AAO污水处理工艺介绍

环境科学与工程学院 Tongji University
2、城市污水除磷技术
一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控
2.1化学除磷
2.2生物除磷
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环境科学与工程学院
一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控
Tongji University
3、常规生物脱氮除磷工艺
3.1 A/A/O系列
Bardenpho工艺
典型A/A/O工艺
5、并联运行模式研究
③好氧池
②缺氧池
①厌氧池
进水
1、模式1：水量或水质超负荷 2、模式2：COD、TN偏低时
并联运行模式工艺示意图
⑤物化池
④缺氧池
絮凝剂 出水至二沉池 回流污泥（来 自二沉池）
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6、中试装置设计
三、交互式反应器研究与中试装置设计
6.1 设计参数
1.4 1.3 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 2.8 2.0 1.69 1.0
有效容积(m3) 合计(m3)
1.40 2.40 2.10 5.82 6.00 18.9 2.10 2.52 12.75 1.69 0.50
3.80
37.44
12.75 1.69 0.50
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1、工艺开发背景
三、交互式反应器研究与中试装置设计
1.1 实现碳调控的脱氮除磷目的 1.2 工艺可多生化模式运行，适应不同的碳氮比污水 1.3 工艺可生化/物化串并联运行，适应不同的除磷要求 1.4 工艺根据污水水质和排放标准，可容易切换运行模式 1.5 工艺适应性强，抗冲击负荷能力强 1.6 根据构建的模型，使系统具有自适应和调整能力
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3、运行模式与控制
三、交互式反应器研究与中试装置设计
3.1 运行模式图 A 高效生化工艺 D
进水
F
B
C
物化强化
沉淀
人工
生态
G E
生化强化
交互式物化/生化反应器运行模式图
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3、运行模式与控制
三、交互式反应器研究与中试装置设计
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1、研究目的
二、研究内容与技术路线
1.1 工艺路线研究
针对南方城市污水有机物浓度低、而氮磷浓度相对较高、 且进水水质水量变化大的特征，研究不同情况下低碳高氮磷城 市污水脱氮除磷工艺中污染物的存在形态与转化规律，寻求适 合于低碳高氮磷城市污水脱氮除磷的工艺及相关运行参数；
5、污水处理建模理论与技术
5.1 处理过程的动态模拟：基于模糊控制技术与PLC技术结合 5.2 处理过程的智能控制：基于任务，有效变量输入输出，实现过 程控制或时间控制 5.3 专家控制系统：基于经验控制，不断完善和学习
5.4 模糊控制：建立模糊控制器及模糊推理，简化输入输出
5.5 神经网络：基于系统的学习记忆和自适应能力 5.6 混合人工智能：单一技术的局限，及各家所长 5.7 ASM：基于生物生长衰亡机理、污染物降解机理。
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2、工艺概念与流程
三、交互式反应器研究与中试装置设计
2.1 工艺概念
交互式是指可以针对不同水质水量、处理目的 、环境条件灵活改变物化处理单元与生化处理
单元的串并联、长短流程运行；
各单元内部的功能也可改变，进行高效、节能 或抗冲击负荷等不同模式运行达到在一个反应 器内将物化和生化优化集成、生物处理单元中 各种不同功能菌群高效运行、系统高度协同开 放的目的。
1.2 仿真与预测
建立交互式反应器的脱氮除磷处理工艺的神经网络模型， 模拟与预测进出水水质和运行工况，并进行仿真与预测，满足 工程实施控制的目的和要求，为示范工程的运行提供依据。同 时，为我国类似城市污水处理厂的设计及运行提供参考。
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2、研究内容
6、中试装置设计
6.2 中试基地平面
三、交互式反应器研究与中试装置设计
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6、中试装置设计
6.3 中试流程
三、交互式反应器研究与中试装置设计
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6、中试装置设计
6.4 相关照片
三、交互式反应器研究与中试装置设计
工况条件
试验时间(2019年，月.日)
数据采集时间
反应器内水温(℃)
进水量平均值(m3/h)
平均污泥回流比
平均混合液回流比
HRT (h)
预缺氧池 厌氧池
缺氧池
好氧池
总停留时间
二沉池平均HRT(h)
生物反应器总体积(m3)
平均MLSS(mg/L)
平均MLVSS(mg/L)
平均SVI(mL/g)
系统总泥龄(d)
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3、运行模式与控制
三、交互式反应器研究与中试装置设计
3.3 运行控制目标
当原污水有机碳源不能同时满足生物脱氮除磷要求时， 首先满足生物脱氮， 在生物处理后投加新型混凝剂强化生物除磷， 确保氮磷同时达标。
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三、交互式反应器研究与中试装置设计
工况二
6.16~7.16 6.23~7.16 24.6-28.1
4.67 1 1
0.45 1.24 1.28 5.03
8 2.7 37.44 2405 794 42.3 55.2 0.13 0.13 0.12 0.60~5.75 3.99 4.17 32.99 0.25 0.061
工况三
7.17~8.16 7.25~8.16 26.1-28.6
6.29 0.8 1.5 0.34 0.93 0.96 3.77 6 2.0 37.44 3110 964 34.4 26.1 0.15 0.11 0.15 0.60~5.50 4.23 4.36 41.65 0.30 0.070
工况四
8.17~9.11 8.28~9.11 25.8-27.2
8.33 0.5 1 0.25 0.70 0.72 2.53 4.2 1.5 34.92 2877 1180 44.4 16.3 0.15 0.12 0.10 0.95~4.40 3.89 4.02 39.01 0.52 0.133
DO (mg/L)
预缺氧池 厌氧池
缺氧池 好氧池
COD/TN
COD/TKN COD/TP 有机负荷 TN负荷
工况一
5.24~6.15 6.5~6.14 21.6-24.5
4.67 1 2
0.45 1.24 1.28 5.03
8 2.7 37.44 2951 1239 50.2 44.7 0.12 0.09 0.12 1.20~7.80 3.38 3.54 34.62 0.20 0.059
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汇报内容
1.城市污水脱氮除磷工艺及模拟控制
2.研究内容与技术路线
3.交互式反应器研究与中试装置设计
4.交互式反应器中试运行研究
5.交互式反应器BP神经网络模型研究 6.交互式反应器ANFIS仿真模型研究 7.结论与建议
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一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制
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3、技术路线
二、研究内容与技术路线
数据收集与机 理研究
中试反应器设 计与启动运行
不同模式运行 效果研究
BP神经网络模 型建立
ANFIS仿真模 型建立
模拟仿真结果
研究技术路线图
1、设计参数 2、运行参数 3、仿真控制系统
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单元名称
第1部分 进水井
第2部分
旱季：100t/d
Ⅰ区
Ⅱ区
雨季：150t/d
Ⅲ区
反应器
Ⅳ区
Ⅴ区
Ⅵ区
二沉池
污泥池
加药罐
长(m) 宽(m)
1.0
1.0
1.88
1.0
0.7
1.0
1.94
1.0
2.0
1.0
1.64+4.66 1.0
0.7
1.0
0.9
1.0
直径：2.85
1.0
1.0
直径：0.8
有效水深(m)
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1、城市污水生物脱氮理论与技术
硝化
有机氮
细菌分解及水解
同化
氨氮
有机氮（细菌细胞）
氧气
溶解及自氧化
亚硝酸盐 氧气
硝酸盐
脱氮
氮气
有机碳
环境因素： 1、水温 有机氮（净生长） 2、pH 3、DO 4、C/N 5、Fm & SRT 6、毒性物质 7、内回流比
生物处理过程氮的转化
Ⅱ
Ⅰ
2
A
3
4
B
污水管线
电磁流量计
5
污泥管线
涡街流量计
14
13
空气管线
闸阀
交互式物化/生化反加药管应线 器平面图C
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2、工艺概念与流程
三、交互式反应器研究与中试装置设计
2.3 流程布置
11 12
8
1 2
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
E
Ⅳ
ⅤⅥ
3
9
6
10
4
7
A
B
5
DC
交互式物化/生化反应器流程图
CAST工 艺
MSBR工艺
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一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制
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3、常规生物脱氮除磷工艺
3.3 氧化沟系列
T型氧化沟
奥贝尔氧化沟
卡路塞尔氧化沟
卡鲁塞尔DenitIRA2/C工艺流程
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一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制
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为城市污水处理提供一种新型高效的物化/生化 反应器。
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2、工艺概念与流程
三、交互式反应器研究与中试装置设计
2.2 平面布置
1
A. 进水井B. 交互式反应器C. 二沉池
Ⅳ
D. 鼓风机 E. 加药罐
Ⅳ
Ⅰ～Ⅵ. 反应器分区编号
D
Ⅲ 8
11
E 12
7 6Ⅴ Ⅵ
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4、串联运行模式研究
4.2 串联运行模式2
③低氧池 ②低氧池
①低氧池
⑤物化池 ④好氧池
进水
正常水量、污染物浓度较低， 夏季运行时采用
串联运行模式2工艺示意图
絮凝剂
出水至二沉池 回流污泥（来 自二沉池）
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三、交互式反应器研究与中试装置设计
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4、生物脱氮除磷新工艺
4.1 BICT工艺 4.2 A2/N工艺 4.3 BCFS工艺 4.4 分段进水BNR工艺
新工艺特点
1、合理分配碳源； 2、节约曝气量，利用硝酸盐； 3、减少污泥量； 4、减小反应池容积
4.5 厌氧-往复好氧组合式工艺
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一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制
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二、研究内容与技术路线
2.1 传统工艺路线研究 研究传统的生物脱氮除磷工艺处理低碳高氮磷城市污水的特点与规律。 2.2 新工艺路线研究 研究低碳高氮磷城市污水高效、低消耗生物脱氮除磷工艺。 即研究交互式反应器提高生物脱氮除磷的途径、机理以及合适运行参数。 2.3 运行模式研究 分析低碳高氮磷污水水质变化规律，寻求该型污水处理厂的运行新模式 2.4 建立神经网络进行出水水质的模拟仿真 2.5对比BP神经网络和ANFIS模糊网络的模拟仿真的效果和稳定性。
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4、串联运行模式研究
4.1 串联运行模式1
③好氧池
②缺氧池
①厌氧池
进水
正常水量、污染物浓度较高， 氮磷浓度较高条件下
或冬季运行时采用 串联运行模式1工艺示意图
⑤物化池
④缺氧池
絮凝剂 出水至二沉池 回流污泥（来 自二沉池）
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三、交互式反应器研究与中试装置设计
工况五
9.12~10.1 9.22~9.29 24.7-25.7
6.24 0.8 1.5 0.34 0.93 0.96 3.77 6 2.0 37.44 2801 1372 70.6 17.7 0.20 0.13 0.11 0.60~4.05 3.95 4.03 44.53 0.39 0.099
中试基地生物处理单元
运行中的交互式反应器
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6、中试装置设计
6.4 相关照片
三、交互式反应器研究与中试装置设计
交互反应器搅拌机和循环流量监测
人工湿地进水
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1、运行工况
四、交互式反应器中试运行研究
3.2 运行模式表
运行 模式 串联
并联
运行状态
高效生化脱氮除磷处 理
高效生化/物化处理 强化物化/生化协同处
理 低氧生化/物化处理
部分污水物化处理、 部分污水生化处理
运行途径
A→D
A→B→C F→E→G
A→B→C
A→D F→C
预期目标
最大程度除磷，其他指 标达一级排放标准 达一级排放标准 在进水水质低时达一级 排放标准 节能、达到二级排放标 准 低水质节能运行 抗冲击负荷
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一、城市污水脱氮除磷工艺与模拟控制
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3、常规生物脱氮除磷工艺
3.1 A/A/O系列
UCT工
艺
M-UCT工艺
JHB工艺
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3、常规生物脱氮除磷工艺
3.2 SBR系列
UNITANK工 艺