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生活污水的一体化反应器同步脱氮除磷研究_张晓伟 (1)

生活污水的一体化反应器同步脱氮除磷研究_张晓伟 (1)
生活污水的一体化反应器同步脱氮除磷研究_张晓伟 (1)

传统的生物脱氮包括硝化和反硝化两个过程,传统工艺将这2个过程设在2个不同的处理单元或

在时间上缺氧和好氧环境交替的同一个反应器中,所需要的能耗较高。近年来,一体化反应器的开发为生物脱氮除磷的高效、低成本运行提供了可能性[1]。许多研究者在不同类型反应器中发现了同步硝化反硝化(SND )现象,并且对形成机理和控制条件进行了深入探讨[2]。如Hano [3]等构建的能同时进行硝化-反硝化的气提式反应器以导管内部为好氧区、反应器筒体与中央导管间的环隙为缺氧区,通过曝气推动污水在好氧区和缺氧区之间循环实现脱氮;但是,其液体循环比高,两区内的流态容易从平推流转变成完全混合流,导致不完全脱氮。Loosdrecht [4]设计的三筒式反应器虽然克服了这个缺点,但是反应器的操作条件较为复杂。随着一体化反应器的发展,生物膜逐渐被结合成为主体工艺的一部分。与活性污泥法相比,生物膜法抗冲击负荷能力高、污泥产量少且沉降性能好、能耗低[5-6]。

本文设计的生活污水一体化同步脱氮除磷反应器构造简单、操作简便,利用双室生物悬浮载体挂膜处理城市生活污水,比利用普通生物悬浮载体处理

废水更好。

1试验部分

1.1试验用水

原水取自于中国科学院生态环境研究中心的生活污水,水质波动较大,水质范围为:COD 为120~350mg ·L -1,氨氮质量浓度为40~65mg ·L -1,总氮质量浓度为30~100mg ·L -1,总磷质量浓度为3~6.5mg ·L -1。1.2试验装置

试验装置见图1。试验所用反应器为PVC 材料加工而成的圆柱形反应池,总高1.4m ,内径200mm ,总有效体积36.4L ,填料区体积为30.1L 。反应器上部为悬浮载体分布区。沿反应器的不同高度设有排水口(兼做采样口用),采用置于反应器底部的微孔曝气,并在曝气区内放入悬浮载体。污水由蠕动泵提升后直接进入好氧区,出水由反应器的上部直接流入沉淀池,再将沉淀池的硝化液和污泥100%回流入反应器的好氧区进行反应。

采用3套平行的试验装置,即反应器1、2、3,内装相同数量的悬浮载体;连续曝气,整个过程中反应

生活污水的一体化反应器同步脱氮除磷研究

张晓伟1,3

,张松林1,姜

琦2,田秉晖3,辛丽花3,马玉涛3

(1.西北师范大学地理与环境科学院,甘肃兰州730070; 2.环境保护部水专项实施管理办公室,北京100029;

3.中国科学院生态环境研究中心,北京100085)

摘要:根据污水生物脱氮除磷原理设计了一套一体化反应器,并在其中分别投加普通生物悬浮载体和双室悬浮载体,以研究两者对生活污水同步脱氮除磷的效果。结果表明,在相同HRT 下、温度控制在20~30℃和pH 为6.5~7.8时,双室悬浮载体对污水总氮的平均去除率比普通生物悬浮载体的高近10%;但是两者对总磷及COD 的去除效果相近,且对COD 的去除效果较好,平均去除率在90%以上;Grau 模型计算表明,HRT 为12h 时,反应器中投加双室悬浮载体后的污水底物降解常数最大(2.18)。因此,把双室悬浮载体及其一体化反应器用于污水的同步脱氮除磷是一种高效的生活污水处理方法。

关键词:双室悬浮载体;脱氮除磷;水力停留时间中图分类号:X703

文献标识码:A

文章编号:1000-3770(2012)01-0059-004

收稿日期:2011-06-29

基金项目:环境水质学国家重点实验室专项经费的资助(08Y07ESPCR );环保公益性行业科研专项(200809087)作者简介:张晓伟(1986-),男,硕士研究生,研究方向为环境化学;E-mail :zhangxiaowei789456@https://www.wendangku.net/doc/684412010.html, 联系作者:张松林,博士,教授;E-mail:zhangsonling65@https://www.wendangku.net/doc/684412010.html,

第38卷第1期2012年1月水处理技术

TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT Vol.38No.1Jan.,2012

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器的pH 维持在6.5~7.8,水温控制在20~30℃;其中,反应器1中投加普通悬浮载体,反应器2、3中分别投加双室悬浮载体,其水力停留时间(HRT )分别为24、24、12h 。反应器接种的污泥取自北京某污水厂强化脱氮除磷工艺的回流污泥,接种量8g ·L -1。试

验挂膜方式采用快速排泥法,污泥100%回流,反应器的填充率为35%。反应器填料经挂膜之后,反应器1中的污泥质量浓度(MLSS )平均为1g ·L -1左右,反应器2和3中的MLSS 平均分别为1.4g ·L -1

和2.05g ·L -1,这是因为新型的双室悬浮载体创造了多种微生物生长的不同环境,使反应器中微生物的种类和数量大大增加,污泥的活性也随之提高,进而提高了反应器中的MLSS 质量浓度。

因此,本反应器将活性污泥和生物膜工艺有机融合在同一反应器内以稳定和强化处理效果,实现了这2种常规生物处理工艺的一体化。

1.3悬浮载体

研究所用为双室悬浮载体,直径为100mm ,其内室的直径为外室直径的1/2,整体形状呈球形网状结构,目的是增大载体的比表面积,进而增大其挂膜面积;污水可通过内室上面孔的开度和开孔密度进行内外室水流的交换。双室悬浮生物载体在普通载体基础上通过控制溶解氧(DO )含量创造了一个内部缺氧环境,经测定,载体内室的ρ(DO)≤1mg ·L -1,相对外室(DO 质量浓度4~5mg ·L -1)为明显的缺氧环境[7],为多种微生物的生长提供了适宜的环境。挂膜后,双室悬浮载体所在反应器中的MLSS 质量浓度比普通载体提高0.4~1g ·L -1,增加了生物量,进而增加了微生物的活性。

1.4分析方法

反应器的处理效果通过测定进出水水质指标来

评价。pH ;电极法;COD :美国哈希法;氨氮:纳式试剂分光光度法法;DO :雷磁电极法;总氮:过硫酸钾氧化紫外分光光度法;总磷:钼锑抗分光光度法;MLSS 质量浓度:105℃烘干称重法。

2结果与讨论

2.1对有机物COD 的去除效果

两类反应器对生活污水COD 的去除效果如图2所示。从图2中可以看出,反应器1出水COD 平均为21mg ·L -1,反应器2、3出水COD 平均分别为19.8mg ·L -1和19.5mg ·L -1,每个反应器出水COD 均符合地表水环境质量Ⅲ类水标准。3个反应器对COD 的去除效果相差不大,说明双室生物载体所产生的好氧-缺氧双环境对COD 的去除率影响不大,COD 的去除应该是在载体外室的好氧环境中进行的,大部分好氧微生物以污水中的COD 为主要碳源。对比反应器2、3可知,在HRT 分别为24h 和12h 时,COD 的去除率几乎相似,均为90%以上;因此,利用双室悬浮载体去除有机物时,HRT 保持在12h 以上,COD 的去除效果最好。

2.2氨氮的去除

氨氮的去除效果如图3所示。由图3可知,反应器1对氨氮的去除效果较好,平均硝化率在80%左右,而双室载体的氨氮去除效果反而较低,平均硝化在70%~75%左右。这是因为水温20~30℃为亚硝

图3NH 3-N 的去除效果Fig.3NH 3-N removal efficiency

5

10

15

20

25

30

020406080

100 %

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图2COD 的去除效果Fig.2COD removal efficiency

5

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图1试验装置

Fig.1Schematic diagram of experimental setup

水处理技术

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化细菌的最适生长温度

[9]

,同时明显厌氧条件的存在,使亚硝化细菌大量繁殖,反应器中硝化菌的优势相对减弱,大量的氨氮被氧化为硝酸盐之后,在亚硝酸菌作用下通过生物同化还原转化为氨氮[10],从而使反应器2中氨氮出水质量浓度升高。

另外,系统中大部分的自养硝化菌位于生物膜的内部,在和生长速度较快的异养菌竞争有限DO 中处于劣势;在生物膜较厚的情况下,大部分DO 在扩散至生物膜内部之前就被异养菌消耗,导致硝化作用减弱,使出水氨氮浓度升高。比较反应器2、3可以看出,随着HRT 增大,氨氮去除率反而降低,可能是因为试验进水的C/N 较小,HRT 过长时不能满足反硝化过程对碳源的需求,进而使反应器对氨氮的去除率降低。

2.3总氮的去除

硝化阶段的硝化率是影响生物脱氮效率的关键[11]。总氮的去除效果如图4所示。由图4可知,使用双室生物载体后污水的硝化效果比传统的生物悬浮载体更好,反应器中总氮的平均进水质量浓度为80~95mg

·L -1,反应器1的平均去除率为46.9%,而反应器2的平均去除率为55.9%,使用双室悬浮载体后总氮的去除率提高近10%,可能是因为悬浮双室载体中同时存在明显的缺氧-好氧双环境,使硝化细菌和亚硝化细菌及一些原生动物大量繁殖,使反应器内的生物量及活性大大提高,进而使硝化率和反硝化率同时得到提高,达到了好的去除效果。

对比反应器2、3可知,HRT 越长,总氮的去除率反而越低,原因与HRT 对氨氮的去除影响相似。因此,双室悬浮载体用于污水脱氮时较普通载体的总氮去除率高,但是HRT 过长(超过12h )时,双室悬浮载体对总氮的去除会产生抑制作用。2.4总磷的去除

总磷的去除效果如图5所示。由图5可知,反应器1、2对磷的去除效果相差不大,进水的总磷平均

质量浓度为3.5~6mg ·L -1时,反应器1、2的平均去除率均为31%左右,说明总磷的去除可能主要是在好氧环境下进行,好氧环境下所吸收的磷大于厌氧

条件中释放的磷。厌氧条件下,聚磷菌将体内聚磷分解产物无机磷释放到污水中;好氧条件下,聚磷菌主动吸收污水中的磷酸盐,再次以聚磷形式集聚于体

内完成好氧吸磷步骤[10]。因此,

在好氧条件下,尽管2种载体中微生物量和新陈代谢活性存在差异,但由于聚磷菌厌氧释磷量相同,导致各反应器1、2除磷效果差异不大,可见双室悬浮填料所创造的双环境对总磷的去除影响不大。双室悬浮载体对总磷的去除效果随着HRT 的增大而降低,但是幅度较小,可能是因为停留时间较短使污泥龄有微小的降低,有利于总磷去除。

2.5影响底物降解常数的决定性因素

Grau 模型广泛用来描述底物的去除规律。1978年,Grau 等人考虑进水底物浓度变化时提出了式(1)所示的Grau 模型,较准确地模拟了废水处理中活性污泥的微生物生长过程[12-13]。

d S d t =

-K 2X (S e S 0

)n 。(1)

式中,d S /d t 为底物去除率;S 0和S e 分别代表供

给的和反应器中的底物质量浓度(以COD 计),n 表示反应器级数,一般假定为n =1;K 2为底物降解常数,X 表示曝气池活性污泥微生物质量浓度(以MLVSS 计)。n =1时,式(1)可以写成:

S 0-S e Xt =K 2S

e S 0

。(2)

由几组平行试验数据的图解法求得K 2。以

S 0-S e Xt 对S e

S 0

作图为一直线,直线的斜率为K 2。结果表明,各反应器的底物降解常数分别为1.44、1.57和2.28;HRT 为12h 时,底物的降解常数最大,说明双室悬浮载体用于降解污水COD 时,

图5总磷的去除效果Fig.5TP removal efficiency

5

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60 %

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图4总氮的去除效果Fig.4TN removal efficiency

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张晓伟等,生活污水的一体化反应器同步脱氮除磷研究61

HRT 控制在12h 最佳。

3结论

MLSS 质量浓度由原来的8g ·L -1降至1~1.5g ·L -1,质量浓度降低了但却保证了较高的生物量和生物活性。这将有利于防止膜污染并提搞系统的抗冲击负荷能力。

反应器1、2、3对污水COD 的去除的效果相近。反应温度控制在20~30℃、pH 控制在6.5~7.8、进水COD 为180~270mg ·L -1时,出水COD 大部分保持在22mg ·L -1以下,平均去除率都在90%以上,效果较好。投加双室悬浮载体后,以Grau 模型计算底物的降解常数发现,HRT 为12h 时底物的降

解常数最大,为2.28,效果最好。传统悬浮填料对总氮的去除效果较好但双室悬

浮载体的去除效果更好。这是因为在双室悬浮载体内同时形成了好氧-缺氧环境,增加了反应器中微生物的种类和生物量,进而增加了MLSS 质量浓度,使总氮的去除效果较好。HRT 对双室悬浮载体去除污水中的总氮和总磷有一定影响,停留时间短总氮总磷的去除效果反而更好,最佳HRT 为12h 。

一体化反应器投资小、占地少、操作简易。对生活污水的脱氮处理无需外加碳源和碱度,且通过好氧区载体中存在的好氧-缺氧环境交替实现了好氧区同步硝化、反硝化的脱氮过程。

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DENITRIFICATION AND DEPHOSPHORIZATION OF DOMESTIC SEWAGE BY INTEGRATED

MULTISTAGE BIOFILM REACTOR

Zhang Xiaowei 1,3,Zhang Songlin 1,Jiang Qi 2,Tian Binghui 3,Xin Lihua 3,Ma Yutao 3

(1.College of Geography and Environmental Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China;

2.National Major Science and Technology Program Management Office for Water Pollution Control and Treatment,Beijing 100029,China ;

3.Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Science,Beijing 100085,China )

Abstract:The biofilm reactor which contained the integrated reactor and sedimentation basin was designed according to the principle of biodenitrification and dephosphorization from wastewater.The synchronous nitrogen and phosphorus removal effect from sewage was studied after the ordinary suspended bio-carrier and new double-room suspension bio-carrier was added to the reactor,respectively.At the same hydraulic retention time (HRT),the temperature of reactor was 20~30℃,the range of pH value was 6.5~7.8,the average removal rate of TN of the new carrier was nearly 10%higher than that of the common one.However,their removal efficiencies of total phosphorus and COD were similar,but the average COD removal efficiency reached more than 90%.So,the double room suspended carrier was effective for biodenitrification and dephosphorization of wastewater.

Keywords :double room suspended carrier;biodenitrification and dephosphorization;hydraulic

能源有限节约无限

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水处理技术

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污水处理工艺中如何进行脱氮除磷

污水处理工艺中如何进行脱氮除磷? 氮、磷的主要危害:一是受纳水体富营养化;二是影响水源水质,增加给水处理成本;三是对人和生物有一定的毒害。 生物脱氮分为三步: 1、氨化作用,即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。在普通活性污泥法中,氨化作用进行得很快,无需采取特殊的措施。 2、硝化作用,即在供氧充足的条件下,水中的氨氮首先在亚硝酸钠的作用下被氧化成亚硝酸盐,然再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。为防止生长缓慢的亚硝酸细菌和硝酸细菌从活性污泥系统中流失, 要求很长的污泥龄。 3、反硝化作用, 即硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。这一步速率也比较快, 但由于反硝化细菌是兼性厌氧菌, 只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化, 因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境( 好氧池的混合液回流到缺氧池) 。 生物除磷原理 所谓生物除磷, 是利用聚磷菌一类的微生物, 在厌氧条件下释放磷。而在好氧条件下, 能够过量地从外部环境摄取磷, 在数量上超过其生理需要, 并将磷以聚合的形态储藏在菌体内, 形成高磷污泥排出系统, 达到从污水中除磷的效果。 可分为三个阶段,,即细菌的压抑放磷、过渡积累和奢量吸收。 首先将活性污泥处于短时间的厌氧状态时,储磷菌把储存的聚磷酸盐进行分解,提供能量,并 大量吸收污水中的BOD、释放磷( 聚磷酸盐水解为正磷酸盐) ,使污水中BOD 下降,磷含量升高。然后在好氧阶段,微生物利用被氧化分解所获得的能量,大量吸收在厌氧阶段释放的磷和原污水中的磷,完成磷的过渡积累和最后的奢量吸收,在细胞体内合成聚磷酸盐而储存起来,从而达到去除BOD 和磷的目的。 脱氮除磷工艺 1、传统A2/O 法即厌氧→缺氧→好氧活性污泥法。污水在流经三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有机物、氮和磷得到去除。原污水的碳源物质(BOD)首先进入厌氧池聚磷菌优先利用污水中易生物降解有机物成为优势菌种,为除磷创造了条件,然后污水进入缺氧池,反硝化菌利用其它可利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气排入到大气中, 达到脱氮的目的。 2、氧化沟工艺是一种污水处理工艺形式,因其构造简单、易于维护管理,很快得到广泛应用。主要有Passveer单沟型、Orbal同心圆型、Carrousel循环折流型、D型双沟式和T型三沟式等。传统Passveer单沟型和Carrousel型氧化沟不具备脱氮除磷功能,但是在Carrousel氧化沟前增设厌氧池,在沟体内通过曝气装置的合理设置形成缺氧区和好氧区,形成改良型氧化沟,便具备生物脱氮除磷功能。 3、SBR 法是间歇式活性污泥法,降解有机物,属循环式活性污泥法范围,主要是好氧活性污泥,回流到反应池前部的污泥吸附区,回流污泥中硝酸盐得以反硝化在充分条件下可大量吸附进水中的有机物达到脱氮除磷的效果。 随着对脱氮除磷机理的深入探究,新工艺的不断出现及其可行性, 为水处理工艺提供了新的理论和思路。但社会的可持续发展给污水脱氮除磷处理提出了越来越高的要求,污水处理已不仅限于满足排放标准,更要考虑污水的资源化和能源化的问题,必须朝着最小的COD 氧化、最低的氮磷排放量、最少的剩余污泥排放等可持续污水处理工艺的方向发展。而生物学及其技术的发展,能使生物脱氮除磷工艺得到更大的发展。

污水处理生物脱氮除磷工艺

污水处理生物脱氮除磷工艺 在城市生活污水处理厂,传统活性污泥工艺能有效去除污水中的BOD5和SS,但不能有效地去除污水中的氮和磷。如果含氮、磷较多的污水排放到湖泊或海湾等相对封闭的水体,则会产生富营养化导致水体水质恶化或湖泊退化,影响其使用功能。因此,在对污水中的BOD5和SS进行有效去除的同时,还应根据需要,考虑污水的脱氮除磷。其中A-A-O(厌氧-缺氧-好氧)为同步生物脱氮除磷工艺的一种。 一、工艺原理及过程 A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。 在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。 二、A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制 A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD5。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。 1.F/M和SRT。完全生物硝化,是高效生物脱氮的前提。因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般应控制在0.1-0.18㎏ BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般应控制在8-15d。

水处理生物脱氮除磷工艺

生物脱氮除磷工艺 第一节 概述 一、营养元素的危害 氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害,主要表现在以下几个方面: 氨氮会消耗水体中的溶解氧; 氨氮会与氯反应生成氯胺或氮气,增加氯的用量; 含氮化合物对人和其它生物有毒害作用:① 氨氮对鱼类有毒害作用;② NO 3- 和NO 2-可被转化为亚硝胺——一种“三致”物质;③ 水中NO 3-高,可导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby ”; 加速水体的“富营养化”过程;所谓“富营养化”就是指水中的藻类大量繁殖而引起水质恶化,其主要因子是N 和P (尤其是P );解决的办法主要就是要严格控制污染源,降低排入水环境的废水中的N 、P 含量;对于城市废水来说,利用传统的活性污泥法进行处理,对N 的去除率一般只有40%左右,对磷的去除率一般只有20~30%。 二、脱氮的物化法 1、氨氮的吹脱法: -++?+OH NH O H NH 423 2 2每 3 采用斜发沸石作为除氨的离子交换体。 出水 折点加氯法脱氯工艺流程

1、铝盐除磷 4343AlPO PO Al →++ + 一般用Al 2(SO 4)3,聚氯化铝(PAC )和铝酸钠(NaAlO 2) 2、铁盐除磷:FePO 4 Fe(OH)3 一般用FeCl 2、FeSO 4 或 FeCl 3 Fe 2(SO 4)3 3、石灰混凝除磷 O H PO OH Ca HPO OH Ca 23452423))((345+→++--+ 向含磷的废水中投加石灰,由于形成OH -,污水的pH 值上升,磷与Ca 2+反应,生成羟磷灰石。 第二节 生物脱氮工艺与技术 一、活性污泥法脱氮传统工艺 1、Barth 提出的三级活性污泥法流程: 第一级曝气池的功能:① 碳化——去除BOD 5、COD ;② 氨化——使有机氮转化为氨氮; 第二级是硝化曝气池,投碱以维持pH 值; 第三级为反硝化反应器,可投加甲醇作为外加碳源或引入原废水。 该工艺流程的优点是氨化、硝化、反硝化分别在各自的反应器中进行,反应速率较快且较彻底;但七缺点是处理设备多,造价高,运行管理较为复杂。 2、两级活性污泥法脱氮工艺 与前一工艺相比,该工艺是将其中的前两级曝气池合并成一个曝气池,使废水在其中同时实现碳化、氨化和硝化反应,因此只是在形式上减少了一个曝气池,并无本质上的改变。 二、缺氧——好氧活性污泥法脱氮系统(A —O 工艺)

污水处理中的脱氮除磷工艺

污水处理中的脱氮除磷工艺 摘要:在陈述城市污水生物脱氮除磷机理的基础下,简单分析生物脱氮除磷的处理工艺。 关键词:脱氮除磷;机理;工艺 1 前言 城市污水中的氮、磷主要来自生活污水和部分工业废水。氮、磷的主要危害:一是使受纳水体富营养化;二是影响水源水质, 增加给水处理成本;三是对人和生物产生毒害。上述 危害严重制约了城市水环境正常功能的发挥, 并使城市缺水状况加剧,而且随着人民生 活水体的提高和环境的恶化,对水质的要求也越来越高。为了达到较好的脱氮除磷效果,环境工作者对一些传统工艺进行了改进或设计出新工艺,本文简单介绍一些脱氮除磷工艺。 2 生物脱氮原理【1】 一般来说, 生物脱氮过程可分为三步: 第一步是氨化作用, 即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。在普通活性污泥法中, 氨化作用进行得很快, 无需采取特殊的措施。第二步是硝化作用, 即在供氧充足的条件下, 水中的氨氮首先在亚硝酸菌的作用下被氧化成亚硝酸盐, 然后再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。为防止生长缓慢的亚硝酸细菌和硝酸细菌从活性污泥系统中流失, 要求很长的污泥龄。第三步是反硝化作用, 即硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。这一步速率也比较快, 但由于反硝化细菌是兼性厌氧菌, 只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化, 因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境( 好氧池的混合液回流到缺氧池) 。反应方程式如下: ( 1) 硝化反应: 硝化反应总反应式为: ( 2) 反硝化反应:

另外, 由荷兰Delft 大学Kluyver 生物技术实验室试验确认了一种新途径, 称为厌氧氨( 氮) 氧化。即在厌氧条件下,以亚硝酸盐作为电子受体,由自养菌直接将氨转化为氮, 因而不必额外投加有机底物。反应式为:NH4+NO2→N2+2H2O 3 生物除磷原理【1】 所谓生物除磷, 是利用聚磷菌一类的微生物, 在厌氧条件下释放磷。而在好氧条件下, 能够过量地从外部环境摄取磷, 在数量上超过其生理需要, 并将磷以聚合的形态储藏在菌体内, 形成高磷污泥排出系统, 达到从污水中除磷的效果。 生物除磷过程可分为3 个阶段,即细菌的压抑放磷、过渡积累和奢量吸收。首先将活性污泥处于短时间的厌氧状态时,储磷菌把储存的聚磷酸盐进行分解,提供能量,并大量吸收污水中的BOD、释放磷( 聚磷酸盐水解为正磷酸盐) ,使污水中BOD 下降,磷含量升高。然后在好氧阶段,微生物利用被氧化分解所获得的能量,大量吸收在厌氧阶段释放的磷和原污水中的磷,完成磷的过渡积累和最后的奢量吸收,在细胞体内合成聚磷酸盐而储存起来,从而达到去除BOD 和磷的目的。反应方程式如下: ( 1) 聚磷菌摄取磷: ADP+H3PO4+能量→ATP+H2O ( 2) 聚磷菌的放磷: ATP+H2O→ADP+H3PO4+能量 4.脱氮除磷工艺 4.1 AB法【2】 AB法污水处理工艺是一种新型两段生物处理工艺,是吸附生物降解法的简称。该工艺将高负荷法和两段活性污泥法充分结合起来,不设初沉池,A、B两段严格分开,形成各自的特征菌群,这样既充分利用了上述两种工艺的优点,同时也克服了两者的缺点。所以

污水处理工艺脱氮除磷基本原理

污水处理生物脱氮除磷基本原理 国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物理处理方法研究,结果认为物理法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等。因此,城市污水处理厂一般不推荐采用。从七十年代以来,国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术,在八十年代后期逐步 实现工业化流程。目前,常用的生物脱氮除磷工艺有A2/O法、SBR法、氧化沟法等。 ?生物脱氮原理 生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,采用人工方法予以控制,首先,污水中的含氮有机物转化成氨氮,而后在好氧条件下,由硝化菌左右变成硝酸盐氮,这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下,由反硝化菌作用,并有外加碳源提供能量,使硝酸盐氮变成氮气逸出,这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中,影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及碳源,生物脱氮系统中,硝化菌增长速度较缓慢,所以,要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行,并且要用充裕的碳源提供能量,才可促使反硝化作用顺利进行。 由此可见,生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件: 硝化阶段:足够的的溶解氧,DO值在2mg/L以上,合适的温度,最好在20℃,不能低于10℃,,足够长的污泥泥龄,合适的PH条件。 反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件DO值在0.2mg/L左右,充足碳源(能源),合适的PH条件。 生物脱氮过程如图5—1所示。 反硝化细菌 +有机物(氨化作用)(硝化作用)(反硝化作用)

?生物除磷原理 磷常以磷酸盐(H 2PO 4 -、HPO 4 2-和H 2 PO 4 3-)、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中,生物除 磷就是利用聚磷菌,在厌氧状态释放磷,在好氧状态从外部摄取磷,并将其以聚合形态储藏在体内,形成高磷污泥,排出系统,达到从废水中除磷的效果。 生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的,因此,剩余污泥多少将对除磷效果产生影响,一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多,可以取得较高的除磷效果。有报道称,当泥龄为30d时,除磷率为40%,泥龄为17d时,除磷率为50%,而当泥龄降至5d时,除磷率达到87%。 大量的试验观测资料已经完全证实,再说横无除磷工艺中,经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥,在好氧状态下有很强的吸磷能力,也就是说,磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提,但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷,磷的厌氧释放可以分为两部分:有效释放和无效释放,有效释放是指磷被释放的同时,有机物被吸收到细胞内,并在细胞内储存,即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和储存,内源损耗,PH变化,毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。 在除磷系统的厌氧区中,含聚磷菌的会留污泥与污水混合后,在初始阶段出现磷的有效释放,随着时间的延长,污水中的易降解有机物被耗完以后,虽然吸收和储存有机物的过程基本上已经停止,但微生物为了维持基础生命活动,仍将不断分解聚磷,并把分解产物(磷)释放出来,虽然此时释磷总量不断提高,但单位释磷量所产生吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说,污水污泥混合液经过2小时厌氧后,磷的释放已经甚微,在有效释放过程中,磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性,磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高,每厌氧释放1mgP,在好氧条件下可吸收2.0~2.24mgP,厌氧时间加长,无效释放逐渐增加,平均厌氧释放1mgP,所产生的好氧吸磷能力降至1mgP以下,甚至达到0.5mgP。因此,生物除磷并非厌氧时间越长越好,同时在运行管理中要尽量避免PH的冲击,否则除磷能

污水生物脱氮除磷改良技术

污水生物脱氮除磷改良技术 随着科技的发展,节能降耗的改良的脱氮除磷技术在国内外迅速发展。文章阐述了污水生物脱氮除磷的改良的技术,介绍了UCT技术、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、SBR改良工艺及CASS工艺等脱氮除磷技术,这些工艺运行灵活、费用低,解决因碳源不足、含NO2-或NO3-污泥回流等问题而影响脱氮除磷效果的新型技术,是今后污水脱氮除磷发展的方向。 标签:生物脱氮除磷;同步硝化反硝化;短程硝化反硝化;改良 Abstract:With the development of science and technology,the improved nitrogen and phosphorus removal technology of saving energy and reducing consumption is developing rapidly at home and abroad. In this paper,the improved technologies of biological nitrogen and phosphorus removal from wastewater are introduced,such as UCT technology,simultaneous nitrification and denitrification,short-cut nitrification and denitrification,improved SBR process and CASS process. These processes are flexible in operation and low in cost,able to solve problems such as insufficient carbon source and NO2- or NO3- sludge backflow,which impact the effect of nitrogen and phosphorus removal,therefore it is the development direction of wastewater nitrogen and phosphorus removal in the future. Keywords:biological nitrogen and phosphorus removal;simultaneous nitrification and denitrification;Short-cut nitrification and denitrification;improvement 近年来我国水环境遭受了不同程度的污染,其中水体富营养化现象最为严重。造成水体富营养化的主要原因是氮、磷元素的超标排放,氮、磷元素主要来自未经处理或处理不完全的工业废水、城市生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥。氮、磷是水中生物的重要营养元素,但超过生物所需时,就会使水体中的藻类及浮游生物过量繁殖,大量消耗水体中溶解氧(DO),使水体中鱼类及其他水生生物因缺氧而大量死亡,生物多样性降低,水的透明度下降,水质恶化[1]。与化学法和物理化学法相比,具有脱氮除磷功能的生物污水处理工艺因对有机物、氮和磷均有较高的去除效率、其运行费用低、污泥沉降性能良好等优点而广泛受到污水处理工程界的重视和青睐,特别是20世纪90年代以来,生物脱氮、除磷技术有了重大的发展。在传统生物脱氮除磷工艺,如A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺的基础上,间歇曝气、节省能耗的改良的脱氮除磷技术在国内外迅速发展。 1 UCT工艺(MUCT工艺) UCT工艺是A2/O工艺的一种改造,是南非开普敦大学研究提出的脱氮除磷工艺,为了防止二沉池中的NO2-或NO3-进入厌氧池,破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷效率,该工艺将二沉池污泥回流到缺氧区而不是回流到厌氧池,

脱氮除磷工艺原理及方法比较

1.水污染现状 自从我们进入和谐社会以来,随着科学和经济的发展,资源严重浪费、环境重度污染等一些问题逐渐突出。由于我国经济发展模式与环境承受能力不相融合,导致现在我国大部分水体造成严重污染。在我国坚持走可持续发展的道路上,水资源的污染和浪费已经成为我国推进现代化建设和可持续发展的绊脚石。防止水资源环境进一步被污染和治理被污染的水资源环境,早就成为我国目前最需要处理的棘手问题之一。水污染的现状也是触目惊心。 2.脱氮除磷工艺原理及方法比较 生物脱氮原理由同化作用、氨化作用、硝化作用、反硝化作用四个步骤组成。在污水生物处理过程中,一部分氮(氮氨或有机氮)被同化成微生物细胞的组分;氨化作用将有机氮化合物在氨化菌的作用下,分解、转化为氨氮;硝化作用实际上是由种类非常有限的自养微生物完成的,该过程分两步:氨氮首先由亚硝化单胞菌氧化为亚硝酸氮,继而亚硝酸氮再由硝化杆菌氧化为硝酸氮;反硝化作用是由一群异养型微生物在缺氧的条件下完成的生物化学过程。生物除磷原理过程中,在好氧条件下细菌吸收大量的磷酸盐,磷酸盐作为能量的储备;在厌氧状态下吸收有机底物并释放磷。 现在,广泛应用的生物脱氮除磷工艺方法有氧化沟法、SBR法、A2/O法等。 ①氧化沟又称连续循环反应器,是20世纪50年代由荷兰的公共卫生所(TNO)开发出来的。氧化沟是常规活性污泥法的一种改型和发展,是延时曝气法的一种特殊形式。其主要功能是供氧;保证其活性污泥呈悬浮状态,是污水、空气、和污泥三者充分混合与接触;推动水流以一定的流速(不低于0.25m/s)沿池长循环流动,这对保持氧化沟的净化功能具有重要的意义。 氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。但是,在实际的运行过程中,仍存在一系列的问题,如污泥膨胀问题、泡沫问题、污泥上浮问题、流速不均及污泥沉积问题。 ②?间歇式活性污泥法简称SBR工艺,一个运行周期可分为五个阶段即:进水、反应、沉淀、排水、闲置。这种一体化工艺的特点是工艺简单,由于只有一个反应池,不需二沉池、回流污泥及设备,一般情况下不设调节池,多数情况下可省去初沉池。 SBR法?工艺流程:?污水?→?一级处理→?曝气池?→?处理水? 特点有:大多数情况下,无设置调节池的心要;SVI值较低,易于沉淀,一般情况下不会产生污泥膨胀;通过对运行方式的调节,进行除磷脱氮反应;自动化程度较高;得当时,处理效果优于连续式;单方投资较少;占地规模较大,处理水量较小。 ③?A2/O法即厌氧一缺氧一好氧活性污泥法。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群的作用下,使污水中的有机物、N、P得到去除。A2/O法是最简单的同步除磷脱氮工艺,总水力停留时问短,在厌?氧缺氧、好氧交替运行的条件下,可抑制丝状菌的繁殖,克服污泥膨胀,SVI一般小于100,有利于处理后的污水与污泥分离,

脱氮除磷工艺发展

污水脱氮除磷工艺的概述与展望 摘要:近年来,城市污水(以城市生活污水为主)中氮磷营养物的排放使受纳水体中藻类等植物大量繁殖,导致水体富营养化问题越来越严重,对城市污水进行脱氮除磷处理是防止水体富营养化的一种重要措施。目前来看,污水脱氮除磷的主要方法有物理方法、化学方法及生物方法。与物理法、化学法相比,生物法具有适用范围广、投资及运行费用低、效果稳定、综合处理能力强等优点,已成为污水脱氮除磷的最佳选择。本文对现有的生物脱氮除磷工艺进行了系统的介绍和分析,并对今后的发展方向作了展望。 关键词:城市污水,脱氮除磷,工艺技术 1.城市污水脱氮除磷现状 据近年来环境质量公报发布的消息,水体中的主要污染物为含氮磷的有机物。这些污染物进一步加剧了水资源短缺的矛盾,对可持续发展战略的实施带来了严重的负面影响。目前含氮磷污水的处理技术可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。由于化学法与物理化学法成本高,对环境易造成二次污染,所以污水生物脱氮除磷技术是20世纪70年代美国和南非等国的水处理专家们在化学、催化和生物方法研究的基础上提出的一种经济有效的处理技术,该技术由于处理过程可靠,处理成本低,操作管理方便等优点而被广泛使用。微生物脱氮除磷技术按微生物在系统中的不同状态,可分为活性污泥法和生物膜法,通过设立好氧区、缺氧区和厌氧区来实现硝化、反硝化、释磷和放磷以达到脱氮除磷的目的。具体的生物脱氮除磷工艺主要有:A2/O法同步脱氮除磷工艺、生物转盘同步脱氮除磷工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、亚硝酸盐生物脱氮工艺、AB法及其变型工艺等。 污水经二级生化处理后,氮的去除率仅为20%~30%左右,磷的去除率则更低。因此脱氮除磷问题在二级处理普及率较高的工业化国家中受到了高度的重视。我国污水厂大多数以二级生物处理为主。二级生物处理厂去除对象主要是和SS,仅有极少数厂(如广州犬坦沙污水厂)有脱氮除磷功能。我国水体富营BOD 5 养化日趋严重,其原因一是城市污水处理率低;二是传统的活性污泥法仅能去除城市污水中20%~40%的氮以及5%~20%的磷。因此,大量兴建城市二级生物处理厂,不但投资大,运行费用高,并且脱氮除磷的效率也并不高。 在实际的工程设计中,根据受纳水体的要求和其他一些实际情况,生物脱氮除磷工艺可以分成以下几个层次 (1)以去除有机物、氨氮为目的的工艺。因对总氮无要求,可以采用生物硝

最新城镇污水处理厂工艺设计(生物脱氮除磷工艺水污染课程设计

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精品好文档,推荐学习交流 目录 1.设计任务书 (3) 2.设计说明书 (4) 2.1 工程概况 (4) 2.2污水处理厂设计规模及污水水质 (5) 2.2.1 设计规模 (5) 2.2.2 污水水质及污水处理程度 (5) 2.3 污水处理厂工艺设计 (5) 2.3.1污水处理工艺设计要求 (5) 2.3.2污水处理工艺选择 (6) 2.3.3污泥处理工艺选择 (10) 2.4 污水处理厂工程设计 (12) 2.4.1污水处理厂总平面设计 (12) 2.4.2污水处理厂总高程设计 (15) 2.5 各主要构筑物及设备说明 (16) 2.5.1粗格栅间 (16) 2.5.2水提升泵房 (17) 2.5.3细格栅间 (18) 2.5.4曝气沉砂池 (18) 2.5.5氧化沟 (19) 2.5.6二沉池 (19) 2.5.7 接触池 (19) 2.5.8加氯间 (20) 2.5.9污泥回流泵房 (21) 2.5.10污泥浓缩池 (21) 2.5.11污泥脱水间 (21) 2.5.12其他建筑物 (22) 3.设计计算书 (22) 3.1 设计依据 (22) 3.2设计流量 (23) 3.3格栅设计 (23) 3.3.1设计参数 (23) 3.3.2设计计算 (23) 3.4曝气沉砂池 (28) 3.4.1设计参数 (28) 3.4.2设计计算 (28) 3.5氧化沟 (30)

精品好文档,推荐学习交流 3.5.1设计参数 (30) 3.5.2设计计算 (30) 3.6辐流式二沉池 (36) 3.6.1设计参数 (36) 3.6.2 设计计算 (36) 3.7消毒池 (38) 3.7.1设计参数 (38) 3.7.2 设计计算 (38) 3.8液氯投配系统 (39) 3.8.1设计参数 (39) 3.8.2设计计算 (39) 3.9计量堰 (39) 3.10泥回流泵房 (40) 3.11浓缩池 (40) 3.12泥脱水间 (41) 4.污水厂成本概算 (41) 4.1 水厂工程造价 (41) 4.1.1 计算依据 (41) 4.1.2 单项构筑物工程造价计算 (41) 4.2 污水处理成本计算 (43) 参考文献 (44)

生物脱氮除磷工艺中的矛盾

5,生物脱氮除磷工艺中的矛盾 (1)泥龄问题 作为硝化过程的主休,硝化菌通常都属于自养型专性好氧菌.这类微生物的一个突出特点是繁殖速度慢,世 代时间较长.在冬季,硝化菌繁殖所需世代时间可长达30d以上;即使在夏季,在泥龄小于5d的活性污泥中硝 化作用也十分微弱.聚磷菌多为短世代微生物,为探讨泥龄对生物除磷工艺的影响,Rensink等(1985年)[23]用表2归纳了以往的研究成果,并指出降低泥龄将会提高系统的除磷效率. 泥龄与除磷率关系表2 泥龄/d 30 17 5.3 4.6 磷去除率/% 40 50 87.5 91 由表2可见聚磷微生物所需要泥龄很短.泥龄在3.0d左右时,系统仍能维持较好的除磷效率.此外,生物除磷 的唯一渠道是排除剩余污泥.为了保证系统的除磷效果就不得不维持较高的污泥排放量,系统的泥龄也不得 不相应的降低.显然硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾.若泥龄太高,不利于磷的去除;泥龄太低,硝化菌 无法存活,且泥量过大也会影响后续污泥处理.针对此矛盾,在污水处理工艺系统设计及运行中,一般所采用 的措施是把系统的泥龄控制在一个较窄范围内,兼顾脱氮与除磷的需要.这种调和,在实践中被证明是可行 的. 为了能够充分发挥脱氮与降磷两类微生物的各自优势,可采取的其它对策大致上有两类. 第一类是设立中间沉淀池,搞两套污泥回流系统使不同泥龄的微生物居于前后两级(见图4),第一级泥龄很短,主要功能是除磷;第二级泥龄较长,主要功能是脱氮.该系统的优点是成功地把两类泥龄不同的微生物分开.但是,这类工艺也是存在局限性.第一,两套污泥回流系统,再加上中间沉淀池和内循环,使该类工艺流程 长且比较复杂.第二,该类工艺把原来常规A2/O(见图5)工艺中同步进行的吸磷和硝化过程分离开来,而各 自所需的反应时间又无法减少,因而导致工艺总的停留时间变长.第三,该工艺的第二级容易发生碳源不足 的情况,致使脱氮效率大受影响.此外,由于吸磷和硝化都需要好氧条件,工艺所需的曝气量也可能有所增加. 第二类方法是在A2/O工艺好氧区的适当位置投放填料.由于硝化菌可栖息于填料表面不参与污泥回流,故 能解决脱氮除磷工艺的泥龄矛盾.这种作法的优点是既达到了分离不同泥龄微生物的目的,又维持了常规 A2/O工艺的简捷特点.但是该工艺也必须解决好以下几个问题:①投放填料后必须给悬浮性活性污泥以优先 的和充分的增殖机会,防止生物膜越来越多而MLSS越来越少的情况发生;②要保证足够的搅拌强度,防止因 填料截留作用致使污泥在填料表面间大量结团;③填料投放量必须适中,投放量太少难以发挥作用,太多则难免出现对污泥的截留.此外,填料的类型和布置方式都应作慎重考虑.

AAO脱氮除磷实用工艺课程设计

课程设计 课程名称水污染控制工程 题目名称A/A/O脱氮除磷工艺课程设计学生学院环境科学与工程学院 专业班级 07环境工程(1)班 学号 学生姓名 指导教师 20010 年 7 月 6 日

一.基本原理 厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,简称A/A/O或A2/O)工艺由厌 氧池、缺氧池、好氧池串联而成,是A 1/O与A 2 /O流程的结合。是20世纪70年 代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺基础上开发出来的。该工艺在厌氧-好氧除磷工艺中加入缺氧池,将好氧池流出的一部分混合液流至缺氧池的前端,以达到反硝化脱氮的目的。工艺流程图如下: 污水出水 回流污泥剩余污泥 污水进入厌氧反应区,同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧环境下释磷,同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分氨氮因细胞的合成而去除。 污水经过第一厌氧反应器以后进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是进行脱氮。硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,通畅内回流量为2至4倍原污水量,部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除,磷基本无变化。 混合液从缺氧反应区进入好氧反应区,混合液中的COD浓度已基本接近排放标准,在好氧反应区除进一步降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中的硝态氮回流至缺氧区,污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。 厌氧-缺氧-好氧工艺可以同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷的功能,脱氮的前提是氨氮应完全硝化,好氧池能完成这一功能,缺氧池能完成脱氮的功能,厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。 二.工艺特点 (1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同类型的微生物菌群的有机结合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 厌氧池缺氧池好氧池沉淀池

脱氮除磷工艺汇总

脱氮除磷工艺汇总 MBR工艺脱氮除磷 MBR是一种结合膜分离和微生物降解技术的高效污水处理工艺。在反应器内,一方面,膜组件将泥水高效分离,促使出水水质改善;另一方面,污泥停留时间(SRT)与水力停留时(HRT)在反应器内相互独立,可提高污泥浓度;此外,反应器内较长的SRT可使增殖缓慢的某些特殊菌(如自养硝化菌等)在活性污泥中出现,而膜组件又能将这些菌持留,从而使MBR处理效果得以改善。 MBR工艺具有一定局限性,对于生活污水,其仅依靠MBR本身其脱氮除磷能力只能达到40%至60%左右的去除率;对于工业废水,其对难降解有机物的去除率并没有得到太大改善。所以MBR工艺一般和SBR系列/AAO等工艺组合使用。五种常见组合工艺: SBR-MBR工艺 A2O-MBR工艺 3A-MBR工艺 A2O/A-MBR工艺 A(2A)O-MBR工艺 SBR-MBR工艺: 将SBR与MBR相结合形成的SBR-MBR工艺,除了具有一般MBR的优点外,对于膜组件本身和SBR工艺两种程序运行都互有帮助。由于膜组件的截留过滤作用,反应中的微生物能最大限度地增长,利于世代时间较长的硝化及亚硝化细菌的生长繁殖,因此,污泥的生物活性高,吸附和降解有机物的能力较强,同时也具有较好的硝化能力。此外,SBR式的工作方式为除磷菌的生长创造了条件,同时也满足了脱氮的需要,使得单一反应器内实现同时高效去除氮磷及有机物成为可能。与传统SBR系统相比,SBR-MBR在反应阶段利用膜分离排水,可以减少传统SBR的循环时间;同时,序批式的运行方式可以延缓膜污染。

A2O-MBR工艺: 由A2O工艺与MBR膜分离技术结合而成的具有同步脱氮除磷功能的A2O-MBR工艺,可进一步拓展MBR的应用范畴。在该工艺中设置有两段回流,一段是膜池的混合液回流至缺氧池实现反硝化脱氮,另一段是缺氧池的混合液回流至厌氧池,实现厌氧释磷。A2O-MBR工艺中高浓度的MLSS、独立控制的水力停留时间和污泥停留时间、回流比及污泥负荷率等都会产生与传统A2O工艺不同的影响,具有较好的脱氮除磷效率。 3A-MBR工艺: 3A-MBR是依据生物脱氮除磷机理,结合膜生物反应器技术特点而形成的具有高效脱氮除磷性能的新型污水处理工艺。其基本原理是,膜生物反应器内的高浓度硝化液和高浓度活性污泥经过回流系统形成良好的缺氧、厌氧条件,实现系统的高效脱氮除磷。该工艺的内部流程依次是第一缺氧池、厌氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池,膜池混合液分别回流至第一缺氧池和第二缺氧池。第一缺氧池利用进水碳源和回流硝化液进行快速反硝化,接着混合液进入厌氧池进行厌氧释磷,减少了硝酸盐对释磷的影响,第二缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液进一步反硝化脱氮,好氧池内同步发生有机物降解、好氧释磷和好氧硝化等多种反应,彻底去除污水中的污染物,混合液再a经膜过滤出水,实现了对污水中有机物和氮磷的去除。3A-MBR工艺合理地组合了有机物降解和脱氮除磷等各处理单元,协调了各种生物降解功能的发挥,达到了同步去除各污染指标的目的,具有较高的推广应用价值。 A2O/A-MBR工艺: A2O/A-MBR工艺是一种强化内源反硝化的新型工艺,该工艺利用MBR内高浓度活性污泥和生物多样性来强化脱氮除磷效果,工艺流程依次为厌氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。该工艺在普通A2O工艺后再设一级缺氧池,在利用进水快速碳源完成生物除磷和脱氮后,再利用第二缺氧池进行内源反硝化,进一步去除TN,之后,再利用膜池的好氧曝气作用保障出水。A2O/A-MBR工艺是针对进水碳源不足,而同时又有较高脱氮要求的污水处理项目所开发,也是强化脱氮的MBR脱氮处磷

污水处理厂A-A-O生物脱氮除磷工艺简介

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/684412010.html, 污水处理厂A-A-O生物脱氮除磷工艺简介 作者:孟永进 来源:《硅谷》2009年第15期 中图分类号:X7文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810007-01 在城市生活污水处理厂,传统活性污泥工艺能有效去除污水中的BOD5和SS,但不能有效地去除污水中的氮和磷。如果含氮、磷较多的污水排放到湖泊或海湾等相对封闭的水体,则会产 生富营养化导致水体水质恶化或湖泊退化,影响其使用功能。因此,在对污水中的BOD5和SS进行有效去除的同时,还应根据需要,考虑污水的脱氮除磷。其中A-A-O(厌氧-缺氧-好氧)为同步生物脱氮除磷工艺的一种。 一、工艺原理及过程 A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷,其工艺流程如图1所示。 在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP 保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有

污水处理生物除磷工艺

污水处理生物除磷工艺 (一)缺氧好氧活性污泥法(A/O工艺) 当以除磷为主时,可采用无内循环的厌氧/好氧工艺,基本工艺流程如下图所示。 厌氧/好氧工艺流程 1. 设计参数 A/O工艺生物除磷设计参数见下表 A/O工艺生物除磷设计参数 2. 工艺计算 缺氧好氧活性污泥法生物除磷的工艺计算包括厌氧池(区)容积、好氧池(区)容积。具体计算公式见下表。

A/O工艺生物除磷容积基计算公式 (二)弗斯特利普( Phostrip) 除磷工艺 Phostrip工艺是由Levin在1965年首先提出的,该工艺是在回流污泥的分流 管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而构成的,其工艺流程见下图。

该工艺将在常规的好氧活性污泥法工艺中增设厌氧释磷池和化学沉淀池。工艺流程为:部分回流污泥(约为进水量的10%~20% )通过旁流进入厌氧池,在厌氧池中的停留时间为8~ 12h, 使磷由固相中释放,并转移到水中;脱磷后的污泥问流到好氧池中继续吸磷,厌氧池上清液含有高浓度磷(可高达100mg/L 以上),将此上清液排入石灰混凝沉淀池进行化学处理生成磷酸钙沉淀,该含磷污泥可作为农业肥料,而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理。Phostrip工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷,而且还通过化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷双重作用,所以Phostrip工艺具有高效脱氮除磷功能。 Phostrip工艺比较适合于对现有工艺的改造,只需在污泥回流管线上增设少量小规模的处理单元即可,且在改造过程中不必中断处理系统的正常运行。总之,Phostrip工艺受外界条件影响小,工艺操作灵活,脱氮除磷效果好且稳定。但该工艺存在流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。 四、厌氧/缺氧/好氧活性污泥法脱氮除磷工艺 需要同时脱氮除磷时,可采用厌氧/缺氧/好氧(A2/O)工艺,基本工艺流程如下图。 A2/O工艺脱氮除磷流程 (一)一般规定 进入系统的污水应符合下列要求: (1) 脱氮时,污水中的五日生化需氧量(BOD5 )与总凯氏氮(TKN)之比宜大于4 ; (2) 除磷时,污水中的BOD5与总磷( TP)之比宜大于17 ; (3) 同时脱氮、除磷时,宜同时满足前两款的要求; (4) 好氧池(区)剩余碱度宜大于70mg/L( 以碳酸钙CaC03计);

五大MBR组合工艺解决脱氮除磷问题

五大MBR组合工艺解决脱氮除磷问题 【格林大讲堂】 几乎所有的传统脱氮除磷工艺都被应用到了MBR工艺中,如AO、A2O、SBR等,这些传统工艺中遇到的技术问题同样会在MBR脱氮除磷工艺中出现。 A2O及其变形强化工艺是众多应用在MBR脱氮除磷工艺中处理效果最为突出,运行管理最为方便,也是最稳定可靠的一类。以下将介绍多种形式的MBR 脱氮除磷组合工艺。 武汉格林环保有完善的服务体系和配套的专业环境工程团队,秉着崇高的环保责任和义务长期维护提供免费的污水处理解决方案,是湖北省工业废水运营管理行业中的品牌。18年来公司设计并施工了上百个交钥匙式的污水处理工程。 A2O-MBR工艺 在该工艺中设置有两段回流,一段是膜池的混合液回流至缺氧池实现反硝化脱氮,另一段是缺氧池的混合液回流至厌氧池,实现厌氧释磷。传统的生物脱氮工艺通常采用前置反硝化或后置反硝化来实现氮的去除,而设置了厌氧、缺氧和好氧反应器的A2O工艺则可以实现同步除碳和脱氮除磷功能。 A2O-MBR工艺中高浓度的MLSS、独立控制的水力停留时间和污泥停留时间、回流比及污泥负荷率等都会产生与传统A2O工艺不同的影响,具有较好的脱氮除磷效率。由A2O工艺与膜分离技术结合而成的具有同步脱氮除磷功能的A2O-MBR工艺,可进一步拓展MBR的应用范畴。

A2O/A-MBR工艺 A2O/A-MBR工艺是一种强化内源反硝化的新型工艺,该工艺利用MBR内高浓度活性污泥和生物多样性来强化脱氮除磷效果,工艺流程依次为厌氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。A2O/A-MBR工艺是针对进水碳源不足,而同时又有较高脱氮要求的污水处理项目所开发,也是强化脱氮的MBR脱氮处磷工艺。 该工艺在普通A2O工艺后再设一级缺氧池,在利用进水快速碳源完成生物除磷和脱氮后,再利用第二缺氧池进行内源反硝化,进一步去除TN,之后,再利用膜池的好氧曝气作用保障出水。 3A-MBR工艺 该工艺的内部流程依次是第一缺氧池、厌氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池,膜池混合液分别回流至第一缺氧池和第二缺氧池。3A-MBR工艺合理地组合了有机物降解和脱氮除磷等各处理单元,协调了各种生物降解功能的发挥,达到了同步去除各污染指标的目的,具有较高的推广应用价值。 3A-MBR是依据生物脱氮除磷机理,结合膜生物反应器技术特点而形成的具有高效脱氮除磷性能的新型污水处理工艺。其基本原理是,膜生物反应器内的高浓度硝化液和高浓度活性污泥经过回流系统形成良好的缺氧、厌氧条件,实现系统的高效脱氮除磷。第一缺氧池利用进水碳源和回流硝化液进行快速反硝化,接着混合液进入厌氧池进行厌氧释磷,减少了硝酸盐对释磷的影响,第二缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液进一步反硝化脱氮,好氧池内同步发生有机物降解、好氧释磷和好氧硝化等多种反应,彻底去除污水中的污染物,混合液再a经膜过滤出水,实现了对污水中有机物和氮磷的去除。

AO工艺同步脱氮除磷效能的

广 东 化 工 2012年 第15期 · 70 · https://www.wendangku.net/doc/684412010.html, 第39卷 总第239期 AO 工艺同步脱氮除磷效能的研究 叶琼,张朝升,张可方,荣宏伟,张立秋 (广州大学 珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室,广东 广州 510006) [摘 要]采用A/O 同步脱氮除磷工艺处理模拟污水,调整DO 、HRT 、内回流、进水污染物的浓度等影响因素,考察了该工艺单位活性污泥处理污水中TN 、TP 的能力。结果表明,当好氧区DO 控制在0.6 mg/L 左右,HRT 控制在10 h ,内回流比控制在1∶1时,单位活性污泥处理污水TN 、TP 的能力最强,单位活性污泥TN 去除速率达到1.4×10-3 mg/(L·mg MLVSS·h),单位活性污泥TP 去除速率达到0.14×10-3 mg/(L·mg MLVSS·h),AO 系统实现了同步硝化反硝化和反硝化除磷。 [关键词]同步脱氮除磷;单位活性污泥去除速率;溶解氧;水力停留时间;内回流 [中图分类号]X [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0070-03 Efficiency Research on Simultaneous Removal of Nitrogen and Phosphorus by Craft AO Ye Qiong, Zhang Chaosheng, Zhang Fangke, Rong Hongwei, Zhang Liqiu (Guangzhou University, Guangzhou 510006, China) Abstract: Using A/O simultaneous nitrogen and phosphorus removal process for treatment of simulated wastewater, adjusting the DO, HRT, return flow, inlet pollutant concentration and other factors, the process unit for wastewater treatment with activated sludge in TN, TP ability. The results show that, when the oxygen zone DO control in 0.6 mg/L, HRT control in 10 h, the inner reflux ratio control in 1:1, the unit activated sludge wastewater treatment in TN, TP capacity of the strongest, the unit activated sludge TN removal rate reached 1.4× 10-3 mg/(L·mg MLVSS·h), TP removal unit activated sludge rate reached 0.14× 10-3 mg/(L·mg MLVSS·h), AO system to achieve the simultaneous nitrification and denitrification and phosphorus removal. Keywords: simultaneous removal of nitrogen and phosphorus ;unit removal rate ;DO ;HRT ;internal reflux 近年来,水资源短缺及水污染的加剧问题日益凸出,水体富营养化是水体变质的生态系统污染现象,而氮、磷是引起水体富营养化的主要营养物质。目前生物脱氮除磷工艺中,A 2O 、UCT 、氧化沟等系统都普遍存在一些问题,如:工艺流程结构复杂、处理能耗大成本高、剩余污泥产量大等[1],而SBR 工艺虽可以有效缓解以上问题,但其存在着聚磷菌(PAO)与硝化菌对DO 的竞争、聚磷菌与反硝化菌对碳源的竞争等问题[2]。为尽量避免以上问题本研究采用AO 同步脱氮除磷工艺展开研究,该工艺不仅可减小反应器体积,而且在缺氧条件下,兼性厌氧反硝化聚磷菌(DNPAO)能同时进行吸磷和反硝化脱氮,能够实现“一碳两用”,节约碳源。当前关于AO 工艺的研究多数集中在短程硝化反硝化[3],且多数研究侧重于以去除率作为评价活性污泥处理效果的标准。而对AO 工艺中单位活性污泥的处理能力的研究较少,文章结合以人工配水为对象的污水脱氮除磷的研究,通过调整试验过程中的DO 、HRT 、内回流量、进水污染物的浓度等影响因素,考察试验过程中该工艺单位活性污泥处理污水中TN 、TP 的能力。 1 材料与方法 1.1 试验装置 本研究为实验室小试研究,装置由聚氯乙烯塑料制作而成(如图1所示),接种污泥为沥滘污水处理厂回流污泥。反应器主体容积为93 L ,呈廊道状,总长202 cm ,宽13 cm ,分为两段(体积不相同)。反应器前段占10 L 为厌氧。后段占83 L 为好氧,底部设有微孔曝气头,并以电动搅拌机慢速搅拌提高固液混合程度,前部31 L 不曝气,后部52 L 曝气,采取好氧运行。二沉池采用竖流排泥式,体积为25 L 。试验进水和硝化液回流采用小型潜水泵 配合液体流量计控制,回流污泥采用蠕动泵控制。 1-水箱;2-潜水泵;3-液体流量计;4-厌氧区;5-好氧区6-空气压缩泵; 7-气体流量计;8-曝气头;9-电动搅拌器;10-二沉池;11-微型潜水泵; 12-蠕动泵;13-剩余污泥;14-出水 图1 试验装置 Fig.1 Schematic diagram of AO equipment 1.2 试验用水 试验用水采用人工配制的模拟城市生活污水。主要以淀粉为碳源,NH 4Cl 为氮源,KH 2PO 4为磷源,FeSO 4、MgSO 4、CaCl 2等为微量元素,同时投加NaHCO 3调节配水的pH 。具体的水质见表1。 表1 试验污水水质 Tab.1 Quality of experiment wastewater mg·L -1 项目 COD TN TP NH 4+-N NO 3--N NO 2--N 模拟污水 180.60~266.70 30.60~61.75 2.74~6.0628.10~64.600.50~0.800.04~0.05 城市污水 86.00~166.70 16.40~28.55 1.65~7.1016.40~27.900.06~0.59未检出 1.3 分析项目与检测方法 试验期间对各项水质控制指标和系统控制指标进行了定量分 析,主要分析项目包括:COD 、TN 、TP 、NH 4+-N 、 NO 2--N 、NO 3--N 、MLSS 、DO 、pH 、ORP 等,其中除了DO 、ORP 、pH 采用手提式pH 溶氧测试仪在线测定外,其余项目所采用的分析方法均为国家 环境保护总局发布的标准方法。 为更科学及更方便地进行数据分析,定义单位活性污泥总氮去除量Q TN 和单位活性污泥总磷去除量Q TP 如下式: MLSS TN Q TN 去除量= ;MLSS TP Q TP 去除量= [收稿日期] 2012-07-21 [基金项目] 国家自然科学基金(51178125),广东省自然科学基金重点资助项目(9251009101000001),广东省自然科学基金资助项目(S2011010005510),广州市 科技计划项目(2010Z1-E051);广州市属高校科研项目(10A056) [作者简介] 叶琼(1986-),男,湖北浠水人,硕士研究生,主要从事污水处理理论与技术研究。

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