2019年生物脱氮除磷工艺设计.ppt

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? 具有较高的脱N除P效率,运行灵活,工艺简洁
进水 缺氧 1
厌氧 2
好氧 好氧 34
出水 沉淀
5 排泥
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
? (6) 氧化沟工艺 :
? 特点:推流与完全混合工艺特点;DO 存在浓度梯度,具有 显著的脱氮功能,有除磷效果;出水水质好;
? 形式: Carrousel 氧化沟. Orbal 氧化沟. 一体化氧化沟。
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
同步生物脱 N除P工艺存在问题:
? ①生物脱N要求低的污泥负荷 ,长的泥龄,而生物除P要求高 的负荷,较低的泥龄.
? ②为了脱N效果,要充分曝气以完成硝化过程 ,会对吸收P产 生不利影响,生物脱N必须的NO3-对生物除P的过程有抑制 作用,解决此问题则工艺复杂.
? ③同步生物脱N除P在沉淀池前为好氧池,有部分NO3-不能 去除,只能依靠加大回流来提高脱 N效率,动力消耗大.
? ④系统抗冲击负荷能力低.
N,P处理主要问题 Water Pollution Control Engineering
? 1.传统工艺要同时获得高的N, P去除率有困难, N P 同时 高的污水需采取其他措施;需要双污泥系统, 工艺过分复 杂.
生物除磷新技术 Water Pollution Control Engineering
? 反硝化除磷技术是指反硝化除磷菌(Denitrifying Phosphorus removal Bacteria ,DPB)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 现脱氮和除磷.
? 特点: 缓解了反硝化和释磷对耗氧有机物 (以COD 计)的需求矛
+ 4
耗氧2mol,
厌氧氨氧化每氧化lmol
NH4+只需要0.75mol氧, 耗氧下降62.5%, 能耗低;
(3)
硝化反应氧化lmol
NH
+ 4
可产生2molH
+,反硝化产生lmol
OH -, 而氨厌氧氧化的生物产酸量降低1/2, 产碱量降至为零;
(4) 在厌氧条件下直接利用NH4+作电子供体, 无需供氧, 无需外 加有机碳源维持反硝化, 无需额外投加酸碱中和试剂, 故降低 了能耗, 节约了运行费用, 用时还避免了因投加中和试剂有可 能造成的二次污染问题.
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
? 改进的Bardenpho 工艺流程图: ? 厌氧池:释放磷;第一缺氧池-脱N释放P;第一好氧池-BOD降
解,吸收P, 硝化(程度低);第二缺氧池-脱N释放P;第二好氧 池-吸收P, 硝化,BOD降解,除N2功能。 ? 强化了除磷的功能,但构筑物多,工艺复杂.
出水 沉淀池
回流污泥 倒置A2/O工艺流程图
剩余污泥
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
(2) Bardenpho 工艺
? 四级串连工艺 ,即缺氧/好氧/缺氧/好氧工艺,理解为两级 串连的A/O工艺,第一级A/O工艺设置污水回流.
? 特点:脱N效果好,除P一般, 工艺较复杂, 构筑物较多.
盾, PHB 一碳两用; 克服了硝酸盐对磷释放的不利影响,硝酸盐电子手体, 节省
氧量; 反硝化菌和聚磷菌(PAO ) 所需的最佳SRT 相抵触等矛盾.
同步生物脱氮除磷工艺
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
同步生物脱N与除P工艺
? (1) A/A/O 工艺 ? (2) Bardenpho 工艺 ? (3) UCT 工艺 ? (4) Johannesburg 工艺 ? (5) SBR 工艺 ? (6) 氧化沟工艺
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
? Bardenpho 工艺流程图
回流污水
进水 缺氧池 好氧池 缺氧池 好氧池
出水 沉淀池
回流污泥
剩余污泥
?第一缺氧池-脱N释放P;第一好氧池-BOD降解,吸收P,硝 化(程度低);第二缺氧池-脱N释放P;第二好氧池-吸收P, 硝化,BOD降解。
宏观环境论认为,由于氧气扩散速率的限制,曝气池内形成 局部缺氧/厌氧环境.
微生物学研究发现, 存在好氧反硝化细菌和异养硝化细菌, 打 破了传统理论的硝化反应只能由自养细菌完成和反硝化只 能在厌氧条件下进行的观点.
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
-的高63%左右; (4)污泥产量降低(硝化过程可少产污泥33%-35%左右,反
硝化过程中可少产污泥55%左右).
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
SHARON 工艺:
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, 开发在较高温度下实现生物脱氮处理.
第一A池(anaerobic)- 厌氧池,释放P和部分有机物厌氧分解; 第二A池(anoxic)- 缺氧池,生物脱N,NO3-来自回流;O池 (oxic)-好氧池,有机物降解,氨化,亚硝化,硝化,吸收P;沉淀池 -污泥与水分离。
进水
厌氧池 缺氧池 好氧池
出水 沉淀池
回流污泥
A/A/O 工艺流程图
剩余污泥
速地将NO
2–转化为NO
– 3
,所以要将NH4+的氧化成功地
控制在亚硝酸盐阶段并非易事.
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
工艺特点: (1)硝化阶段可减少25%左右的需氧量, 反硝化阶段可减
少40%左右的有机碳源,降低了能耗和运行费用; (2)反应时间缩短,反应器容积可减小30%~40%左右; (3)具有较高的反硝化速率(NO2 –的反硝化速率通常比NO3
(4) 将有机物氧化, 硝化和反硝化在反应器内同时实现, 既提 高脱氮效果, 又节约曝气和混合液回流所需的能源;
(5) 反硝化产生的OH -可以中和硝化产生的部分H+, 减少了 pH 值波动, 使两个生物反应过程同时受益, 提高了反应效 率;
(6) 为反硝化提供了碳源, 促进同步硝化反硝化的进行.
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
短程硝化反硝化 :
传统理论认为, 生物脱氮需经过如下过程:
NH4+ →
NO
– 2

NO
– 3

NO
– 2

N2
氨化 亚硝化 硝化 反 硝 化
而短程反硝化就是在硝化过程中造成一定的特殊环境使
NH4+正常硝化到 NO2–, 而NO2–氧化到NO3–的过程受阻 , 形成所谓的“NO2–积累”后直接进行反硝化, 也可称为 不完全硝化反硝化:
进水
回流 1
回流2
厌氧池 缺氧池 好氧池
出水 沉淀池
回流污泥
剩余污泥
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
(4) Johannesburg 工艺(约翰内斯堡 )
? 减少回流,缺氧池有足够的水力时间 ,厌氧池NO3-浓度低, 效率高.
进水 缺氧池1 厌氧池
同步生物脱 N除P工艺: ? (1) A/A/O 工艺,A2/O工艺,厌氧/缺氧/好氧工
艺.
? 特点:最简洁的同步生物脱N除P工艺,构筑物少,两 个A池需要慢速搅拌,不需外加碳源和碱度,运行费 用低,脱N除P效果不高.
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
因此生物脱氮工艺是将缺氧区与好氧区分开的分级硝化反硝 化工艺, 或在两个分离的反应器中进行 , 或在时间上造成 交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行 , 以便硝化与 反硝化能够独立地进行.
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
同步硝化反硝化 :
微环境理论认为 ,由于氧扩散的限制 ,在微生物絮体或者生物膜 内产生溶解氧梯度 ,即微生物絮体或生物膜的外表面溶解氧 浓度高,深入絮体内部,氧传递受阻及外部氧的大量消耗 , 产 生缺氧区,从而形成有利于实现同步硝化反硝化的微环境 .
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
生物脱氮新理论
传统脱氮理论: 硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌 作用完成,两菌对环境条件的要求不同, 这两个过程不能同 时发生 , 而只能序列式进行,即硝化反应在好氧条件下 , 反硝化反应在缺氧或厌氧条件下 .
进水
回流污水
厌缺 好 缺 好
回流污泥
沉 出水
剩余污泥
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
(3) UCT 工艺,厌氧/缺氧/好氧工艺。
避免(AAO工艺)厌氧池由于污泥回流带入的少量 NO3-给释放 P的影响;厌氧池的污泥减少由缺氧池回流补充 (但是回流 污泥浓度不高,造成厌氧池MLSS 低).
工艺的核心是通过污泥龄和反应温度实现将 硝化菌淘汰, 但留下亚硝化菌.
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
厌氧氨氧化(ANAMMOX) :
是指在厌氧条件下 , 微生物直接以 NH4+为电子供体 , 以 NO3–或NO2–为电子受体, 将NO3–, NO2–, NH4+直接转变 成N2的生物转化过程.
? 2.出水TP 和TN超标与污泥沉降不完全有很大关系(BOD5 也是), 改善沉降性能或外加过滤措施;
? 3.与进水的TN和TP 相比, 传统工艺的碳源相对不足, 工艺 需要改进和完善.
脱氮除磷工艺设计
脱N除P工艺计算 Water Pollution Control Engineering
脱N除P工艺设计与计算
同步硝化反硝化具有以下特点: (1) NO2-无须氧化为NO3-便可直接进行反硝化反应,因此,
整个反应过程加快, 水力停留时间缩短, 反应器容积减小; (2) 亚硝化反应仅需75%的氧, 需氧量降低, 节约能耗; (3) 硝化菌和反硝化菌在同一反应器中同时工作, 脱氮工艺简
化而效能提高;
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
NH4+

NO
– 2

N2
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
实现短程反硝化的关键在于将
NH4+氧化控制在
NO
– 2
阶段,
阻止
NO
– 2
的进一步氧化,因此,如何持久稳定地维持
较高浓度的NO2–的积累及影响NO2–积累的因素 .
因为影响N 积累的控制因素比较复杂,并且硝化菌能够迅
反应可以如下方式存在:
5NH
+ 4
+
3NO3–

4N2
+ 9H2O
+ 2H
+
(1)
NH
+ 4
+
NO
– 2

N2
+ 2H2O
(2)
生物脱氮理论进展 Water Pollution Control Engineering
工艺特点:(1)无需外加有机物作电子供体,既可节省费用,又可 防止二次污染;
(2)硝化反应每氧化lmolNH
出水 缺氧池2 好氧池 沉淀池
回流污泥 缺氧池1, 仅处理回流污泥,体积小
剩余污泥
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
(5) SBR工艺:
? 1.反硝化脱N; 2.释放P, 有机物厌氧分解; 3.有机物好氧 分解,吸收P, BOD降低,氨化; 4.吸收P, 亚硝化, 硝化;5. 泥水分离
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
倒置A2/O工艺:第一A池(anaerobic)- 缺氧池,生物脱
N,NO3-来自回流;第二A池(anoxic)- 厌氧池,释放P和部分 有机物厌氧分解; O池(oxic)-好氧池功能;沉淀池-功能。
进水 沉
缺氧池 厌氧池 好氧池
? 1. 生物脱氮设计计算 1.1 水质要求 1.2 脱氮设计计算 1.3 设计举例
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
同步生物脱N与除Pห้องสมุดไป่ตู้
生物脱 N与除P 要求的环境条件接近,脱 N 是缺氧与好氧交替,除 P 是厌氧与好氧交替, 所以在工艺上可以实现既脱N又除P的功能。
同步脱N除P工艺 Water Pollution Control Engineering
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