生物脱氮除磷课件(2)

增加了一个缺氧池 使NO3-对厌氧段的影响程度降到最低
（8）VIP(Viginia Initiative Plant)
回流 每个区由多个完全混合 反应器串联
出水 进水
厌氧
缺氧
好氧
二沉
混合液回流 污泥回流
（9）Johannesburg(南非）
进水
好氧混合液回流 出水 缺氧 厌氧 缺氧 回流污泥 好氧 二沉
（6）间歇式双污泥反硝化脱氮除磷系统
结晶法除磷技术的发展及应用
结晶法除磷原理 • 形成难溶的磷酸铵镁（MAP） • 磷酸铵镁晶体（分子式：MgNH4PO4.6H2O）又 称鸟粪石（struvite），是一种白色结晶，比重 为1.7，在碱性条件下呈高度不溶性。
反应式如下： PO43-+ Mg2++NH4++6H2O → MgNH4PO4.6H2O
好氧池
SBR池
浓缩池
缺氧池
厌氧池
缺氧池
SBR池
1 SBR池 2 污泥浓缩池 3 污泥缺氧池 4 污水厌氧池 5 缺氧池 6 好氧池 7 SBR池
1 SBR池 2 污泥浓缩池 3 污泥缺氧池 4 污水 厌氧池 5 缺氧池 6 好氧池 7SBR池 时段 (min) 1(40) 2(50) 3(30) 4(40) 5(50) 6(30) 单元1 搅拌 曝气 预沉 沉淀 沉淀 沉淀 单元2 浓缩 浓缩 浓缩 浓缩 浓缩 浓缩 单元3 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 单元4 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 单元5 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 单元6 曝气 曝气 曝气 曝气 曝气 曝气 单元7 沉淀 沉淀 沉淀 搅拌 曝气 预沉
• 提高 pH的方法 一般通过加碱或曝气的方法来提高污水的pH值。 • 曝气法：向水中通空气将CO2从水中解析出来以提高pH， 可以达到结晶除磷的目的，对厌氧消化污泥上清液，通过 曝气可以使pH从7.9升高到8.3-8.6。一般可提高到8.2-8.6之 间。
污水中结晶的形成可以分成两步，即晶核形 成（成核）与晶体生长。 成核就是在水中产生晶体析出，生长就是离 子不断传输到晶核表面定向成晶格而使晶体不断 长大（称为造粒）。
（4）Bardenpho（巴顿甫）工艺
四阶段
巴顿甫同步脱氮除磷工艺
（5）改进的Bardenpho工艺（五阶段） 增加厌氧
第二内循环可不设
（6）UCT工艺
回流
南非开普敦大学
进水 厌氧 缺氧 好氧 二沉
好氧混合液回流 回流污泥
减小NO3-对厌氧段的影响
（7）改良的UCT工艺
混合液回流1 混合液回流2 出水 进水 厌氧 缺氧 缺氧 回流污泥 好氧 二沉
[PO43-][ Mg2+][ NH4+]=K1
•按溶度积原理，当离子浓度积 K1> KSP1（KSP1为磷 酸铵镁标准溶度积），则磷酸铵镁晶体析出；
• 对于MAP结晶来说，主要依赖两个参数： （1）反应器中PO43-、 Mg2+、 NH4+的浓度和比例； （2）反应器中污水的pH。
• 在污水中，存在着复杂的离子平衡体系，溶解性磷 酸盐可能以PO43-、H PO42-、H2 PO4-、 H3PO4等形式共 同存在，各部分所占比例与pH有关。当pH升高，PO43所占比例增大，而PO43-才是有效离子。因此，提高pH 是结晶法除磷的关键因素之一。
（4）多点进水多缺氧池脱氮工艺（1）
多点进水
0.1 0.4 0.3 0.2
缺 氧
好 氧
缺 氧
好 氧
缺 氧
好 氧
缺 氧
好 氧
沉淀
回ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ污泥 不设置内回流
（5）多点进水多缺氧池脱氮工艺（2）
多点进水
好 氧
缺 氧
好 氧
缺 氧
好 氧
缺 氧
沉淀
回流污泥 不设置内回流
（6）BABE工艺
曝气池
BABE
提高硝化菌的浓度
4.1 连续流活性污泥生物脱氮工艺 Barth三段（三级）生物脱氮工艺 两级硝化/反硝化（O/A） 前置反硝化（ A/O）生物脱氮工艺 多点进水多缺氧池脱氮工艺 BABE工艺 短程硝化-反硝化工艺 厌氧氨氧化工艺
（1）Barth三段（三级）生物脱氮工艺
（2）O/A两级活性污泥法脱氮工艺
（3） A/O （缺氧——好氧）（工艺） ——又称“前置式反硝化生物脱氮系统”
污泥回流
剩余污泥
（2）Phostrip（弗斯特利普）除磷工艺
4.3 连续流活性污泥生物脱氮除磷工艺
A/A/O（厌氧-缺氧-好氧） 改进A/A/O 倒置A/A/O Bardenpho（巴顿甫）工艺 改进的Bardenpho工艺 UCT工艺 改良UCT工艺 VIP脱氮除磷工艺 (Viginia Initiative Plant) Johannesburg脱氮除磷工艺 (南非） 化学强化的生物脱氮除磷工艺 氧化沟 连续流双污泥反硝化除磷系统
离子浓度及其比例的影响
对于MAP结晶，NH4+、Mg2+、PO43-的去除按化学计量 关系为1:1:1，但为了达到较高的除磷效率， NH4+、Mg2+ 需要过剩，因此，除了pH外， NH4+浓度、Mg与P的摩尔 比对除磷效率具有决定性影响。 按Mg与P的摩尔比为1.3投加Mg盐，同时控制pH 在8.59.0范围，当进水P=61mg/L，去除率达94%，晶体中 struvite占90%以上。
（1）A/A/O（厌氧-缺氧-好氧）
混合液回流 进水 出水
厌氧
缺氧
好氧（硝化）
二沉池
回流污泥
剩余污泥
（2）改进的A/A/O工艺
进水 10%
90% 厌氧/ 缺氧 调节
混合液回流
厌氧
缺氧
好氧
二沉
回流污泥
增加了一个厌氧调节池
（3） 倒置A/A/O工艺
倒置A/A/O 在流程上的特点： 只有一个回流系统：与常规A2/ O 工艺相比，倒置A2/O 工艺省去了混合液内回流，适当加大了污泥回流比。
与改进的A/A/O相似 内源反硝化，去除 NO3-
（10）化学强化的生物脱氮除磷工艺
化学强化的生物脱氮除磷工艺是在生物脱氮除磷优化运行 的条件下以化学法进行强化除磷，该工艺可以A2O、AO法的 方式运行。
（11）连续流双污泥反硝化除磷系统
Wanner在1992年率先开发出第一个利用双泥生物系统及反硝化 除磷菌进行脱氮除磷的新工艺（Dephanox），
4. 4 间歇式活性污泥生物脱氮除磷工艺 • （1）SBR • （2）CASS • （3）ICEAS工艺 • （4）UNITANK • （5）MSBR工艺 • （6）双污泥反硝化脱氮除磷系统
（5）MSBR工艺（Modified Sequencing Batch Reactor）
• M SBR 工艺实质上是SBR 和A /A/O 工艺的组合, • M SBR 是一种介于连续流和序批式反应之间的工艺模 型。 • 污水和脱氮后的活性污泥一并进入厌氧区, 泥水混合液 交替进入缺氧区、好氧区和SBR池, 出水由空气堰排出。 厌氧区有机物充足, 硝酸盐含量低, 这为聚磷菌的释磷 提供了良好的环境。
第4章 生物脱氮除磷工艺 4.1 连续流活性污泥生物脱氮 生物脱氮工艺 生物脱氮 4.2 连续流活性污泥生物除磷 生物除磷工艺 生物除磷 4.3 连续流活性污泥同步生物脱氮除磷 同步生物脱氮除磷工艺 同步生物脱氮除磷 4.4 间歇式活性污泥生物脱氮除磷 生物脱氮除磷工艺 生物脱氮除磷 4.5 生物膜法脱氮工艺 4.6 人工湿地
投加晶种对结晶的影响
在反应器中投加晶种可以加快晶体成核速度，使其结 晶于晶种表面，同时有利于晶体与水的分离，减少因 晶粒微细所造成地随出水流失，以提高除 P效率与回 收率。 作为晶种的材料一般选择细石英砂、氧化镁等矿物颗 粒、晶体破碎后的颗粒。
可持续的脱氮除磷
反应时间、水力条件对晶体形成的影响
试验发现，在曝气搅动的反应器内，结晶在一分钟内 能迅速成核，晶体尺寸为0.1mm，曝气60min 长到 0.8mm，曝气180min晶体长到3mm，反应时间越长， 则结晶体生长越大。 在无搅动的静止条件下，MAP 结晶的自然形成需几 天时间，而在有空气搅动或循环搅动的条件下，成核 可在瞬间完成。反应器中的流化条件利于结晶聚结。
污泥消化 污水厂升级改造
利用 BABE 工艺改造污水厂（Walcheren）
Anoxic tank Aeration tanks Influent Q= 43215 m3/d 680 m3 5320 m3
Settler Effluent
Return sludge line
Recirculation
Excess sludge Sludge compartment 1650 m3
Aerobic 500 m3
Anoxic 350 m3
消化液
BABE
4.2
连续流活性污泥生物除磷工艺
A/O（厌氧-好氧）生物除磷工艺 Phostrip（弗斯特利普）除磷工艺
（1）A/O（厌氧-好氧）生物除磷工艺
进水 厌氧 好氧（无硝化） 二沉池 出水