水污染控制工程：第四章 污水的好氧生物处理--活性污泥法2除磷脱氮工艺设计

• b.好氧区容积计算
根据污泥泥龄计算曝气池体积公式：
V
QY
θ co
(S0
Se)
Xv(1
K
θ
d co
)
6） 生物脱氮工艺计算
c.需氧量计算
去除有机物的需氧量加上氨氮硝化需氧量。前置反硝化系 统中，需扣除还原硝酸盐提供的氧当量。
O2 = Q (S0-Se）/0.68-1.42△Xv
+4.75[Q(Nk-Nke)-0.12 △Xv]
1） Ap/O工艺
原污水
厌氧 磷释放
曝气池 好氧吸磷
沉淀池 出水
回流污泥（富含磷污泥）
剩余污泥 （富含磷污泥）
2） Phostrip除磷工艺
脱磷水回流
原污水 (含磷)
好氧吸磷
含磷污泥 +脱磷水
沉淀池 处理水
I
脱磷水
沉淀池 II
直接污泥回流 石灰
缓速搅拌 混合池
剩余污泥
含磷 污泥
排放
含 磷 污
释 磷 （厌氧） 池
O2 = Q (S0-Se）/0.68-1.42△Xv
前置反硝化
+4.75[Q(Nk-Nke)-0.12 △Xv]
Baidu Nhomakorabea
-2.86 [Q(Nt-Nke-Noe)-0.12 △Xv]
注：4.75-氨氮的氧当量系数；2.86-单位硝酸盐还原提供 的氧当量。
2 生物除磷工艺
1）Ap/O工艺 2）Phostrip除磷工艺
4） SBR工艺
进水 厌氧
好氧 缺氧
（搅拌） （曝气）
沉淀
出水
闲置
好氧 （曝气）
4 生物脱氮除磷工艺设计及影响因素
1）常用生物脱氮除磷工艺设计参数和特点 2）生物脱氮除磷影响因素 环境因素、工艺因素、污水成分。
5）氧化沟工艺
进水
厌氧
曝气池
好氧 缺氧
二沉池 出水
回流活性污泥 剩余污泥
重点：
各种脱氮、除磷工艺的类型和特点。 脱氮/除磷工艺设计计算要点。
6CO2 + 6H2O+2N2
➢生物除磷：
1）(聚磷菌)厌氧释磷 2）好氧/缺氧吸磷
脱氮、除磷工艺设计
1 脱氮工艺及设计 2 除磷工艺及设计 3 脱氮除磷工艺 4 生物除磷脱氮的影响因素
1 生物脱氮工艺
1）三段生物脱氮工艺 2）前置缺氧-好氧生物脱氮工艺 3）后置缺氧-好氧脱氮工艺 4）Bardenpho生物脱氮工艺 5）同步硝化反硝化
2）改良Bardenpho工艺
进水
回流
厌氧 缺氧
好氧
缺氧
好 氧
二沉池 出水
回流污泥
剩余污泥
3） UCT及改良UCT工艺
污水
缺氧回流
厌氧
缺氧
好氧
好氧(硝酸盐)回流 回流污泥
二沉池 出水 剩余污泥
3） UCT及改良UCT工艺
进水
回流1 曝厌气氧池 缺氧
回流2 缺氧 好氧
沉淀池 出水
回流污泥
剩余污泥
5）同步硝化反硝化
NH3+ O2 NADH2
HNO2
NAD+
NH2OH + H20
NADH2
NAD+ 0.33N2 + 1.33H2O+ 0.33NO2-
6） 生物脱氮工艺计算
• a.缺氧区容积计算
NNOr = VnKdeXv
NNOr:缺氧池去除的硝酸盐量，g/d;
Vn :缺氧池容积，m3; Kde :反硝化速率，gNO3--N/(gMLVSS·d); Xv :混合液挥发性悬浮固体浓度，g/m3;
c
按表观产率系数计算：△Xv Yobs(S0 Se)Q
c. 需氧量的计算
耗氧量= 去除的bCOD-合成微生物的COD O2 = Q (S0-Se）/0.68-1.42△Xv
回顾： 脱氮除磷基本理论
➢生物脱氮：
1）好氧硝化
NH4++2O2
NO3- (NO2-) +2H++H2O
2）缺氧反硝化
C6H12O6 + 4 NO-3 (NO2-)
1）三段生物脱氮工艺
进水 曝气池
沉淀池 I
碱 硝化池
沉淀池 II
反硝 化池
沉淀池 出水 III
回流污泥 剩余污泥 回流污泥 剩余污泥 回流污泥 剩余污泥
投加外碳源两段生物脱氮工艺
进水 初沉池 I
曝气池
除碳、硝化
硝化 沉淀池
II
甲醇
反硝 化池
沉淀池 出水 III
回流污泥 剩余污泥
回流污泥 剩余污泥
6） 生物脱氮工艺计算
• b.好氧区容积计算
µn µnm( Na ) Kn Na
θ co
1 F
µn
µ n：硝化菌比生长速率，d-1； µ nm：硝化菌最大比增长速率,d-1； Na：氨氮浓度, g/m3； Kn：硝化作用中半速率常数，g/m3。
θco：好氧区设计污泥泥龄，d。
6） 生物脱氮工艺计算
6） 生物脱氮工艺计算
• a.缺氧区容积计算
Vn Q(Nk - Nte) - 0.12 △Xv KdeXv
Vn :缺氧池容积，m3; Kde :反硝化速率，gNO3--N/(gMLVSS·d); Nk,Nte:进出水总氮浓度，g/m3; Xv :混合液挥发性悬浮固体浓度，g/m3; △Xv :剩余污泥量Gmlvss/d。
污水的好氧生物处理 ——运行、管理
2）前置缺氧-好氧生物脱氮工艺
原污水
污水内循环
碱
反硝 化池
曝气池
沉淀池 出水
回流污泥
剩余污泥
3）后置缺氧-好氧生物脱氮工艺
原污水
曝气池
缺氧
沉淀池 出水
回流污泥
剩余污泥
4）Bardenpho生物脱氮工艺
原污水
曝缺气氧池 好氧
缺氧 好氧
沉淀池 出水
回流污泥
剩余污泥
5）同步硝化反硝化
机理： a.反应器DO分布不均理论 b.缺氧微环境理论 c.微生物学解释：好氧反硝化菌和异氧硝化菌。
水
含磷污泥
脱磷污泥回流 （用于吸收磷）
含磷污水 生物除磷 化学除磷
3) 生物除磷工艺设计
1）厌氧区计算（水力停留时间法）
Vp=Q·tp
(tp=1-2h)
2）好氧区容积计算（污泥泥龄法）
V
QY(S0 Se) •θc
X(1
K
θ
dc
)
θc:2-3d
3 脱氮除磷工艺
1）A2/0工艺 2）改良Bardenpho工艺 3）UCT及改良UCT工艺 4）SBR工艺 5）氧化沟工艺
1） A2/0工艺 (anaerobic-anoxic-oxic)
污水
厌氧
磷释放 氨化
内循环 N2
缺氧 脱氮
好氧
硝化，好 氧吸磷
回流污泥（含磷污泥）
二沉池 出水 剩余污泥
1） 倒置A2/0工艺
污水Q
短暂 沉淀池
回流混合液(0-200%)Q
缺氧 厌氧
好氧
二沉池 出水
回流污泥(25%-100%)Q
剩余污泥
活性污泥法设计 ——除磷脱氮
回顾： 活性污泥法设计计算
a. 曝气池体积的设计计算
– 有机物负荷率法
V QS0 QS0 LsX Lv
– 污泥泥龄法
V
QY(S0 Se)θ·c
X(1
K
θ
dc
)
– 水力停留时间法
HRT V Q
回顾： 活性污泥法设计计算
b.剩余污泥计算
按污泥泥龄计算:
△X
VX θ