水污染控制工程课件教学PPT作者孙体昌娄金生第21章生物处理新技术

1、1第第2121章章 生物处理新技术生物处理新技术2第第21章章 生物处理新技术生物处理新技术21.1 A2/O生物脱氮除磷生物脱氮除磷的改进工艺的改进工艺 21.1.1 UCT工艺工艺 21.1.2 MUCT工艺工艺 21.1.3 OWASA工艺工艺 21.1.4 BCFS工艺工艺21.2 SBR脱氮除磷的改脱氮除磷的改进工艺进工艺 21.2.1 CASS工艺工艺 21.2.2 CAST工艺工艺 21.2.3 DAT-IAT工艺工艺 21.2.4 MSBR工艺工艺 21.2.5 UNITANK工艺工艺21.3 OCO脱氮除磷工艺脱氮除磷工艺 21.3.1 OCO工艺典型流工艺典型流程及构筑物程

2、及构筑物 21.3.2 工作原理工作原理 21.3.3工艺特点工艺特点3第第21章章 生物处理新技术生物处理新技术21.4 21.4 短程硝化短程硝化- -厌氧氨氧厌氧氨氧化组合脱氮新工艺化组合脱氮新工艺 21.4.1 21.4.1 短程硝化短程硝化- -反硝反硝化生物脱氮工艺化生物脱氮工艺(SHARON(SHARON工艺工艺) ) 21.4.2 21.4.2 厌氧氨氧化工厌氧氨氧化工艺艺(ANAMMOX(ANAMMOX工艺工艺) ) 21.4.3 21.4.3 短程硝化短程硝化- -厌氧厌氧氨氧化氨氧化(SHARON(SHARONANAMMOX)ANAMMOX)组合脱氮工艺组合脱氮工艺 21

3、.5 21.5 膜生物反应器膜生物反应器 21.5.1 21.5.1 膜生物反应器膜生物反应器的分类与构造的分类与构造 21.5.2 21.5.2 好氧膜生物反好氧膜生物反应器的运行参数及其影应器的运行参数及其影响响 21.5.3 21.5.3 膜污染的影响膜污染的影响因素及其防治因素及其防治4第第21章章 生物处理新技术生物处理新技术21.1 A21.1 A2 2/O/O生物脱氮除磷生物脱氮除磷的改进工艺的改进工艺 21.1.1 UCT 21.1.1 UCT工艺工艺 21.1.2 MUCT 21.1.2 MUCT工艺工艺 21.1.3 OWASA 21.1.3 OWASA工艺工艺 21.1.

4、4 BCFS 21.1.4 BCFS工艺工艺21.2 SBR21.2 SBR脱氮除磷的改脱氮除磷的改进工艺进工艺21.2.1 CASS21.2.1 CASS工艺工艺21.2.2 CAST21.2.2 CAST工艺工艺 21.2.3 DAT-IAT21.2.3 DAT-IAT工艺工艺 21.2.4 MSBR21.2.4 MSBR工艺工艺 21.2.5 UNITANK 21.2.5 UNITANK工艺工艺21.3 OCO21.3 OCO脱氮除磷工艺脱氮除磷工艺21.3.1 OCO21.3.1 OCO工艺典型流工艺典型流程及构筑物程及构筑物 21.3.2 21.3.2 工作原理工作原理 21.3.3

5、 21.3.3工艺特点工艺特点l 对于对于A A2 2/O/O同步脱氮除磷工艺，当好氧段硝化反同步脱氮除磷工艺，当好氧段硝化反应完全且脱氮效果较好时，二沉池回流污泥带应完全且脱氮效果较好时，二沉池回流污泥带有大量的有大量的NONO3 3进入厌氧段，使厌氧段存在较进入厌氧段，使厌氧段存在较高的高的NONO3 3浓度，反硝化菌则以有机物为电子浓度，反硝化菌则以有机物为电子供体，将硝酸盐还原成供体，将硝酸盐还原成NN2 2进行反硝化，消耗水进行反硝化，消耗水中的有机碳源，同时聚磷菌释放磷。中的有机碳源，同时聚磷菌释放磷。521.1 A21.1 A2 2/O/O生物脱氮除磷的改进工艺生物脱氮除磷的改进

6、工艺l 其释放量又直接与它能吸收的低分子有机物的其释放量又直接与它能吸收的低分子有机物的量有关，造成在厌氧环境下反硝化菌脱氮和聚量有关，造成在厌氧环境下反硝化菌脱氮和聚磷菌释磷对碳源的争夺，而聚磷菌往往处于劣磷菌释磷对碳源的争夺，而聚磷菌往往处于劣势，造成释磷不彻底，影响聚磷菌在好氧段大势，造成释磷不彻底，影响聚磷菌在好氧段大量吸收磷，从而导致除磷效果较差，反之，则量吸收磷，从而导致除磷效果较差，反之，则脱氮效果较差。脱氮效果较差。l 所以所以A A2 2/O/O工艺很难同时取得较好的脱氮除磷效工艺很难同时取得较好的脱氮除磷效果。为了克服这一缺点，提出了果。为了克服这一缺点，提出了A A2 2

7、/O/O同步脱氮同步脱氮除磷的改良工艺除磷的改良工艺UCTUCT工艺、工艺、MUCTMUCT工艺、工艺、OWASAOWASA工艺等。工艺等。6l UCTUCT（University of Cape TownUniversity of Cape Town，简称，简称UCTUCT）工艺是工艺是2020世纪世纪8080年代由南非康普顿大学开发出年代由南非康普顿大学开发出来的，见下图所示。来的，见下图所示。l 该工艺将该工艺将A A2 2/O/O工艺中的污泥回流由厌氧区改到工艺中的污泥回流由厌氧区改到缺氧区，使污泥经反硝化后再回流至厌氧区，缺氧区，使污泥经反硝化后再回流至厌氧区，减少了回流污泥中硝酸盐

8、和溶解氧含量。减少了回流污泥中硝酸盐和溶解氧含量。721.1.1 UCT21.1.1 UCT工艺工艺8出 水好 氧（混 合 液 回 流 二 沉 池）剩 余 污 泥（）缺 氧厌 氧（）进 水混 合 液 回 流 污 泥 外 回 流图 8-1 UCT 工 艺 流 程 图UCT工艺流程图工艺流程图l 为了避免为了避免A A2 2/O/O工艺回流污泥中的工艺回流污泥中的NONO3 3-N-N回流回流至厌氧段干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放而至厌氧段干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放而降低磷的去除率，降低磷的去除率，UCTUCT工艺将回流污泥首先回工艺将回流污泥首先回流至缺氧段，使回流污泥带入的流至缺氧段，使回

9、流污泥带入的NONO3 3-N-N在缺在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液一部分再回流至厌氧段；一部分再回流至厌氧段；l 这样就避免了这样就避免了NONO3 3-N-N对厌氧段聚磷菌释磷的对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，提高了磷的去除率，而且对脱氮也不会干扰，提高了磷的去除率，而且对脱氮也不会产生影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于产生影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于70%70%。9l 与与A A2 2/O/O工艺相比，工艺相比，UCTUCT工艺在适当的工艺在适当的COD/TKNCOD/TKN比例下，缺氧区的反硝化可使进入厌氧区的回流比例下，缺氧区的反

10、硝化可使进入厌氧区的回流混合液中硝酸盐含量接近于零，当进水中混合液中硝酸盐含量接近于零，当进水中TKN/CODTKN/COD较高时，缺氧区无法实现完全脱氮，较高时，缺氧区无法实现完全脱氮，仍有部分硝酸盐进入厌氧区。仍有部分硝酸盐进入厌氧区。l 如果进水的如果进水的BODBOD5 5/TKN/TKN或或BODBOD5 5/TP/TP较低时，采用较低时，采用UCTUCT工艺是有利的，因为该工艺可以防止由于工艺是有利的，因为该工艺可以防止由于NONO3 3-N-N回流至厌氧段产生反硝化脱氮，造成反回流至厌氧段产生反硝化脱氮，造成反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性BODBOD5 5

11、而降低除磷效而降低除磷效果的现象产生。果的现象产生。10n MUCT MUCT （Modified University of Cape TownModified University of Cape Town）工艺是为了克服工艺是为了克服UCTUCT工艺中二套混合液内回工艺中二套混合液内回流交叉，导致缺氧段的水力停留时间不易控制流交叉，导致缺氧段的水力停留时间不易控制的缺点，同时避免好氧段出流的一部分混合液的缺点，同时避免好氧段出流的一部分混合液中的中的DODO经缺氧段进入厌氧段而干扰磷的释放经缺氧段进入厌氧段而干扰磷的释放而发明的。而发明的。1121.1.2 MUCT21.1.2 MUCT

12、工艺工艺12图 8 - 2 M U C T 工艺流程图混合液回流污泥外回流缺氧混合液回流厌氧进水）缺氧（）（剩余污泥二沉池）好氧（出水MUCT工艺流程图工艺流程图n MUCTMUCT工艺将工艺将UCTUCT工艺的缺氧段一分为二，缺工艺的缺氧段一分为二，缺氧池氧池接受二沉池回流污泥，缺氧池接受二沉池回流污泥，缺氧池接受好接受好氧区回流硝化混合液，使之形成二套独立的混氧区回流硝化混合液，使之形成二套独立的混合液内回流系统，使回流污泥的脱氮与好氧池合液内回流系统，使回流污泥的脱氮与好氧池的回流混合液脱氮完全分开，进一步减少硝酸的回流混合液脱氮完全分开，进一步减少硝酸盐进入厌氧区的可能，并且有效克服了

13、盐进入厌氧区的可能，并且有效克服了UCTUCT工工艺的缺点。艺的缺点。n UCTUCT工艺和工艺和MUCTMUCT工艺的主要特征是消除了工艺的主要特征是消除了A A2 2/O/O工艺回流污泥中的硝酸氮和工艺回流污泥中的硝酸氮和DODO对聚磷菌对聚磷菌放磷过程的影响。放磷过程的影响。13uOWASAOWASA工艺是美国开发出来的新工艺，如下工艺是美国开发出来的新工艺，如下图所示。图所示。特点：特点：p将初沉池污泥经重力浓缩发酵之后，其上清液将初沉池污泥经重力浓缩发酵之后，其上清液进入厌氧段和缺氧段，提高进入厌氧段和缺氧段，提高BODBOD5 5/TP/TP和和BODBOD5 5/TKN/TKN的

14、值，有利于脱氮除磷。的值，有利于脱氮除磷。1421.1.3 OWASA21.1.3 OWASA工艺工艺15图 8-5 OWASA 工 艺 流 程 图排 至 污 泥 处 理 区缺 氧污 泥发 酵清 液初 沉 池进 水厌 氧污 泥 外 回 流剩 余 污 泥二 沉 池好 氧混 合 液 内 回 流出 水OWASA工艺流程图工艺流程图n 南方许多城市的城市污水南方许多城市的城市污水BODBOD5 5浓度往往较低浓度往往较低，造成城市污水中的，造成城市污水中的BODBOD5 5/TP/TP和和BODBOD5 5/TKN/TKN太低，使太低，使A A2 2/O/O工艺脱氮除磷效果明显下降。工艺脱氮除磷效果明

15、显下降。n 为了克服为了克服A A2 2/O/O工艺这一缺点，工艺这一缺点，OWASAOWASA工艺将工艺将A A2 2/O/O工艺中初沉池的污泥排至污泥发酵池，工艺中初沉池的污泥排至污泥发酵池，经发酵后的上清液中含大量挥发性脂肪酸，经发酵后的上清液中含大量挥发性脂肪酸，将此上清液投加至缺氧段和厌氧段，使入流将此上清液投加至缺氧段和厌氧段，使入流污水中的可溶解性污水中的可溶解性BODBOD5 5增加，提高了增加，提高了BODBOD5 5/TP/TP和和BODBOD5 5/TKN/TKN的比值，促进磷的释的比值，促进磷的释放与放与NONO3 3-N-N反硝化，从而使脱氮除磷效果得反硝化，从而使脱

16、氮除磷效果得到了提高。到了提高。16l BCFSBCFS（Biologisch-Chemische-Fosfaat-Stikst-of Biologisch-Chemische-Fosfaat-Stikst-of VerwijderingVerwijdering）工艺是由荷兰工艺是由荷兰DelftDelft科技大学开发科技大学开发的，该工艺是在的，该工艺是在MUCTMUCT工艺的原理基础上开发工艺的原理基础上开发的生物除磷脱氮新工艺。的生物除磷脱氮新工艺。（1 1）BCFSBCFS工艺机理工艺机理l 生物除磷的机理一般都认为废水中的磷是由聚生物除磷的机理一般都认为废水中的磷是由聚磷菌磷菌(PA

17、O)(PAO)经过厌氧放磷和好氧摄磷富集在污泥经过厌氧放磷和好氧摄磷富集在污泥中，然后通过排放富磷剩余污泥得以去除的。中，然后通过排放富磷剩余污泥得以去除的。1721.1.4 BCFS21.1.4 BCFS工艺工艺l 荷兰荷兰DELFTDELFT科技大学的研究人员还发现了兼性反科技大学的研究人员还发现了兼性反硝化细菌的生物摄硝化细菌的生物摄/ /放磷作用，它将反硝化脱氮放磷作用，它将反硝化脱氮和生物除磷有机地结合起来，在缺氧条件下，反和生物除磷有机地结合起来，在缺氧条件下，反硝化除磷菌硝化除磷菌(DPB)(DPB)以硝酸态氧作为电子受体，产以硝酸态氧作为电子受体，产生生物摄磷作用，同时将硝酸氮

18、还原为氮气。生生物摄磷作用，同时将硝酸氮还原为氮气。l BCFSBCFS工艺利用反硝化除磷菌摄磷和聚磷菌生物摄工艺利用反硝化除磷菌摄磷和聚磷菌生物摄磷的作用，使富含磷的污泥以剩余污泥形式排放磷的作用，使富含磷的污泥以剩余污泥形式排放而达到生物除磷的目的，同时通过在厌氧区除磷而达到生物除磷的目的，同时通过在厌氧区除磷菌的厌氧释磷，对厌氧区高含磷酸盐的混合液进菌的厌氧释磷，对厌氧区高含磷酸盐的混合液进行化学除磷，该工艺同时具有生物除磷和化学除行化学除磷，该工艺同时具有生物除磷和化学除磷的双重作用，从而可以达到同时高效脱氮除磷磷的双重作用，从而可以达到同时高效脱氮除磷的目的的目的。1819图 8 -

19、 1 9 B C F S 工 艺 流 程 图磷 沉 淀污 水接 触厌 氧缺 氧混 合 液 回 流 ( )污 泥 回 流R剩 余 污 泥混 合 液 回 流 ( )混 合好 氧混 合 液 回 流 ( )沉 淀 池出 水化 学 磷 污 泥分 离 液F e C l3BCFS工艺流程图工艺流程图（2 2）BCFSBCFS工艺的结构工艺的结构n BCFSBCFS工艺不设初沉池，污水经格栅、沉砂池后工艺不设初沉池，污水经格栅、沉砂池后进入进入BCFSBCFS生物反应器。生物反应器。n 它由它由5 5个同心圆环组成，它们分别构成功能相个同心圆环组成，它们分别构成功能相对专一的对专一的5 5个独立的厌氧、接触、

20、缺氧、混合个独立的厌氧、接触、缺氧、混合、好氧反应区；、好氧反应区；n 它有三个独立的混合液回流系统和一个污泥回它有三个独立的混合液回流系统和一个污泥回流系统，并在池的中心设有圆形除磷池，流系统，并在池的中心设有圆形除磷池，2021BCFS工艺工艺结构图结构图1 1）厌氧池与除磷池）厌氧池与除磷池 n 由于污水的流入以及从缺氧池回流的混合液使厌由于污水的流入以及从缺氧池回流的混合液使厌氧区保持厌氧状态，从缺氧池回流到厌氧池的混氧区保持厌氧状态，从缺氧池回流到厌氧池的混合液中的活性污泥里含有大量富含磷的反硝化除合液中的活性污泥里含有大量富含磷的反硝化除磷菌和聚磷菌，在厌氧区由于除磷菌的大量释磷磷

21、菌和聚磷菌，在厌氧区由于除磷菌的大量释磷，使厌氧区末端磷酸盐含量最高。，使厌氧区末端磷酸盐含量最高。n BCFSBCFS工艺在厌氧区末端设置两块档板，在两块档工艺在厌氧区末端设置两块档板，在两块档板间形成一个沉淀区，部分厌氧污泥在此沉淀，板间形成一个沉淀区，部分厌氧污泥在此沉淀，用潜污泵将沉淀污泥送至中间的圆形除磷池，并用潜污泵将沉淀污泥送至中间的圆形除磷池，并在池内加入在池内加入FeClFeCl3 3或或Ca(OH)Ca(OH)2 2进行化学除磷。化学进行化学除磷。化学除磷污泥与富磷剩余污泥一起进行脱水处理，除除磷污泥与富磷剩余污泥一起进行脱水处理，除磷池上清液返回污水处理系统。磷池上清液返

22、回污水处理系统。222 2）接触池）接触池 p 从厌氧区出来的混合液从厌氧区出来的混合液DODO浓度很低，沉淀池出来浓度很低，沉淀池出来的回流污泥的回流污泥DODO浓度也较小，二者流入接触区，使浓度也较小，二者流入接触区，使接触区处于厌氧状态，大大抑制了丝状菌生长繁殖接触区处于厌氧状态，大大抑制了丝状菌生长繁殖，防止污泥膨胀，同时对回流污泥中少量的硝酸盐，防止污泥膨胀，同时对回流污泥中少量的硝酸盐进行反硝化脱氮，并且池中的反硝化除磷菌也可以进行反硝化脱氮，并且池中的反硝化除磷菌也可以进行除磷。进行除磷。233 3）缺氧池）缺氧池 p通过混合液回流系统通过混合液回流系统()()将硝酸盐带入缺氧区

23、，反硝将硝酸盐带入缺氧区，反硝化除磷菌利用硝酸态氧作为电子受体，进行生物除化除磷菌利用硝酸态氧作为电子受体，进行生物除磷，并将硝酸氮还原为氮气。同时将缺氧区部分混磷，并将硝酸氮还原为氮气。同时将缺氧区部分混合液通过混合液回流系统合液通过混合液回流系统()()进入厌氧区，由于回流进入厌氧区，由于回流混合液中不含硝酸盐，从而提高厌氧区除磷菌的释混合液中不含硝酸盐，从而提高厌氧区除磷菌的释磷效率。磷效率。4 4）混合池）混合池 又称缺氧又称缺氧/ /好氧反应区。为了保证出水中含有好氧反应区。为了保证出水中含有较低的总氮浓度，在缺氧区与好氧区之间增设较低的总氮浓度，在缺氧区与好氧区之间增设一个混合池。

24、在一般情况下，无需曝气，通过一个混合池。在一般情况下，无需曝气，通过混合液回流系统混合液回流系统()()将好氧池含硝酸盐的混合将好氧池含硝酸盐的混合液回流至混合池，在缺氧状态下进行反硝化脱液回流至混合池，在缺氧状态下进行反硝化脱氮。氮。只有当好氧池只有当好氧池DODO过低时，混合池才启动曝气过低时，混合池才启动曝气进行充氧，保持池内进行充氧，保持池内DODO为为0.5mg/L0.5mg/L，使之进行，使之进行硝化。硝化。5 5）好氧池）好氧池 在进一步去除在进一步去除BODBOD的同时进行氨氮的硝化。的同时进行氨氮的硝化。24 有机物去除率和除磷脱氮效率均大于有机物去除率和除磷脱氮效率均大于9

25、0%90%，出水总氮出水总氮5 mg/L5 mg/L，正磷酸盐含量几乎为零；，正磷酸盐含量几乎为零； 污泥产率低，剩余污泥量少；污泥产率低，剩余污泥量少； 该工艺不设初沉池，同时由于该工艺不设初沉池，同时由于BCFSBCFS反应器采反应器采用同心圆形结构，工艺布置紧凑，有效地节省用同心圆形结构，工艺布置紧凑，有效地节省了投资、占地和运行费用；了投资、占地和运行费用； 自动控制简单易行。自动控制简单易行。25BCFS工艺的主要特点工艺的主要特点26第第21章章 生物处理新技术生物处理新技术21.1 A21.1 A2 2/O/O生物脱氮除磷生物脱氮除磷的改进工艺的改进工艺 21.1.1 UCT 2

26、1.1.1 UCT工艺工艺 21.1.2 MUCT 21.1.2 MUCT工艺工艺 21.1.3 OWASA 21.1.3 OWASA工艺工艺 21.1.4 BCFS 21.1.4 BCFS工艺工艺21.2 SBR21.2 SBR脱氮除磷的改脱氮除磷的改进工艺进工艺21.2.1 CASS21.2.1 CASS工艺工艺21.2.2 CAST21.2.2 CAST工艺工艺 21.2.3 DAT-IAT 21.2.3 DAT-IAT工艺工艺 21.2.4 MSBR21.2.4 MSBR工艺工艺 21.2.5 UNITANK 21.2.5 UNITANK工艺工艺21.3 OCO21.3 OCO脱氮除磷

27、工艺脱氮除磷工艺21.3.1 OCO21.3.1 OCO工艺典型流工艺典型流程及构筑物程及构筑物 21.3.2 21.3.2 工作原理工作原理 21.3.3 21.3.3工艺特点工艺特点p 由于常规由于常规SBRSBR工艺所有的工序都是间歇运行的，间歇进工艺所有的工序都是间歇运行的，间歇进水与排水给操作带来麻烦，当要求脱氮除磷时，就必须水与排水给操作带来麻烦，当要求脱氮除磷时，就必须在运行周期中增加缺氧、厌氧时段，延长运行周期，增在运行周期中增加缺氧、厌氧时段，延长运行周期，增大池容。大池容。p 为了克服常规为了克服常规SBRSBR工艺存在的上述缺点，对此提出了许工艺存在的上述缺点，对此提出了

28、许多多SBRSBR改进工艺，如连续进水的改进工艺，如连续进水的CASSCASS、DAT-IATDAT-IAT、MSBRMSBR、UNITANKUNITANK等工艺和具有高效脱氮除磷的等工艺和具有高效脱氮除磷的CASTCAST工艺。工艺。p SBRSBR工艺的池型有完全混合推流式的矩形池工艺的池型有完全混合推流式的矩形池(UNITANK)(UNITANK)和循环混合式的沟形池，后者最为典型的是三沟式氧化和循环混合式的沟形池，后者最为典型的是三沟式氧化沟，因为三沟式氧化沟进、出水是连续的，同时具有按沟，因为三沟式氧化沟进、出水是连续的，同时具有按时序周期运行的特点，所以三沟式氧化沟也是一种时序周期

29、运行的特点，所以三沟式氧化沟也是一种SBRSBR的改进工艺。的改进工艺。2721.2 SBR脱氮除磷的改进工艺脱氮除磷的改进工艺uCASSCASS（Cyclic Actiavated Sludge SystemCyclic Actiavated Sludge System）工艺）工艺是在是在19751975年由美国川森维柔废水处理公司研究年由美国川森维柔废水处理公司研究成功并推广应用的成功并推广应用的SBRSBR改进工艺，在美国、加改进工艺，在美国、加拿大、澳大利亚等国已有拿大、澳大利亚等国已有270270多个应用了该工多个应用了该工艺的城市污水处理厂。艺的城市污水处理厂。u2020世纪九十年

30、代后期，在我国北京的航天城也世纪九十年代后期，在我国北京的航天城也采用了采用了CASSCASS工艺处理城市污水，取得较好的效工艺处理城市污水，取得较好的效果。果。2821.2.1 CASS工艺工艺uCASSCASS工艺一般流程如下图所示。工艺一般流程如下图所示。u它与常规它与常规SBRSBR工艺的不同是在工艺的不同是在SBRSBR池前部设置了池前部设置了预反应区作为生物选择区，它能有效地抑制丝预反应区作为生物选择区，它能有效地抑制丝状菌的生长繁殖，使菌胶团占优势。状菌的生长繁殖，使菌胶团占优势。u预反应区后是主反应区，曝气、沉淀、排水均预反应区后是主反应区，曝气、沉淀、排水均在主反应区内周期性

31、循环进行。在主反应区内周期性循环进行。u生物选择区与主反应区之间由隔墙隔开，污水生物选择区与主反应区之间由隔墙隔开，污水由生物选择区通过隔墙进入主反应区，托动水由生物选择区通过隔墙进入主反应区，托动水层缓慢上升。层缓慢上升。u预反应区有效容积约占预反应区有效容积约占CASSCASS反应池总有效容积反应池总有效容积的的15%20%15%20%。2930格栅泵站CASS反应池沉沙池回流污泥12出水生物选择区；1兼氧区；23主曝气区图 8-6 CASS工艺流程示意图原污水CASS工艺流程图工艺流程图预反应区主反应区原水经预处理后首先连续进入原水经预处理后首先连续进入CASSCASS池的前段预池的前段

32、预反应区，与池中的污泥充分混合，生物选择区反应区，与池中的污泥充分混合，生物选择区中中BODBOD浓度较高，菌胶团细菌的比增殖速率比浓度较高，菌胶团细菌的比增殖速率比丝状菌的比增殖速率大，从而菌胶团占优势，丝状菌的比增殖速率大，从而菌胶团占优势，抑制了丝状菌的生长和繁殖，有效地防止了污抑制了丝状菌的生长和繁殖，有效地防止了污泥膨胀，提高了出水水质和泥膨胀，提高了出水水质和BODBOD的降解速率。的降解速率。预反应区的混合液通过隔墙从生物选择区下部预反应区的混合液通过隔墙从生物选择区下部进入主反应区并缓慢上升。进入主反应区并缓慢上升。CASSCASS池主反应区的池主反应区的运行周期一般为运行周期

33、一般为4h4h，其中曝气，其中曝气2h2h，沉淀，沉淀1h1h，排，排水水1h1h。在沉淀和排水期间，由于混合液从预反。在沉淀和排水期间，由于混合液从预反应区缓慢进入主反应区下部，水流呈层流状，应区缓慢进入主反应区下部，水流呈层流状，不会扰动池中各水层，从而保证了出水水质。不会扰动池中各水层，从而保证了出水水质。31在曝气阶段，在曝气阶段，CASSCASS池内池内CODCOD浓度随着曝气时浓度随着曝气时间延长而降低，其生化反应的推动力大，所以间延长而降低，其生化反应的推动力大，所以CODCOD去除效率较高。去除效率较高。CASSCASS池采用可升降滗水池采用可升降滗水器排水，剩余污泥由设置在池

34、内底部的潜污泵器排水，剩余污泥由设置在池内底部的潜污泵排出。排出。CASSCASS池常采用水下曝气机曝气。池常采用水下曝气机曝气。CASSCASS工艺除了具有常规工艺除了具有常规SBRSBR工艺的特点外，它工艺的特点外，它的最大特点是增设了一个生物选择区，同时连的最大特点是增设了一个生物选择区，同时连续进水（在沉淀、排水阶段仍连续进水），所续进水（在沉淀、排水阶段仍连续进水），所以运行管理简单、可靠，能有效防止污泥膨胀以运行管理简单、可靠，能有效防止污泥膨胀，出水水质良好。，出水水质良好。32（1 1）CASTCAST工艺过程工艺过程pCASTCAST（Cyclic Activated Slu

35、dge TechnologyCyclic Activated Sludge Technology）工艺为循环式活性污泥工艺，流程如图工艺为循环式活性污泥工艺，流程如图21-721-7所所示。示。p该工艺与常规该工艺与常规SBRSBR法相比，其最大特点是将法相比，其最大特点是将SBRSBR池分为三个区，生物选择区具有防止污泥膨胀池分为三个区，生物选择区具有防止污泥膨胀，并可有效去除有机物和脱氮除磷功能，同时，并可有效去除有机物和脱氮除磷功能，同时改善了污水的可生化性。兼氧区具有反硝化脱改善了污水的可生化性。兼氧区具有反硝化脱氮和除磷以及形成从厌氧区到好氧区的过渡。氮和除磷以及形成从厌氧区到好氧区

36、的过渡。3321.2.2 CAST21.2.2 CAST工艺工艺p在在CASTCAST反应池内在空间上有厌氧反应池内在空间上有厌氧缺氧缺氧好氧三好氧三种环境，池内混合液为间歇的混合种环境，池内混合液为间歇的混合- -推流式，但进推流式，但进水仍为间歇式。水仍为间歇式。p这些特点都很有利于有机物的去除和脱氮除磷。这些特点都很有利于有机物的去除和脱氮除磷。p原水经格栅和沉砂池预处理后间歇进入原水经格栅和沉砂池预处理后间歇进入CASTCAST反应反应池的生物选择区，与从池的生物选择区，与从CASTCAST反应池主曝气区回流反应池主曝气区回流的污泥混合，发生生化反应，然后流入的污泥混合，发生生化反应，

37、然后流入CASTCAST反应反应池的兼氧区，对由回流污泥中带入的硝酸盐氮进池的兼氧区，对由回流污泥中带入的硝酸盐氮进行缺氧反硝化脱氮，也可以将兼氧区调节成厌氧行缺氧反硝化脱氮，也可以将兼氧区调节成厌氧状态进行厌氧释磷，最终混合液流入状态进行厌氧释磷，最终混合液流入CASTCAST反应池反应池中的主反应区，进行有机物降解、硝化和除磷，中的主反应区，进行有机物降解、硝化和除磷，然后经沉淀排出上清液。然后经沉淀排出上清液。3435生 物 选 择 区 ；原 污 水格 栅泵 站兼 氧 区 ；主 曝 气 区上 清 液滤 液脱 水浓 缩剩 余 污 泥反 应 池沉 沙 池回 流 污 泥出 水泥 饼 外 运CA

38、ST工艺流程图工艺流程图生物选择区生物选择区兼氧区兼氧区主曝气区主曝气区（2 2）CASTCAST反应器的组成与功能反应器的组成与功能CASTCAST反应池由生物选择区、兼氧区和主曝气反应池由生物选择区、兼氧区和主曝气区三部分组成。区三部分组成。1 1）生物选择区）生物选择区 生物选择区位于生物选择区位于CASTCAST反应池前端，处于厌氧反应池前端，处于厌氧状态，区内常设置折流板，以加强污水和回流状态，区内常设置折流板，以加强污水和回流污泥的混合。生物选择区内污泥的混合。生物选择区内CODCOD浓度较高，菌浓度较高，菌胶团细菌的比增殖速率比丝状菌比增殖速率更胶团细菌的比增殖速率比丝状菌比增殖

39、速率更快，因此菌胶团细菌是活性污泥中的优势菌群快，因此菌胶团细菌是活性污泥中的优势菌群，可以抑制丝状菌的生长，从而能有效地防止，可以抑制丝状菌的生长，从而能有效地防止污泥膨胀。污泥膨胀。36同时，在厌氧环境下的生物选择区中，活性污同时，在厌氧环境下的生物选择区中，活性污泥中的反硝化菌以污水中的有机物为碳源，对泥中的反硝化菌以污水中的有机物为碳源，对回流污泥带入的大量硝酸盐进行反硝化脱氮，回流污泥带入的大量硝酸盐进行反硝化脱氮，有利于氮的去除。并且在厌氧状态下，聚磷菌有利于氮的去除。并且在厌氧状态下，聚磷菌释磷，为在主曝气区的好氧条件下过量摄磷创释磷，为在主曝气区的好氧条件下过量摄磷创造了先决条

40、件，有利于除磷。造了先决条件，有利于除磷。此外，在厌氧菌和兼性菌的作用下，许多难降此外，在厌氧菌和兼性菌的作用下，许多难降解的复杂有机物被分解为易生物降解的物质，解的复杂有机物被分解为易生物降解的物质，改善了污水的可生化性，提高了改善了污水的可生化性，提高了CASTCAST反应池反应池的处理效果。的处理效果。372 2）兼氧区）兼氧区n 兼氧区可微量曝气进行反硝化脱氮，或者不进兼氧区可微量曝气进行反硝化脱氮，或者不进行曝气进行除磷。兼氧区也是从厌氧区到主曝行曝气进行除磷。兼氧区也是从厌氧区到主曝气好氧区的过渡区，使活性污泥细菌受环境突气好氧区的过渡区，使活性污泥细菌受环境突变的影响降低变的影响

41、降低3 3）主曝气区）主曝气区u主曝气区是主曝气区是CASTCAST反应池的主要反应区，具有反应池的主要反应区，具有有机物降解、硝化和除磷的功能。在主曝气区有机物降解、硝化和除磷的功能。在主曝气区曝气、沉淀、排水循环进行，并通过潜污泵进曝气、沉淀、排水循环进行，并通过潜污泵进行污泥回流和剩余污泥排放，出水经滗水器排行污泥回流和剩余污泥排放，出水经滗水器排出。出。38（3 3）CASTCAST工艺的运行方式和运行的四个阶段工艺的运行方式和运行的四个阶段n CASTCAST反应池的运行是间歇性的和周期性的循反应池的运行是间歇性的和周期性的循环操作，一般运行周期为环操作，一般运行周期为4h4h，其中

42、曝气，其中曝气2h2h、沉淀沉淀1h1h、排水、排水1h1h，但运行周期可根据水质水，但运行周期可根据水质水量波动作适当的调整。量波动作适当的调整。n CASTCAST反应池至少应该有两个，它的运行可划反应池至少应该有两个，它的运行可划分为四个阶段，如下图所示。分为四个阶段，如下图所示。3940图 8-8 CAST反应池运行示意图浓缩污泥面压空排除剩余污泥d).滗水（闲置）最低水位滗水出水a).进水搅拌或曝气污泥回流压空进水潜污泵最低水位c).静置沉淀压空泥水分界面最高水位污泥回流压空b).曝气最高水位进水进水进水CAST反应池运行示意图反应池运行示意图线上有表示该路线停止运行1生物选择区 2

43、兼氧区 3主曝气区a a）进水搅拌或曝气阶段）进水搅拌或曝气阶段 u污水与回流污泥同时进入污水与回流污泥同时进入CASTCAST反应池的生物反应池的生物选择区，充分混合接触停留一定时间，然后流选择区，充分混合接触停留一定时间，然后流入兼氧区和主曝气区。主曝气区曝气可与进水入兼氧区和主曝气区。主曝气区曝气可与进水同步或推迟一定时间开始。同步或推迟一定时间开始。b b）曝气阶段）曝气阶段 当反应池进水达到池中设计水位时，则停止向当反应池进水达到池中设计水位时，则停止向该反应池进水和污泥回流，并将进水转换到其该反应池进水和污泥回流，并将进水转换到其它它CASTCAST反应池，该池主曝气区继续曝气，其

44、反应池，该池主曝气区继续曝气，其曝气时间长短由所要求的处理效果而定。曝气时间长短由所要求的处理效果而定。41c c）静置沉淀阶段）静置沉淀阶段 pCASTCAST反应池停止进水与曝气进行静置沉降，反应池停止进水与曝气进行静置沉降，使泥水分离。此时也没有污泥回流。使泥水分离。此时也没有污泥回流。d d）排水（闲置）阶段）排水（闲置）阶段 p此时曝气、进水和污泥回流都停止，进行排此时曝气、进水和污泥回流都停止，进行排水，最后进行剩余污泥的排放。水，最后进行剩余污泥的排放。42DAT-IATDAT-IAT（Demand Aeration Tank-Intermittent Demand Aerati

45、on Tank-Intermittent Aeration TankAeration Tank）工艺是连续进水、间歇排水，它）工艺是连续进水、间歇排水，它是利用单一是利用单一SBRSBR反应池实现连续运行的新型反应池实现连续运行的新型SBRSBR工工艺。艺。该工艺由该工艺由DATDAT和和IATIAT双池串联组成，双池串联组成，DATDAT池连续进池连续进水、间歇曝气或连续曝气；水、间歇曝气或连续曝气；IATIAT池连续进水、间歇池连续进水、间歇曝气，排水和排泥均从曝气，排水和排泥均从IATIAT间歇排出，其平面布置间歇排出，其平面布置见下图。见下图。间歇曝气可使间歇曝气可使DATDAT池处于

46、厌氧、缺氧、好氧状态池处于厌氧、缺氧、好氧状态，强化了脱氮除磷的效果。，强化了脱氮除磷的效果。4321.2.3 DAT-IAT21.2.3 DAT-IAT工艺工艺44DAT压空混合液回流污水混合液回流IAT下部出流上部出流压空211435图 8-10 DAT-IAT反应池平面布置图DATIAT反应池平面布置示意图反应池平面布置示意图混合液提升泵导流墙导流区滗水器剩余污泥泵反应池反应池DATDAT池和池和IATIAT池容积相等，中间设两道池容积相等，中间设两道导流墙，两道导流墙之间为导流区，其宽度导流墙，两道导流墙之间为导流区，其宽度为为1.5m1.5m左右。污水从左右。污水从DATDAT池首端

47、连续进入，池首端连续进入，立即与从立即与从IATIAT回流来的混合液和回流来的混合液和DATDAT池中原有池中原有的混合液充分混合。的混合液充分混合。然后混合液经第一道导流墙靠近水面处的导然后混合液经第一道导流墙靠近水面处的导流孔进入导流区，从上向下流动，促进活性流孔进入导流区，从上向下流动，促进活性污泥絮凝，有利于活性污泥在污泥絮凝，有利于活性污泥在IATIAT池进行沉淀池进行沉淀，同时在导流区可散除混合液中的气泡，以，同时在导流区可散除混合液中的气泡，以免干扰免干扰IATIAT池沉淀时段的污泥沉降。池沉淀时段的污泥沉降。45混合液经第二道导流墙底部导流孔以很混合液经第二道导流墙底部导流孔以

48、很低的流速从底部流入低的流速从底部流入IATIAT池，由于流速池，由于流速很低，所以进水不会对很低，所以进水不会对IATIAT池沉淀的污池沉淀的污泥产生搅动。泥产生搅动。DATDAT池为恒水位运行，池为恒水位运行，IATIAT池为变水位运行。池为变水位运行。4647DATIAT反应池立体剖面图反应池立体剖面图堰口导流孔导流墙导流区滗水器剩余污泥泵混合液提升泵DAT-IATDAT-IAT的工艺特点如下：的工艺特点如下： 能连续进水能连续进水n IATIAT池又具有常规池又具有常规SBRSBR池间歇曝气、沉淀与排水池间歇曝气、沉淀与排水操作过程，不但进水控制简单，还可以根据污操作过程，不但进水控制

49、简单，还可以根据污水水质水量的变化调整水水质水量的变化调整IATIAT的运行周期和曝气的运行周期和曝气时间，使之处于最佳工况，造成缺氧或厌氧环时间，使之处于最佳工况，造成缺氧或厌氧环境，达到脱氮除磷目的；境，达到脱氮除磷目的；48 在保证沉淀分离效果的前提下，对于曝气池在保证沉淀分离效果的前提下，对于曝气池与二沉池合建式构筑物，应尽可能提高曝气容与二沉池合建式构筑物，应尽可能提高曝气容积比，以减少池容和降低基建投资。积比，以减少池容和降低基建投资。DAT-IATDAT-IAT工艺的曝气容积比为工艺的曝气容积比为66.7%66.7%，高于常规，高于常规SBRSBR反应反应池的池的505060%6

50、0%，更大于三沟式氧化沟的，更大于三沟式氧化沟的404050%50%，所以，所以DAT-IATDAT-IAT工艺的基建投资较省；工艺的基建投资较省； 采用的虹吸式滗水器运行可靠、结构简单、采用的虹吸式滗水器运行可靠、结构简单、易于操作，并且价格低廉，但滗水深度调节范易于操作，并且价格低廉，但滗水深度调节范围小，不能在滗水深度变化大的情况下使用。围小，不能在滗水深度变化大的情况下使用。同时与其它类型滗水器一样需要水位差，增加同时与其它类型滗水器一样需要水位差，增加了污水处理厂的总水头损失。了污水处理厂的总水头损失。49v为了克服为了克服DAT-IATDAT-IAT工艺用滗水器滗水的缺点工艺用滗水

51、器滗水的缺点，天津市政工程设计院建议将，天津市政工程设计院建议将DAT-IATDAT-IAT工艺工艺改进为改进为IAT-DAT-IATIAT-DAT-IAT工艺，简称工艺，简称IDIIDI工艺，如工艺，如图下所示。图下所示。v该工艺将该工艺将DAT-IATDAT-IAT反应池中的反应池中的IATIAT分为二个分为二个，并放置在，并放置在DATDAT池两侧，中间池两侧，中间DATDAT池连续进池连续进水，连续曝气，而两侧的水，连续曝气，而两侧的IATIAT池则交替曝气池则交替曝气、沉淀、出水，、沉淀、出水，IATIAT改用能自动升降的溢流改用能自动升降的溢流堰出水。堰出水。50IAT-DAT-I

52、ATIAT-DAT-IAT工艺（简称工艺（简称IDIIDI工艺）工艺）51出 水出 水进 水图 8 - 1 1 I D I 工 艺 示 意 图IDI工艺原理图工艺原理图1/2IATDAT1/2IATn MSBRMSBR（Modified Sequencing Batch Modified Sequencing Batch ReactorReactor）工艺是）工艺是2020世纪世纪8080年代初期发展起年代初期发展起来的改良式来的改良式SBRSBR工艺，目前主要在北美和南工艺，目前主要在北美和南美应用，在韩国首尔和我国深圳盐田污水美应用，在韩国首尔和我国深圳盐田污水处理厂也采用该工艺。处理厂也

53、采用该工艺。n MSBRMSBR工艺被认为是目前最新的一体化工艺工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程，它是由流程，它是由A2/OA2/O系统与常规系统与常规SBRSBR系统串系统串联组成，具有二者的全部优点。联组成，具有二者的全部优点。5221.2.4 MSBR21.2.4 MSBR工艺工艺n MSBRMSBR工艺具有同时高效去除有机物与氮、磷工艺具有同时高效去除有机物与氮、磷的功能，出水水质稳定。特别是在回流污泥进的功能，出水水质稳定。特别是在回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩池，浓缩后的入厌氧池前增加了一个污泥浓缩池，浓缩后的回流污泥经缺氧区再进入厌氧池。回流污泥经缺氧区再进入厌氧池。

54、n 这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌氧这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌氧池的量，也减少了因回流而造成的池的量，也减少了因回流而造成的VFAVFA稀释，稀释，增加了厌氧区的实际停留时间，大大提高了除增加了厌氧区的实际停留时间，大大提高了除磷效率。磷效率。5354（1 1）MSBRMSBR工艺组成工艺组成MSBRMSBR工艺系统由三个主要部分组成，其平面工艺系统由三个主要部分组成，其平面布置如下图所示。布置如下图所示。1 1）A A2 2/O /O 由厌氧池由厌氧池44缺氧池缺氧池55好氧池好氧池6 6组组成。成。2 2）回流污泥浓缩回流污泥浓缩 由浓缩池由浓缩池2 2、缺氧池、缺氧池

55、3 3组成。组成。3 3）二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的SBRSBR池池 在在SBRSBR池前段设置底部穿孔挡板，使得池前段设置底部穿孔挡板，使得SBRSBR池池后段的水流状态是由下而上，而不是平流状后段的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这样态，这样SBRSBR池后段对水流起到了悬浮污泥床池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，而非一般的沉淀作用。的过滤作用，而非一般的沉淀作用。55图 8-12 平面布置示意图氧池好池混合液回流氧缺底部穿孔挡板剩余污泥出水浓缩池底部穿孔挡板池氧厌池氧缺污水剩余污泥上清液去好氧池出水回流污泥回流污泥MSBR平面布置示意图平面布置

56、示意图（2 2）MSBRMSBR工艺的原理工艺的原理n 原污水和回流污泥同时进入厌氧池原污水和回流污泥同时进入厌氧池4 4搅拌混合搅拌混合，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快速降，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快速降解有机物在此进行充分释磷，然后其混合液由解有机物在此进行充分释磷，然后其混合液由厌氧池进入缺氧池，与好氧池来的含大量厌氧池进入缺氧池，与好氧池来的含大量NOXNOX-N-N的回流混合液搅拌混合，进行反硝化脱氮的回流混合液搅拌混合，进行反硝化脱氮，反硝化后的混合液流入好氧池，在此进行硝，反硝化后的混合液流入好氧池，在此进行硝化、有机物降解和聚磷菌超量吸磷。化、有机物降解和聚磷菌超量

57、吸磷。n 经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池，另经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池，另一部分混合液进入一部分混合液进入SBR-2SBR-2池，经沉淀后上清液池，经沉淀后上清液排放。排放。5657图 8-13 MSBR工 艺 原 理 图浓缩池1.5Q池池缺氧池厌氧池缺氧池出 水(第 一 个 半 周 期 )回流污泥1.5Q回 流 污 泥0.5Q(第 二 个 半 周 期 )出 水进 水(第 二 个 半 周 期 )(第 一 个 半 周 期 )0.0Q3.0Q2.5Q(第 一 个 半 周 期 )(第 二 个 半 周 期 )好 氧 池回流污泥上 清 液1.0Q2.5Q0.0Q1.0Q1.0Q1.0Q1

58、.5Q0.5QMSBR工艺原理图及流量分配工艺原理图及流量分配p此时另一边的此时另一边的SBR-1SBR-1池进行搅拌、曝气、预沉池进行搅拌、曝气、预沉，起着反硝化、硝化、有机物降解的作用。，起着反硝化、硝化、有机物降解的作用。p沉下的污泥作为回流污泥，首先进入浓缩池浓沉下的污泥作为回流污泥，首先进入浓缩池浓缩，其上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥进缩，其上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥进入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，同时对回流入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，同时对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流污泥中的污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流污泥中的硝酸盐浓度，使由缺氧池进入厌氧池硝酸盐浓度，使由缺

59、氧池进入厌氧池4 4的回流的回流污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧池污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧池4 4中厌氧释磷提供了更为有利的条件。中厌氧释磷提供了更为有利的条件。58（3 3）MSBRMSBR运行方式运行方式l MSBRMSBR由由6 6个时段组成一个运行周期，每个运个时段组成一个运行周期，每个运行周期分成两部分，前行周期分成两部分，前3 3个时段（个时段（120min120min）组成前半个周期，后组成前半个周期，后3 3个时段（个时段（120min120min）组）组成后半个周期，在两个相邻的半周期内，除成后半个周期，在两个相邻的半周期内，除二个二个SBRSBR池的运行

60、方式不同外，其余各个单池的运行方式不同外，其余各个单元的运行方式完全一样。元的运行方式完全一样。59l 原污水首先进入厌氧池，流经缺氧区、好氧区，原污水首先进入厌氧池，流经缺氧区、好氧区，在前半周期内在前半周期内SBR-2SBR-2作为沉淀池，处理水从作为沉淀池，处理水从SBR-2SBR-2出水。而在后半周期内出水。而在后半周期内SBR-1SBR-1作为沉淀池，原污作为沉淀池，原污水同样由厌氧池水同样由厌氧池4 4进入，流经缺氧区、好氧池，进入，流经缺氧区、好氧池，出水则从出水则从SBR-1SBR-1出水。前半周期内，出水。前半周期内，SBR-2SBR-2起沉淀起沉淀作用，并从作用，并从SBR