 厌氧-缺氧-缺氧-好氧连续运行，氮磷回 流分离。
2）悬浮污泥多级外加碳源系统
外加碳源可弥补原废水碳源不足，提高反硝化速率， 但成本较高
三、微生物去除氮、磷系统的基 本工艺流程
3）悬浮单级污泥内碳源系统
同时反硝化脱氮效果不佳，难控制
三、微生物去除氮、磷系统的基 本工艺流程
4）悬浮单级污泥外加碳源
三、微生物去除氮、磷系统的基 本工艺流程
第五节 生物除磷
一、水体的磷污染与生物除磷
1.磷是生物体不可缺少的重要生命物质； 2.水体中的磷可以导致富营养化、藻类大量繁 殖、赤潮等污染事件； 3.生物除磷是去除水体磷污染的可行途径。
二、生物除磷机理
1.积磷微生物: Brodisch认为，在复杂的污泥微生物区系中， 不动杆菌作为具有积磷能力的细菌之一占细菌 总量的1%-10%，气单胞菌和假单胞菌占 15-20%，革兰氏阳性菌多达20%-60%， 且其数量随厌氧停留时间的增加而增多。 参p.103，tab4-4“能过量积累聚磷盐的微生 物
三、微生物去除氮、磷系统的基 本工艺流程
(一)、微生物脱氮废水处理工艺
1. 悬浮污泥系统
根据处理级数不同分为多级和单级，前者针对每一级微生物特点单 独管理，运行稳定、效率高，但流程复杂基建费用高，单级工艺运 行效果稍逊。 1）悬浮污泥多级内碳源系统
三、微生物去除氮、磷系统的基 本工艺流程
二、生物除磷机理
2.积磷微生物积磷原理 （1）厌气、好气条件下细菌的吸磷、放磷 过程
二、生物除磷机理
2.积磷微生物积磷原理 （2）积磷细菌贮藏物质与聚磷的关系
细菌的贮藏物质：聚-β-羟基丁酸（PHB） 磷在细胞内的存在形式：线状多聚磷酸盐 （聚磷）
二、生物除磷机理
2.积磷微生物积磷原理 积磷细菌经过厌气放磷和好气吸磷过程，在 体内积磷（约占污泥干重6%）后经二沉池 沉降分离得到无磷上清液实现废水除磷。 污泥部分作为肥料，部分回流至曝气池前端 重复除磷，也有Phostrip工艺采用生物除磷 与旁路化学除磷相结合的方式提高除磷效果。
2.生物膜系统
包括内碳源反硝化滤池、外加碳源反硝化滤池、下向流和上 向流滤池等几种
三、微生物去除氮、磷系统的基本工 艺流程
（二）微生物去磷系统的基本工艺流 程 1.主流生物除磷工艺 （1）对已建厂的改造 工艺特点：同时提高氮磷去除率，降 低能耗。
（2）A/O工艺
工艺特点：厌氧/好氧交替进行，高速、水 力停留时间和泥龄短（0.5~1.0h+1~3h）， 以除磷为主，而脱氮效果差。
污染控制微生物工程
刘廷志 60601169 6号楼421 张红杰 60601988 生物楼208
liutz@ hongjiezhang@
第四章 微生物技术在污染控制工程中的应用
第一节：活性污泥法 第二节：生物膜法 第三节：厌氧生物处理 第四节：生物脱氮 第五节生物除磷
（3）A2/O工艺
工艺特点：
在A/O工艺基础上进行改良，增设内部回流、缺氧 区， 好氧区有机物浓度低，可同时完成脱氮、除磷。
（4）Bardenpho工艺
工艺特点：缺氧/好氧交替进行，高效脱 除氮、磷。
（5）Phoredox工艺（改良型 Bardenpho工艺）
工艺特点：增设厌氧区、内部回流，进 一步提高除磷效果。
（9）SBR工艺
SBR去除氮磷工艺示例
搅 拌 （ 1.5h， 厌 氧 发 酵 、反硝化脱氮） 厌 氧 静 置 （ 0.5h， 积 磷 菌放磷）
进水
曝 气 （ 4h， 硝 化 、 吸 磷 ）
静 置 （ 1h， 污 泥 沉 降 ）
排 水 （ 0.5h）
2．旁流除磷工艺——Phostrip法
工艺特点：
（6）UTC工艺
工艺特点：Phoredox工艺的进一步改良， 消除NO3-对除磷的不利影响。
（7）改良型UCT工艺
工艺特点：与普通UCT工艺相比，好氧 区单独回流，缺氧区完全隔离为两部分， 进一步避免过剩NO3-进入厌氧区、破坏 厌氧生境。
（8）VIP工艺
工艺特点：泥龄较UCT工艺短、速度快、 负荷高。
生物除磷的工艺原理
要点： 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β羟基 丁酸（PHB）和聚磷酸盐（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。
与常规活性污泥法相比，增设厌氧放磷 池和化学沉淀池，无脱氮效果。
生物除磷工艺比较
工艺类型 主流生物 除磷工艺 典型工艺 对已建厂的改造 应用特点 适合旧厂改造 备注 无新增设施、设备
A/O工艺
A2/O工艺 Bardenpho工艺 改良Bardenpho工艺 UCT工艺 改良UCT工艺
速率高，除磷，不脱氮
VIP工艺 SBR
旁流除磷 工艺 Phostrip
快速去磷 工艺灵活，可根据废水氮磷含量和去除 目的调整工艺。
适合老厂改造，不具备脱氮效果 需新增设备、设施。
根据生物除磷机理，结合Phoredox工艺 叙述积磷微生物的脱磷过程 。