水污染控制工程第四章第五六节

1、三段生物脱氮工艺(P148)

第五节脱氮、除磷活性污泥法工艺及设计一、生物脱氮工艺

图12-32三段生物脱氮工艺流程图剩余污泥回流污泥原污水沉淀池Ⅰ曝气池碱沉淀池Ⅲ沉淀池Ⅱ硝化池反硝化池剩余污泥回流污泥剩余污泥回流污泥N2CH3OH处理水7/2/20241水污染控制工程有机物降解(氨化）、硝化和反硝化在各自的反应器中进行，效率高；流程复杂，造价高。反硝化段需投加碳源；出水BOD5高。2、两段生物脱氮工艺

图12-33两段生物脱氮工艺第一段：除碳，氨化、硝化，污泥负荷低，停留时间长；第二段：外加碳源反硝化脱氮;7/2/20242水污染控制工程3、前置缺氧—好氧生物脱氮工艺(P149)流程简单；无需外加碳源；碱投加量少；好氧池有机负荷低；内循环比大,运行费用较高；脱氮效率低，处理水含NO3－；图12-34前置缺氧—好氧生物脱氮工艺7/2/20243水污染控制工程4、后置缺氧―好氧生物脱氮工艺(图12-35，P150）将反硝化段布置在系统的后面，有机物的去除和硝化布置在系统的前面。5、Bardenpho生物脱氮工艺由两级缺氧好氧工艺组成，脱氮效率高，运行费用低。图12-36Bardenpho生物脱氮工艺回流污泥`原污水好氧池Ⅰ缺氧池Ⅰ沉淀池好氧池Ⅱ缺氧池Ⅱ剩余污泥处理水混合液回流7/2/20244水污染控制工程

6、同步硝化反硝化（SND）过程指在没有明显设置缺氧区的活性污泥法系统内总氮被大量去除的过程。三种理论解释:反应器DO分布不均理论

：由于充氧、混合不均，在反应器内部形成局部缺氧区－好氧区，发生硝化反硝化反应，如氧化沟内。缺氧微环境理论：在活性污泥絮体或生物膜上存在DO梯度，发生硝化、反硝化。微生物学理论：有研究证实存在好氧反硝化菌和异氧硝化菌。7/2/20245水污染控制工程1、厌氧――好氧(AP/O)工艺（P157)

二、生物除磷工艺

由厌氧池和好氧池组成，同时去除污水中有机物及磷。

厌氧池（释放磷）好氧池（BOD去除、吸收磷）沉淀池处理水回流污泥（富磷污泥）富磷剩余污泥原污水图12-40AP/O除磷工艺流程7/2/20246水污染控制工程

2、Phostrip除磷工艺（P158）生物除磷与化学除磷结合，除磷效果好。图12-41Phostrip除磷工艺7/2/20247水污染控制工程1、A2／O（厌氧－缺氧－好氧）工艺(P159)三、生物脱氮、除磷工艺优点：流程简单，无需外加碳源，运行费用低。缺点：回流污泥中夹带除磷效率低。图12-427/2/20248水污染控制工程图12-43倒置A2/O生物脱氮除磷工艺流程处理水短时初沉池剩余污泥部分污水污水Q缺氧反应池厌氧反应池好氧反应池二沉池回流污泥（25~100%）Q回流混合液（0~200%）Q7/2/20249水污染控制工程

2、改良Bardenpho工艺（P161）出水厌氧池剩余污泥污水缺氧池好氧池缺氧池二沉池回流污泥回流混合液好氧池图12-44改良Bardenpho工艺流程在Bardenpho流程之前增设一个厌氧池，脱氮除磷效果好，但流程复杂。

7/2/202410水污染控制工程3、UCT工艺（P161)污泥回流到缺氧池，缺氧池混合液回流到厌氧池，脱氮除磷效果好。

出水厌氧池剩余污泥污水缺氧池好氧池二沉池回流活性污泥缺氧回流好氧（硝酸盐）回流图12-45UCT生物脱氮除磷工艺出水厌氧池剩余污泥污水缺氧池缺氧池好氧池二沉池回流活性污泥回流1回流2图12-46改良UCT生物脱氮除磷工艺缺氧池分为两部分，污泥回流第一缺氧区，混合液回流到第二缺氧区7/2/202411水污染控制工程四、生物脱氮、除磷影响因素（P164）1、生物脱氮影响因素（1）DO：缺氧段DO≤0.5mg/L；好氧段DO≈2.0mg/L；（2）营养物质：硝化段，BOD5≤15～20mg/L;反硝化段，BOD5／TN>3～5；（3）pH：硝化，pH≈7～8；反硝化，pH≈6.5～7.5（4）温度：5～30℃4、SBR工艺通过时间顺序上的控制，在同一反应器中完成除磷、脱氮。7/2/202412水污染控制工程2、生物除磷影响因素（1）DO：厌氧段DO≤0.2mg/L；好氧段：DO=2.0mg/L。（2）污泥泥龄：泥龄短，除磷效果好；（4）pH：6～8（5）温度：5～30℃（3）BOD5负荷：五、常用生物脱氮除磷工艺设计参数和特点表12－4和表12－5。（P162）7/2/202413水污染控制工程五、A2/O工艺设计要点及设计参数(自学）

1、设计参数（1）营养物

(2)DO：

（3）

（4）温度≤30℃。

常用生物脱氮除磷设计参数见表12－5。（P162）（5）污泥泥龄θc:10～20d;（6）混合液污泥浓度MLSS：3000～4000mg/L;(7)水力停留时间：厌氧区1～2h；缺氧区0.5～3h；好氧区5～10h（8）污泥回流比:25～100％；混合液回流比100～400％7/2/202414水污染控制工程2、计算公式（1）厌氧池容积VQ——废水流量，m3/d；t――水力停留时间，h。KZ――污水流量变化系数。

（2）A/0容积S0－―进水BOD5值，mg/L；Se――出水BOD5值，mg/LLS――污泥负荷率，f－－系数，取0.7～0.8；X――混合液污泥浓度，mg/L；7/2/202415水污染控制工程(3)剩余污泥量Px――MLSS剩余污泥量，kg/d。Yobs――净产率系数。R――污泥回流比；――回流污泥浓度，取10000mg/L；Y－-污泥产率系数，mgVSS/mgBOD5；Kd－-内源代谢系数，d-1；θc――污泥龄，d。7/2/202416水污染控制工程（4）需氧量计算例题：某污水Q=10000m3/d,一级出水COD＝340mg/L，BOD5＝140mg/L，SS=125mg/L,TN=26.2mg/L，TP=4.5mg/L，要求二级出水COD≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L,TN≤6mg/L，TP≤1mg/L，设计A2/0池。N0――进水TN，mg/L；Ne――出水TN，mg/L；7/2/202417水污染控制工程解：

（1）判断是否可采用A2/O工艺满足要求。(2)设计参数

Kd＝0.04d-1；R＝0.5；（3）厌氧池容积7/2/202418水污染控制工程

(4)A/0池容积7/2/202419水污染控制工程（5）剩余污泥量（6）需氧量7/2/202420水污染控制工程作业：某城市污水Q=5400m3/d,Kz=1.3，一级出水COD＝265mg/L，BOD5＝180mg/L，SS=130mg/L,TN=25mg/L，TP=5mg/L，要求二级出水COD≤70mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L,TN≤5mg/L，TP≤1mg/L，设计A2/0池。7/2/202421水污染控制工程第六节二沉池

一、作用及原理（P174）2、原理:重力分离。四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区、污泥区。两个界面：泥水界面、压缩界面。图12-52二沉池工作状态

1、作用:固液分离和污泥浓缩。7/2/202422水污染控制工程

3、思考：初沉池与二沉池异同？（1）相同点：沉淀原理相同。（2）不同点:

a.污水处理流程中所处位置不同；

b.功能不同；

c.沉降类型不同：初沉池，自由沉降；二沉池，成层沉降。7/2/202423水污染控制工程二、二沉池构造1、构造型式

平流式、竖流式和幅流式沉淀池（多采用）

7/2/202424水污染控制工程中心进水幅流式沉淀池（P53书）7/2/202425水污染控制工程（1）每座沉淀池表面积A（m2)Qmax――最大设计流量，m3/h

q――

表面水力负荷，m3/m2·h，（表10－5，P45）n――池数；

（2）直径D（m）以中心进水辐流式沉淀池为例（P54)（3）有效水深h2（m）t――沉淀时间，h；D/h2=6～12；

三、二沉池设计计算

（4）污泥部分所需容积V（m3)S--每人每日湿污泥量，L/d·人

N--设计人口数，人；T—排泥时间间隔，d7/2/202426水污染控制工程（5）泥斗容积V1――泥斗容积，m3；r1――泥斗上口半径，m；r2――泥斗下口半径，m；h5――泥斗高度，m；（6）泥斗以上圆锥体部分容积R――池体半径，m；h4――池底坡高度，m；

60°h5r2r1h4h3h2h1Rh7/2/202427水污染控制工程（7）总高hh1――超高，m；取0.3m；h2――有效水深，m；h3――缓冲层高度，m；取0.3～0.5m；h4――底坡高度，m；h5――泥斗高度，m；（1）每池表面积例题：某污水处理厂，N=360000，设计中心进水辐流式二沉池。q=1.3m3/m2.h（表10－5，P45）7/2/202428水污染控制工程（2）（3）t＝2h；D/h2＝30/2.6=11.63

（4）污泥部分所需容积T=2h。7/2/202429水污染控制工程（5）污泥斗容积设r1＝2m，r2＝1m；（6）泥斗以上圆锥体部分容积V2r160°r2h5Rr1h5i=0.057/2/202430水污染控制工程（7）总容积（8）总高（9）画设计草图60°1.7312.00.650.52.60.3155.78i=0.05单位：m作业：某污水处理厂Qmax=2400m3/h，N=320000,设计中心进水辐流式二沉池。7/2/202431水污染控制工程1.水力负荷

Q增大，t变小，影响出水水质。第七节活性污泥法系统的运行管理

一、运行影响因素（P179)对策：设置调节池。

2.有机负荷Ls

出水水质差，剩余污泥量多，污泥处置费用高。反之，出水水质好，投资大。7/2/202432水污染控制工程

用MLSS与MLVSS表示，但MLSS并不是微生物的活细胞量。MLSS过高，二沉池中沉淀困难，出水水质差；MLSS增加，要求更高的氧传递速率，否则处理效率降低。3.微生物浓度根据不同的水质、工艺选择合理的微生物浓度。4、曝气时间

有机负荷高，需氧量大，曝气时间长，曝气池容积增大，投资增大。

5、污泥泥龄（SRT）

污泥泥龄短，微生物活性愈强。泥龄过长使微生物老化，絮凝条件恶化。7/2/202433水污染控制工程7、回流污泥浓度(XR）和污泥回流比（R）

XR

增大，X增大；XR与污泥沉降性能和浓缩时间有关。

R增大，曝气池中MLSS高，但污泥浓缩时间缩短，使XR降低，可能使X降低。6.氧传递速率：决定活性污泥法系