脱氮除磷工艺

第六节脱氮除磷

城市污水经传统的二级处理以后，虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了，但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物，如氮和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和水生生物，引起水体的富营养化，影响饮用水水源。一般城市污水水质与排放要求项目进水水质/（mg·L-1）国家排放标准/（mg·L-1）一级A一级BCODcr250~3005060BOD5100~1501020SS150~2001020TKN(NH3-N)35（25）5（8）8（15）TP5~611.5第一节氮的去除

废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。氨化反应：

新鲜污水中，含氮化合物主要是以有机氮，如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的，此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。

微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用，很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物，其中分解能力强并释放出氨的微生物称为氨化微生物，在氨化微生物的作用下，有机氮化合物分解、转化为氨态氮，以氨基酸为例：1.化学法除氮(1)吹脱法:废水中，NH3与NH4+以如下的平衡状态共存：这一平衡受pH的影响，pH为10.5~11.5时，因废水中的氮呈饱和状态而逸出，所以吹脱法常需加石灰。吹脱过程包括将废水的pH提高至10.5~11.5，然后曝气，这一过程在吹脱塔中进行。通过适当的控制，可完全去除水中的氨氮。为减少氯的投加量，常与生物硝化联用，先硝化再除微量的残留氨氮。(2)折点加氯法:含氨氮的水加氯时，有下列反应：(3)离子交换法:

常用天然的离子交换剂，如沸石等。

与合成树脂相比，天然离子交换剂价格便宜且可用石灰再生。2.生物法脱氮(1)生物脱氮机理

生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。

同化作用去除的氮依运行条件和水质而定，如果微生物细胞中氮含量以12.5%计算，同化氮去除占原污水BOD的2%~5%，氮去除率在8%~20%。2、生物脱氮机理3生物脱氮工艺（a）三段生物脱氮工艺：

将有机物氨化、硝化以及反硝化段独立开来，每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。（b）缺氧——好氧生物脱氮工艺：

该工艺将反硝化段设置在系统的前面，又称前置式反硝化生物脱氮系统。

反硝化反应以水中的有机物为碳源，曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液，在缺氧池中进行反硝化脱氮。缺氧-好氧生物脱氮工艺（c）Bardenpho生物脱氮工艺：

设立两个缺氧段，第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。

为进一步提高脱氮效率，废水进入第二段反硝化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。

曝气池用于吹脱废水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。第二节磷的去除常规活性污泥法的微生物同化和吸附；生物强化除磷；投加化学药剂除磷。生物除磷机理(1)A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统。厌氧-好氧除磷工艺流程1.A/O生物除磷工艺(2)Phostrip去除磷工艺流程：生物除磷及生物脱氮除磷工艺1.A2/O工艺A2/O工艺基本流程2.改进的Bardenpho工艺3.UCT工艺4.SBR工艺

SBR工艺是将除磷脱氮的各种反应，通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成。MSBR工艺传统A2O工艺MSBR脱氮除磷工艺MSBR池平面图MSBR单元工作状态5.三沟式氧化沟6.UNITANK工艺7.YAAO工艺综述—耐盐微生物及其脱氮除磷机理研究进展Content1背景概述2耐盐机理3脱氮除磷机理4研究展望背景概述1.1高盐废水的定义高盐废水是指总含盐量(以NaCl含量计)至少为1%的废水，这些废水除含有高浓度的有机物外，还含有大量的无机盐，如Cl-、Na+、Ca2+、SO42-等。

11背景概述1.2高盐废水的来源海水直接利用沿海城市直接利用海水资源，用于电力、化工、食品、建材、印染、海产品加工等行业。同时，海水也被作为沿海城市的生活用水，用于冲洗道路和厕所，消防以及游泳娱乐等方面。工业生产排放一些工业在生产过程中会排放出大量高盐有机废水，包括化学试剂的生产，石油、天然气的开采。其他苦咸地下水等。11背景概述1.3高盐废水的对于常规生物处理的影响对活性污泥絮体的影响对有机物去除的影响对脱氮除磷的影响

11背景概述1.3高盐废水的对于常规生物处理的影响对活性污泥絮体的影响

11Magaraetal,197635g/L盐度系统活性污泥形态图无盐系统活性污泥形态图活性污泥絮体理化结构图WangSYetal,2013背景概述对有机物去除的影响

11SohairI.etal.,2010背景概述1.3高盐废水对常规生物处理的影响对脱氮除磷的影响

11ZhouGL.etal.,2008LongTRetal.,2009背景概述11能耐受一定浓度的盐溶液，但在无盐条件下生长较好的菌。耐盐菌生长需要一定浓度的盐，且在一定浓度的盐溶液中生长最好。嗜盐菌在盐度从0到饱和溶液中均能生长，但在一定浓度的盐溶液中生长最好的特殊类群。多能盐生菌耐盐微生物的分类LiuT.etal.,1999背景概述11属盐量表型特征分子生物学盐杆菌属(Halebacterium)盐深红菌属(Halerubruln)富盐菌属(Haloferax)，盐盒菌属(Haloarcula)盐球菌属(Halococcus)嗜盐碱杆菌属(Natronobacterium)，嗜盐碱球菌属(Natronococcus)嗜盐杆菌属嗜盐球菌属嗜盐碱杆菌属小盒球菌属中度嗜盐菌极端嗜盐菌嗜盐球菌嗜盐杆菌嗜盐菌分类微生物的耐盐机理2嗜盐菌的细胞结构稳定和细胞内K+等离子浓度的维持需要高盐嗜盐菌酶的产生、稳定和活性发挥需要高盐渗透调节耐盐基因片段存在四种观点：嗜盐菌细胞结构稳定和细胞内K+等离子浓度的维持需要高盐度微生物的耐盐机理2嗜盐菌

浓缩K+

排斥Na+细胞壁：不含肽聚糖，以脂蛋白为主。细胞壁结构的完整由离子键维持，高Na+浓度对于其细胞壁蛋白质亚单位之间的结合是必需的。嗜盐菌是采用细胞内积累高浓度K+来对抗胞外的高渗环境。

嗜盐菌酶的产生、稳定和活性发挥需要高盐浓度。微生物的耐盐机理2BeateAverhoffetal.,2010EctABC，催化合成四氢嘧啶(Ectoine)（渗透压调节物质）的酶；GlnA2,催化合成谷氨酰氨的酶；ProJHA,催化合成脯氨酸的酶；这都表明氯能刺激基因的转录、翻译、表达以及物质的运输活动。甜菜碱的吸收介质依赖氯。

渗透调节微生物的耐盐机理2Guetal.,2007在盐胁迫下，由于外界渗透势较低，细胞会发生水分亏缺现象，即渗透胁迫。“salt-in”strategy（内盐策略）“compatible-solute”strategy（拒盐策略）调渗物质多轻基化合物：甘油、可溶性糖、海藻糖、甜菜碱和四氢嘧啶等。有机小分子：谷氨酸、脯氨酸及氨基酸衍生物。分子水平

耐盐基因片段生物的耐盐机理21989年，CsonkaLN相继分离和鉴定了与渗透保护物合成途径有关的结构基因,如proABC和bet基因，以及转录表达受到渗透压调控的一些操纵子如kdp操纵子,pro和opu系统以及作为全细胞调节因素的ompR系统。1990年,Javed从巴基斯坦的盐碱地中生长的卡拉草根部分离得到一株克雷伯氏菌(klebsiellasp.)发现其唯一的内源质粒(约50kb)与耐盐有关.1993年，杨国平进行了有关耐盐基因的分离和转移研究.1996年，HasnainS等从耐盐菌质粒中挑选两个质粒(pSH1418和pSH1451)研究,发现pSH1451有编码复制区功能且可加到低拷贝数lncp载体上,在大肠杆菌中已克隆的质粒pSH1418和pSH1451具有耐盐特性,但表型是不稳定,质粒pSH1451序列中有许多能编码耐盐的阅读框(orfs),其中orf4和orf5片段可以一起作用转录一个分子如促进耐渗透性的天门冬氨酸.2008，杨礼富等以大肠杆菌Na+/H十逆向转运蛋白基因缺陷株KNabe为宿主,通过功能互补方法,从H.dabanensisD克隆获得两个新基因,即一个Na/H逆向转运蛋白基因nhaH和一个初级钠泵基因nap。。。。。。。3.1传统脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理33.2新型脱氮除磷机理3.1传统脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3脱氮机理：氨化、硝化、反硝化氨化作用（异养）硝化作用(自养)反硝化作用（厌氧）脱氮3.1传统脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3除磷机理：厌氧释磷、好氧吸磷聚磷菌除磷3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3脱氮：短程硝化/反硝化、厌氧氨氧化、同步硝化反硝化(SND)除磷：反硝化除磷3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3同步硝化反硝化（SND）定义：硝化反应和反硝化反应在同一条件同一空间下发生的现象被称为同步硝化反硝化。

近来研究人员多次报道低氧情况下的硝化反应、有氧情况下的反硝化反应.(Robertsonetal.,1983;Rittmannetal.,1985;Suwaetal.,1992;Watanabeetal.,1992;Elisabeth,1996;Zhaoetal.,1999;Wangetal.,2006）

同步硝化反硝化机理三种理论宏观环境理论缺氧微环境理论微生物理论

脱氮3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3同步硝化反硝化机理第一种理论

宏观环境理论

在生物反应器中,由于曝气装置类型的不同,使得其内部出现氧气分布不均的现象,从而形成好氧段、缺氧段及(或)厌氧段,此为生物反应器的宏观环境。以氧化沟为例脱氮3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3同步硝化反硝化机理第二种理论缺氧微环境理论

普遍接受DO梯度缺陷：有机碳源问题GuoDYetal.,2009脱氮3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3

微生物理论异养硝化菌好氧反硝化菌

1984，Robertson和Kuenen在反硝化和除硫系统出水中首次分离出了好氧反硝化菌。1997，生物学家研究发现许多微生物如荧光假单胞菌、粪产碱菌、铜绿假单胞菌等都可以对有机或无机氮化合物进行异养硝化。1998，Papen等对异养硝化作用的定义为：异养微生物在好氧条件下将氨/铵氮或三负价态的有机态氮氧化为羟胺、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程。2004，Kimeta等分离出一株异养硝化好氧反硝化菌AlcaligenesfaecalisIFO1447。2010，QianChen等从垃圾填埋场渗滤液处理系统中分离出三株异养硝化好氧反硝化菌。。。。。。脱氮3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3异养硝化作用的机理到目前为止，研究者对于异养硝化作用的代谢途径始终无法统一。反应基质：丙酮酸肟无机途径：有机途径:异养硝化菌对氨的氧化途径与自养硝化菌相似，氨先氧化为羟胺，再进一步氧化为亚硝氮异养硝化作用中的关键酶:AMO（氨单加氧酶）、HAO（羟胺氧化酶）脱氮CastignettiandHollocher,1982

基质非常广泛细菌本身种类繁多Gouetal.,2009;Hooperetal.,1997生物脱氮除磷机理3

细菌名称硝化底物累积产物硝化条件是否具有好氧反硝化能力Aerobacteraerogene（KuenenandRobertson,1994）氨氮二异羟肟酸——AlcaligenesfaecalisATCC19718(Pedersenetal.,1999)氨氮NO2-32℃是ThiosphaerapantotrophaA2(GuptaandKshirsagar,2000)氨氮NOx-37℃/pH8.0是AlcaligenesfaecalisIFO14479(Kimetal.,2004)氨氮/有机氮NOx-20℃/pH7.0是AlcaligenesfaecalisL1（Jooetal.,2007）氨氮NOx-、羟胺30℃是AlcaligenesfaecalisNo.4(Jooetal.,2005)氨氮NOx-、羟胺20-37℃是AlcaligenesfaecalisstrainTUD(MevelandPrieur,2000)氨氮NOx-、羟胺30℃/pH8.0是Arthrobacterglobifourmis（KuenenandRobertson,1994）氨氮羟胺——Aspergillusflarus（KuenenandRobertson,1994）氨氮/脂肪硝基族化合物异羟肟酸/NO3-——Aspergillusparasiticus（KuenenandRobertson,1994）氨氮NO3-——Bacilluscereus(Kimetal.,2005)氨氮NO3-30℃/pH7.0是Bacillussp.LY(林燕等,2006)氨氮NOx-、羟胺35℃/pH8.0是PseudomonasstrainM19(NemergutandSchmidt,2002)氨氮、有机氮NO2-室温—Agrobacteriumsp.LAD9（QianChen,2010）氨氮NOx-30℃/pH7.0是Achromobactersp.GAD3（QianChen,2010）氨氮NOx-30℃/pH7.0是Comamonassp.GAD4（QianChen,2010）氨氮NOx-30℃/pH7.0是表1部分典型的异养硝化菌Linetal.,2010

3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3好氧反硝化作用的机理协同呼吸：O2、NO3-好氧反硝化作用中的关键酶:NAR（硝酸盐还原酶）Nar（膜结合硝酸盐还原酶)Nap（周质硝酸盐还原酶

）对氧的敏感性不同NIR（亚硝酸盐还原酶）分子标记NOR（一氧化氮还原酶）不稳定NOS（一氧化二氮还原酶）脱氮PhilppotandHallin,2005生物脱氮除磷机理3

表2部分典型的好氧反硝化菌Wangetal.,2010

3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3异养硝化好氧反硝化菌以PCN菌为例其具有以下功能：

异养硝化功能,可以对有机或无机氮化合物进行异养硝化;好氧反硝化功能,能够在有氧条件下将无机氮直接转化为气态氮;能够在脱氮的同时,去除废水中的COD。QianChenetal.,2010脱氮3.2新型脱氮除磷机理生物脱氮除磷机理3除磷：反硝化除磷定义反硝化除磷细菌（DPRB）能在缺氧(无O2但存在NO3-)环境下利用硝酸氮充当电子受体摄磷，同时硝酸氮被还原为氮气。机理它具有同PAO极为相似的除磷原理,只是氧化细胞内贮存的PHA时电子受体不同而已，PAO为O2,而DPB为NO3-.(KubaT.etal.,1996)优点：节省碳源、缩小曝气区的体积、产泥量低。除磷反硝化除磷细菌能将反硝化脱氮和生物除磷这两个原本认为彼此独立的作用合二为一高浓度难降解有机污染物降解机理与工程实践目录2难降解有机污染物概述13难降解有机污染物处理方法2难降解有机污染物难降解机理4难降解有机污染物处理工程1.难降解有机污染物概述

有机废水中有机物成分比较复杂，不可能一一测定，其有机物浓度可间接用化学需氧量（COD）表示，但COD分为CODB和CODNB，其关系式为：

COD=CODNB+CODB

（1）

式中：CODB－可生物降解的有机物的COD；

CODNB－不可生物降解的有机物的COD。

另外，有机物浓度还可用生化需氧量（BOD）表示，

BOD5－20℃、5天的反应条件测得的BOD值，是CODB的一部分。因此可将（1）式改写为：

COD=CODNB+BOD5+……（2）

通常用BOD5/COD来表示可生化性，来判断是否难降解。1.1化学需氧量（COD）和生化需氧量(BOD)关系1.1化学需氧量（COD）和生化需氧量(BOD5)关系BOD5/CODcr生化性能废水处理方法>0.45很好生化法0.3～0.45好生化法0.2～0.3不好不适宜采用生化<0.2很难生物降解不适宜采用生化1.难降解有机污染物概述1.难降解有机污染物概述1.1化学需氧量（COD）和生化需氧量(BOD)关系1.难降解有机污染物概述1977年，美国环境保护局（EPA）率先在组织专家对多种污染物的毒性、生物降解性及其在水体中出现的概率进行了系统研究，提出了65类129种优先控制的污染物，其中有机物为114种。1.2难降解有机污染物的评价1989年4月我国国家环保局提出了适合中国国情的“水中优先控制污染物”（Chinapreferedcontrolledpollutantinwater）名单，包括14类68种化学污染物，其中58种属有机物。2001年5月22日，在瑞典斯德哥尔摩召开了全球外交全权代表大会，划分出了12种持久性有机污染物（POPs）1.难降解有机污染物概述1.3特别难降解的有机污染物——持久性有机污染持久性有机污染物(POPs)的半衰期中文名称半衰期/年中文名称半衰期/年氯丹滴滴涕灭鼠灵狄氏剂异艾氏剂七氯410～159.84.811.89.8毒杀芬六氯苯二噁英呋喃类12（土壤中）22.9（土壤中）27.3（水中）273（土壤中）11.812种持久性有机污染物化学结构图

1.难降解有机污染物概述2.难降解有机污染物难降解机理电子云

C-C单键化合物,δ键电子云

C=C双键化合物，δ键电子云和Π键电子云

C≡C三键化合物，δ键电子云和两个相互重叠的Π键电子云

有机物难降解应从内因和外因进行分析，内因是其分子结构式，外因是有机物所处水介质。2.1难降解有机污染物化学结构式分析—内因化学键长

C-C单键键长＞C=C双键键长＞C≡C三键键长；苯环碳碳键长（0.139nm）介于直碳链C-C单键键长（0.134nm）和（0.154nm）之间有机污染物结构式取代基的影响一般来说，苯环上推电子基团（如－CH3、－OH、

－NH2等）的引入可降低分子结构的稳定性，提高化合物的可生化性；而拉电子基团（－Cl、－NO2、－SO3H）的引入则提高分子结构稳定性，会降低可生化性。在同一碳原子或苯环上取代基越多，可生化性降解难度就越大，如：六氯苯比氯苯难降解。取代基位置的影响，如三个二羟基苯中，降解易难顺序是：邻苯二酚＞间苯二酚＞对苯二酚；三个二甲基酸中，降解易难顺序是：邻苯二甲酸＞间苯二甲酸＞对苯二酸。2.难降解有机污染物难降解机理键能共价键键能(kJ/mol)共价键键能(kJ/mol)C-H（直碳链）C-H（环状）C-C(直碳链）C-C（环状）420469347.3518C-CC=CC≡C347.3610.9836.82.难降解有机污染物难降解机理2.1难降解有机污染物化学结构式分析水介质是难降解废水的外部原因，主要包括：pH值、水温以及微生物生长拟制剂等，抑制微生物生长的有毒物质的容许浓度见下表（部分）有毒物质最大浓度/mg/L有毒物质最大浓度/mg/L三价铬六价铬砷镉硫化物（S）102～81.22～540烷基苯磺酸钠氯化钠氯苯甲苯吡啶15100001074002.难降解有机污染物难降解机理2.2有机化合物周围水介质分析－外因难降解有机污染物降解的途径主要是：

1）带苯环的有机物转变成直碳链化合物；

2）双键有机物断裂成单键有机物；

3）带氯原子有机物脱掉氯原子；

4）大分子有机物降解成小分子有机物，最终成为无害化物质或CO2.

有相关报道的试验分析如下：2.难降解有机污染物难降解机理2.3高浓度难降解有机污染物分解途径2.难降解有机污染物难降解机理2.难降解有机污染物难降解机理3.难降解有机污染物处理方法

废水处理的方法通常分为物理法、物化法和生化法。高浓度难降解有机污染处理方法总体可以分为：分离法、分解法及分离分解组合法。

分离法是在废水处理工程中，不破坏有机物的化学结构，而直接从水中分离出来，如吸附法、膜分离等。分解法需要外界提供一定的能量使有机污染物原子间结合的化合键断裂，使其分解成无害化的小分子，直至分解成CO2。高浓度有机物自身也含有一定的热量，其COD越高，其释放的热量就越大。平均1克COD含有14kJ的热值。有的有机废液的热值可以达到：3300～6300kJ/kg。一般认为＞5000kJ/kg即可用焚烧法。3.1高浓度难降解有机污染物处理方法分类该方法的特点是，难降解有机污染物的分子结构不被破坏，直接从水中分离出来，不用消耗大量能量，其方法有：萃取法（包括超临界萃取）；膜分离法；吸附法；浮上法；化学沉淀法蒸馏法等3.难降解有机污染物处理方法3.2高浓度难降解有机污染物分离法处理该处理方法的特点是将有机污染物分解成无害化的小分子，甚至成为CO2，需要消耗大量的能量，其方法有：焚烧法超临界水氧化法湿式氧化法Fonten试剂法光化学氧化法超声氧化法等离子体技术微生物燃料电池等3.难降解有机污染物处理方法3.3高浓度难降解有机污染物分解法处理

1）焚烧需要的热能为有机物自身的热值＋辅助燃料燃烧需要的热值；有机废液低位发热值（kJ/kg)：Q=337.4C+603.3(H-O/8)+95.13S-25.08W

2）超临界水氧化、湿式氧化法需要的热能也为有机物自身的热值＋辅助燃料燃烧需要的热值；

3）光化学法需要的热能为光量子的能量；

E=hν=hc/λ

当λ≤400nm（紫外光），E≥299.1kJ/mol；

λ≥700nm（红外光），E≤170.9kJ/mol

4）生化反应需要的能量为生物能，或为太阳能；

5）电解化学法等需要的能量为电能。3.难降解有机污染物处理方法3.4分解法处理需要通过外界输入能量外界提供的热量4.难降解有机污染物处理工程上世纪50～60年代工业废水基本不处理，直接排放；高校里没有环境工程专业，只有给排水专业。上世纪70年代发生变化，废水处理开始起步由于世界八大公害事件的发生，1971年召开了第一次世界环境大会；我国也出现了公害事件，1973年召开了第一次全国环境大会，之后，政府部门开始设立“三废”办公室，高校开始设立环境工程专业上世纪80年代大规模发展

80年代进入大规模经济发展时期，所有新建项目必须”三同时”，但老企业及乡镇企业污染仍没有很好处理。

4.1废水处理工程发展历史及趋势4.难降解有机污染物处理工程20世纪末基本达到排放工业废水全部全部建立污水处理厂

上世纪90年代国家抓大废水治理的力度，并提出2000年12月31日所有排废水企业必须建成相应污水处理厂，否则将挺长或关闭。4.1废水处理工程发展历史及趋势21世纪废水处理的重点及难点是高浓度废水处理随着“零点行动”的实施，所有排放废水企业基本都上了污水处理厂，但运行情况是：1/3能够正常运行，1/3半开半停，1/3不能运行。能够正常运行的企业中也存在：1）有时废水处理不能达标排放；2）难降解废水混入可降解废水中一同进入生化处理装置，造成整个污水处理厂排水不能达标排放。今后发展趋势是：1）高浓度难降解废水的处理结合清洁生产；2）废水深度处理回用结合资源化；3）废水热能的利用结合节能减排。4.难降解有机污染物处理工程广东河源华嘉纺织城废水处理工程,100000m3/d

江苏吴江盛泽镇印染废水集中处理工程,100000m3/d（一期50000m3/d）废水综合处理工程实例为什么有的企业废水处理不能达标排放？我们现对一个企业的废水进行分析；许多企业的废水可分类为：

1）难降解废水；

2）可降解废水；

3）可回用低浓度废水。上述三类废水应对症下药地采用针对行方法进行处理。4.难降解有机污染物处理工程4.2有机废水分类归纳4.难降解有机污染物处理工程有机废水总去除效率与各组分有机物去除效率的关系有机废水是由多组分有机污染物成分组成，每个组分有机污染物的可生化性不同，其去除效率也不同。有机污染物的总去除效率应该与各单项污染物去除效率及个单项污染物所占的质量分数有关，其公式为：η=∑ηi•xi式中：η－表示总的去除效率，％；

ηi－第i项有机污染物的去除效率，％；

xi－第i项有机污染物的重量百分数，％。4.难降解有机污染物处理工程总去除率与单项去除率的关系污染物1污染物2污染物3污染物4总污染物1总污染物2原水/mg/L90050078012024001620排水/mg/L200100700121012320去除率/%77.780.010.290.057.880.2首先，还是应该实施清洁生产工艺，减少污染物的产生，此后，可采用如下的处理工艺供参考：1）难降解废水中高浓度废液，采用高级氧化等方法处理；虽然成本高，但水量小，可回收热值；有些城市，也可直接花钱送到有处理资质的废水焚烧厂处理，这样节省投资和运行费用，相对合算。2）可降解废水采用生化法处理；水量大，处理技术成熟，保证稳定达标排放。3）可回用低浓度废水，采用简单的方法处理后回用，处理成本地解决水资源短缺问题。4.难降解有机污染物处理工程4.3有机废水处理原则造纸厂废水造纸黑液中段水食堂废水白水化粪池碱回收调节池生活废水SBR池排放造纸厂废水处理工艺流程图絮凝沉淀过滤回用4.难降解有机污染物处理工程4.4废水处理案例染料染整废水处理及回用工艺流程4.难降解有机污染物处理工程上浆、煮炼退浆染色漂洗1漂洗2漂洗3新鲜水气浮调节池纤维球过滤+大通量膜处理水解酸化池漂洗4接触氧化池排放蒸发蒸发蒸发蒸发变压器厂废水处理含油及乳化液废水散落全厂的含变压器油废水食堂废水卫生间废水化粪池气浮处理隔油池浴室废水食堂废水调节池SBR池活性炭吸附排放4.难降解有机污染物处理工程变压器厂废水处理工艺流程图含油及乳化液废水散落全厂的含变压器油废水食堂废水卫生间废水化粪池隔油池浴室废水食堂废水调节池SBR池活性炭吸附排放调节池气浮池4.难降解有机污染物处理工程农药厂废水处理河北新兴化工厂生产氧化乐果等产品，原废水采用下图工艺进行处理，不能达到排放标准（100mg/L）。调查了全厂污染源后，采用下列图示工艺进行处理。4.难降解有机污染物处理工程改造后废水达标排放（100mg/L）。第四节生物脱氮除磷工艺设计

（1）溶解性有机底物浓度的影响：厌氧段：BOD5/TP>20

缺氧段：BOD5/NO3>4、COD/TKN>8（2）污泥龄：硝化：硝化菌世代时间长，脱氮泥龄控制20~25天；除磷：要求泥龄短，一般5~8天综合：权衡两方面，组合工艺一般15~20天。

一、生物脱氮除磷工艺设计应考虑的要素：

（3）溶解氧DO：厌氧段：<0.2mg/l；缺氧段：<0.5mg/l；好氧段：1.5~3.0mg/l（4）反硝化区和硝化区的容积比：（2~3）：（7~8）；一般为1：3（5）有机底物污泥负荷的影响：好氧池<0.18kgBOD5/kgMLSS.d（过高抑制自养菌）

厌氧池>0.10kgBOD5/kgMLSS.d（过低影响释磷效果）

（6）氮的污泥负荷：一般小于0.05kgTKN/kgMLSS.d(过高会抑制微生物)（7）污泥回流比R和混合液回流比r：

R=（25~75）%；r=（100~500）%（8）水温的影响：脱氮：硝化30~35°C，不低于10；反硝化20~38°C，不低于15；

除磷：温度对聚磷菌影响不大，与一般异养菌一样。

（9）碱度的影响：硝化氧化1gNH3消耗碱度7.14g，pH7.8~8.4

反硝化还原1gNO3产生碱度3.75g，pH6.5~7.5

除磷：与一般异养菌相同，中性偏碱性。（10）水力停留时间：厌氧：缺氧：好氧=1：1：（3~4）厌氧池：1~2h

缺氧池：>2h

好氧池：5~6h系统总：6~10h

（1）反应区有效容积：厌氧段：一般以水力停留时间设计，取Tp=2h，Vp=Q*Tp缺氧段：以反硝化速率设计，

Kde=0.03~0.06kgNO3/kgMLVSS.d

Vn=[Q(Nk-Nte)-0.12∆X]/Kde*Xv好氧段：以有机底物污泥负荷设计，Ns<0.18kgBOD5/kgMLVSS.d，Vo=Q(S0’-Se)/Ns*Xv以泥龄设计：Vo=QYƟc(S0‘-Se)/[Xv(1+Kd*Ɵc)]一般以：Vn+Vo=Q(S0-Se)/Ns*Xv，Vn：Vo=1：3~4设计二、生物脱氮除磷工艺设计计算：

（2）需氧量计算：BOD好氧降解需氧：O1=Q(S0-Se)/0.68-1.42∆XvNH3硝化需氧：O2=4.57[Q(Nk-Nke)-0.12∆Xv]

NO3反硝化相当氧量：O3=2.86[Q(Nt-Nke-Noe)-0.12∆Xv]总需氧量：O=O1+O2-O3（3）剩余污泥计算：异养菌生成：∆Xvc=Yc*Q*(S0-Se)自养菌生成：∆Xvn=Yn*Q*(N0-Ne)内源呼吸消耗：W=Kd*Xv*V∆Xv=Yc*Q*(S0-Se)+Yn*Q*(N0-Ne)-Kd*Xv*V

（4）污泥回流比R和混合液回流比r：

Qr*Xr=(1+r)*Q*R；R=X/(Xr-X)Q*N0=(Q*r+Q*R+Q)*Ne；r=(N0/Ne)-R-1；

r=[ƞ+ƞ*R-R]/(1-ƞ)=[ƞ+R（ƞ-1）]/(1-ƞ)≈ƞ/(1-ƞ)ƞ=(N0-Ne)/Ne

Xr=106/SVI例解解解解解解解3.5剩余污泥量计算解四、主要的脱氮除磷活性污泥法功能表及影响因素1.脱氮除磷工艺及功能表第五节脱氮除磷的影响因素硝化过程的影响因素：

（a）好氧环境条件，并保持一定的碱度：硝化菌为了获得足够的能量用于生长，必须氧化大量的NH3和NO2-，氧是硝化反应的电子受体，反应器内溶解氧含量的高低，必将影响硝化反应的进程，在硝化反应的曝气池内，溶解氧含量不得低于1mg/L，多数学者建议溶解氧应保持在1.2~2.0mg/L。在硝化反应过程中，释放H+，使pH下降，硝化菌对pH的变化十分敏感，为保持适宜的pH，应当在污水中保持足够的碱度，以调节pH的变化，lg氨态氮（以N计）完全硝化，需碱度（以CaCO3计）7.14g。对硝化菌的适宜的pH为8.0~8.4。硝化过程的影响因素：

（b）混合液中有机物含量不应过高：硝化菌是自养菌，有机基质浓度并不是它的增殖限制因素，若BOD值过高，将使增殖速度较快的异养型细菌迅速增殖，从而使硝化菌不能成为优势种属。（c）硝化反应的适宜