脱氮除磷和城市污水深度处理

1、关于脱氮除磷与城市污水深度处理第一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月一、概述N、P的来源1、城市生活污水 城市生活污水中的氮、磷主要源于人体食物中蛋白质代谢的废物，厕所冲洗、厨房洗涤、洗衣等。2、工厂工业废水工业废水中的氮、磷既取决于工厂所有原料的性质，也有生产工艺和产品种类有关。氮肥厂、炼油厂、肉类加工厂等。3、农业灌溉污水 含氮、磷的化肥和农药，家畜养殖的废弃物。第二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月危害氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染。第三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月水体中氮的形态进入水体的氮无机氮氨态氮游离氨态氮NH3-N铵盐态氮NH4+-N硝

2、态氮硝酸盐态的氮NO3-N亚硝酸盐态的氮NO2-N有机氮尿素氨基酸蛋白质脂肪胺第四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月水体中磷的形态第五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月二、脱氮除磷机理物化法废水的物理化学方法脱氮工艺主要有化学沉淀法、空气吹脱法等生物法生物脱氮除磷第六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月1、化学沉淀法反应机理：通过投加Mg2+、PO43+，使之与废水中的氨氮生成难溶的复盐MgNH4PO46H2O(MAP鸟类石)沉淀物，净化废水中的氨氮。 Mg2+NH4+HPO42-+6H2OMgNH4PO46H2O+H+ Mg2+NH4+PO43-+6H2OMgNH4PO

3、46H2O Mg2+NH4+H2PO42-+6H2OMgNH4PO46H2O+2H+适用于高浓度氨氮废水处理，含有大量对微生物有害的物质不宜采用生化法处理时；工艺控制条件： pH、物料比第七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月2、空气吹脱和蒸汽气提法反应机理：利用废水中所含氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下用空气吹脱或用蒸汽汽提，使废水中的氨氮等挥发性物质不断液相转移到气相中，去除废水中的氨氮。工艺流程图： 工艺控制条件： pH值、温度 第八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月3、废水的生物脱氮原理：先将废水中有机氮转化为氨氮，然后通过硝化反应将氨氮转

4、化为硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮还原成气态氮从水中逸出，达到废水脱氮的目的。流程图：氨化反应硝化反应反硝化反应第九张，PPT共五十五页，创作于2022年6月（1）氨化反应有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下分解转化为氨氮。第十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月（2）硝化反应硝化反应是将氨氮转化为硝态氮的过程。（1）亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐（NO2-）硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐（ NO3- ）第十一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月硝化过程的影响因素溶解氧：1.22.0mg/LpH: 8.08.4有机物含量：不应过高BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增

5、殖，限制硝化菌增殖适宜温度：2030硝化菌在反应器内的停留时间：最小世代时间 (在适宜的温度条件下为3d) 有毒物质：重金属、高浓度的NH4-N、高浓度的NOx-N、高浓度的有机基质、部分有机物以及络合阳离子等。第十二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月（3）反硝化反应反硝化反应是指硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐在反硝化菌的作用下还原成气态氮的过程。 2NO2-+3H2N2+2OH-+2H2O 2NO2-+5H2N2+2OH-+4H2O 反硝化过程从NO3-还原为N2的过程经历4步过程： NO3-NO2-NON2ON2第十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月反硝化过程的影响因素

6、碳源： BOD5TN之比大于4pH：最适宜的pH是6.57.5。溶解氧浓度：0.5 mg/L。温度：2040。 第十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月4、废水的生物除磷第十五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月传统三段生物脱氮工艺第十六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 三级生物脱氮工艺的主要特点优点氨化、硝化和反硝化分别在各自的反应器内进行，并各自回流在沉淀池分离的污泥，过程控制明确，反应速度快且反应进行较彻底，脱氮效果较好。 缺点：流程长，构筑物多，基建费用高；需要外加碱和碳源，运行费用高；出水中往往存在一定量的甲醇，形成BOD5及COD，需要后曝气池加以去除；管理

7、较为复杂。 第十七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月两级生物脱氮工艺将三级生物脱氮工艺的一、二级合并第十八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月回流硝酸盐，在反硝化反应器中被还原成N2，达到脱氮目的；回流反硝化菌，保证反硝化反应器中微生物的浓度，利用原水中的有机物作为C源分建式A1/O 生物脱氮工艺流程A1/O流程中的缺氧和好氧池可以是两个独立的构筑物，也可以合建在一个构筑物内，使用隔板将两段分开。A1/O (Anoxic/Oxic)生物脱氮工艺流程第十九张，PPT共五十五页，创作于2022年6月A1/O优点流程简单，构筑物少，基建费用大幅度节省；不需要外加碳源，降低了运行费用；好

8、氧池设在缺氧池后，不需要再建后曝气池；缺氧池在好氧池前，既可减轻好氧池的有机负荷，也有利于控制污泥膨胀；反硝化过程中产生的碱度可补偿硝化过程消耗的碱度一半左右，对含氮浓度不高的废水可不必另行加碱。 第二十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月A1/O法局限性：回流的混合液含有一定的溶解氧，使反硝化区难于保持理想的缺氧状态，影响反硝化效率，工程实际中A/O法的脱氮效率一般在85%以下；要取得满意的脱氮效果，必须保证足够大的混合液回流比-增加系统的运行费用；运行管理要求较高，如沉淀池管理不当会产生污泥上浮，内循环比或反硝化区DO控制不当会影响反硝化处理效率等。第二十一张，PPT共五十五页，创作

9、于2022年6月A1/O生物脱氮的设计要点：BOD5 ：TN 470mg/L（以CaCO3计）计算反应池总容积按污泥负荷计算 动力学计算：反应池中缺氧池和好氧池的容积比: 按试验数据或工程经验确定,一般为1：2 1：1好氧池需氧量第二十二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月常用参数：V 曝气池的容积（m3）；So 曝气池进水BOD5（mg/L） Se 曝气池出水BOD5（mg/L） Q 曝气池的设计流量（m3/d）；Us污泥负荷 kgBOD5/(kg MLSSd)；Xa混合液悬浮固体平均浓度（g MLSS/L）Uv容积负荷(kgBOD5/m3)；X 混合液挥发性悬浮固体浓度（g MLVS

10、S/L）； 第二十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月V1好氧池容积根据污泥泥龄：Y ：污泥产率系数（kg MLVSS/kgBOD5）；在20时，Y=0.3-0.5。如无初沉池，Y值须通过试验确定；Yobs：污泥净产率系数（kg MLVSS /kgBOD5），有初沉池时取0.2-0.6，无初沉池时取0.4-0.8；c：设计污泥泥龄，12-30d；Kd: 衰减系数（d-1），20的数值为0.04-0.075，常取0.06。第二十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月项 目单 位A1/O参数值传统法参数值BOD污泥负荷UskgBOD5/(kgMLSSd)0.050.150.2-0.4

11、总氮负荷率kgTN/(kgMLSSd)0.05污泥浓度(MLSS)Xag/L2.54.01.5-2.5污泥龄Cd12305-15污泥产率YkgVSS/kgBOD50.30.50.4-0.8需氧量O2kgO2/kgBOD51.11.80.7-1.2水力停留时间HRT8164-12h其中缺氧段0.53.0h污泥回流比 R%5010025-50混合液回流比 Ri%100400总处理效率%9095(BOD5)90-95%6085(TN)A1/O法生物脱氮的主要设计参数第二十五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月V2：反硝化池所需容积（m3）；N：需要还原的硝酸盐氮（kgNO3-N/d）； Kde

12、：反硝化速率（kg N/kg MLSS.d）,20的Kde值可采用0.03-0.06 (kgNO3-N/kg MLSSd)；温度修正： Xa：混合液悬浮固体浓度（MLSS）（mg/L）； V2：缺氧池容积第二十六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月O2=1.47Q(SoSe)1.42X+4.57Q(NkNke)0.12X 2.6Q(NtNte)0.12XO2：污水需氧量(kgO2/d)； Q：好氧池进水流量(m3/d)；So、Se: 进出水BOD5(mg/L) X: 系统的剩余污泥量(kg VSS/d）Nk、 Nke进出水总凯氏氮浓度(mg/L)Nt、 Nte进出水总氮浓度(mg/L)好

13、氧池需氧量 生物脱氮系统去除每公斤BOD5需氧量可取用1.1-1.8 kg O2。第二十七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月计算实例某工业废水处理厂，日处理水量为60000 m3，进水COD为447mg/L，BOD5为220.8 mg/L，SS为357mg/L，TKN为40 mg/L。混合液悬浮固体MLSS为4g/L，BOD5负荷为0.15 kg/kgSS.d，要求出水BOD5为20 mg/L，SS为22 mg/L (65%为可生化部分)，TKN去除率达到91%，反硝化率65%。假设废水平均温度为20 ，c为15d，Kd = 0.05d-1，Y = 0.5 mgVSS/mg BOD5，

14、MLVSS/MLSS=0.8试确定推流式A/O反应池的容积、剩余污泥量和空气量。 第二十八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月解答 （1）估算出水中的溶解性BOD5（Se）出水中SS可生化的部分为 0.6522=14.3 mg/L；可生化SS的最终BODL =14.31.42=20.3 mg/L；可生化SS的BODL折算成BOD5 = 20.30.68 =13.8 mg/L； 出水Se=20.0-13.8=6.2 mg/L。 第二十九张，PPT共五十五页，创作于2022年6月（2）好氧池容积（V） a. 按动力学公式： b.按有机负荷率公式确定反应池的容积：解答 (cond)第三十张，P

15、PT共五十五页，创作于2022年6月解答 (cond)设计脱氮反应池容积选用22080m3，缺氧池和好氧池容积比按3/5设计，则各池容积应为：缺氧池8280 m3；好氧池13800 m3。反应池总水力停留时间为8.8h，其中缺氧池为3.3h，好氧池为5.5h。第三十一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月（3）剩余污泥量的计算（ X ） X = YobsQ（S0-Se） =0.285760000（220.8-6.2）10-3 =3679KgVSS/d；解答 (cond)第三十二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月（4）计算曝气池所需空气量O2=1.47Q(SoSe)1.42X+4.5

16、7Q(NkNke)0.12X 2.6Q(NtNte)0.12X=18935.3-5224.2+10046.4-2060.0-3691.0=18006.5 kg/d=750.3 kgO2/h。解答 (cond)第三十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月（4）空气量QA的计算： 考虑到水质水量的冲击负荷的影响，安全系数取1.3，曝气装置氧的利用率取10%，空气容重取1.201Kg/m3，空气中含氧率为23.2%，则空气量QA为：解答 (cond)第三十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月解答 (cond)（5）回流污泥量和混合液回流量的计算 回流污泥比R取0.5 （0.251.0）

17、； 硝化混合液回流比r 取2（常用23）； QR=0.5Q=1250m3/h； Qr=2Q=5000m3/h。第三十五张，PPT共五十五页，创作于2022年6月第三节、磷的去除 化学法生物除磷法原理影响因素A2/O工艺第三十六张，PPT共五十五页，创作于2022年6月化学法除磷3HPO42- 5Ca2+ 4OH Ca5(OH)(PO4)33H2O 投加石灰或铝盐、铁盐形成难溶性的磷酸钙等沉淀。磷的去除率较高，处理结果稳定，污泥在处理与处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染；污泥的产量比较大。 第三十七张，PPT共五十五页，创作于2022年6月含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷

18、磷酸盐：正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-) 、 磷酸二氢盐H2PO4-、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐：焦磷酸盐(P2O74) 、三磷酸盐(P3O105-)、 三磷酸氢盐(HP3O92-) 生物除磷第三十八张，PPT共五十五页，创作于2022年6月生物除磷原理除磷菌过量摄取磷：在好氧条件下，除磷菌合成聚磷酸盐并将之贮存在体内；除磷菌的磷释放：在厌氧条件下，除磷菌分解聚磷酸盐产生磷酸，并将之排除体外；富磷污泥的排放：在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多，废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程，将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。第三十九张，PPT共五十五页，创作于2

19、022年6月1. 溶解氧：厌氧段 0.2mg/L，好氧段 2mg/L；2. 厌氧区硝态氮：NO3-N 2030，才能保证聚磷菌有足够的基质需求；6. 污泥龄：5 - 10天，厌氧段的停留时间不宜过长。生物除磷的影响因素第四十张，PPT共五十五页，创作于2022年6月厌氧-好氧除磷工艺流程A2/O(Anaerobic/Oxic)工艺 第四十一张，PPT共五十五页，创作于2022年6月A2/O生物除磷工艺的主要特点：工艺流程简单厌氧池在前，好氧池在后，有利于抑制丝状菌的生长。混合液的SVI2.5%)，施肥效果好除磷率难于进一步提高污泥在沉淀池内停留时间较长时，聚磷菌会在厌氧状态下产生P的释放，降低

20、P的去除率第四十二张，PPT共五十五页，创作于2022年6月 第四节、同步生物除磷脱氮工艺 A2/O(anaerobic/anoxic/oxic)工艺Bardenpho工艺 3. Phoredox工艺UCT工艺VIP工艺AP工艺 第四十三张，PPT共五十五页，创作于2022年6月A2/O(anaerobic/anoxic/oxic)工艺 第四十四张，PPT共五十五页，创作于2022年6月A2/O工艺特点主要优点厌氧、缺氧、好氧交替运行，可以同时达到去除有机物、脱氮、除磷的目的运行不利于丝状细菌的繁殖，基本不存在污泥膨胀问题；工艺流程简单，总的水力停留时间少，不需外加碳源，搅拌少，运行费用低。缺点：除磷效果受污泥龄、回流污泥中含DO和NO3N限制，可能不十分理想脱氮效果取决于混合液回流比