污水处理工艺类型总结.docx

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1、污水处理工艺类型总结1 .二阶处理阶段21. 1.有机物去除工艺21. 1.1,生物膜法21. 1.2,活性污泥法21.2. 脱氮除磷工艺31.2. 1,除磷工艺31.2.1.1. 聚磷菌的除磷机理及影响因素41.2.1.1.1. 聚磷菌除磷机理41.2.1.1.1.1. 厌氧条件下释磷41.2.1.1.1.2. 好氧条件下摄磷41.2.1.1.1.3. 富磷污泥的排放41.2.1.1.2. 聚磷菌代谢的影响因素51.2.1.1.2.1. 温度51.2.1.1.2.2. pH值51.2.1.1.2.3. 溶解氧51.2.1.1.2.4. 厌氧池硝态氮51.2.1.1.2.5. 泥龄61.2.1

2、.1.2.6. COD/TP61.2.1.1.2.7. RBCoD(易降解COD)61.2.1.1.2.8. 糖原61.2.1.1.2.9. HRT61.2.1.1.2.10. 回流比(R)71.1. 2.脱氮工艺71.2. 3.A20工艺81.3. 4.氧化沟工艺81.4. 5.两段法工艺91.5. 6.SBR工艺101.6. 7.脱缸除磷新工艺122 .三阶处理阶段123 .污水处理工艺流程选择时的六个要点133.1. 污水处理程序133.2.建设及运行费用143.3.工程施工的难易程度143.4.当地的自然和社会条件143.5.污水的水量143.6.处理过程是否产生新的矛盾141.二阶处

3、理阶段1.1.有机物去除工艺1.1.1.生物膜法生物膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，是污水土壤自净过程的人工化和强化，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。处理技术有生物滤池（普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池）、生物转盘、生物接触氧化没备和生物流化床等。生物膜法是在充分供氧条件下，用生物膜稳定和澄清废水的污水处理方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。十八世纪中叶，欧洲工业革命开始，其中，城市生活污水中的

4、有机物成为去除重点。1881年，法国科学家发明了第一座生物反应器，也是第一座厌氧生物处理池一MoR1S池诞生，拉开了生物法处理污水的序幕。1893年，第一座生物滤池在英国Wa1eS投入使用，并迅速在欧洲北美等国家推广。技术的发展，推动了标准的产生。1912年，英国皇家污水处理委员会提出以B0D5来评价水质的污染程度。生物膜法的这些新工艺和新设备，与原有以碎石为填料的生物滤池相比具有以下优点：1、供氧充分，传质条件好。2、处理效果受气温影响小。3、采用轻质填料以后构筑物轻巧、填料表面积较大。4、设备处理能力大，处理效果好。5、不生长灰蝇，气味小，卫生条件较好。特别是在生物膜法中微生物固着生长，能

5、够和介质中的有机物浓度形成动平衡，故可应用于低浓度污水的深度处理。1.1.2.活性污泥法1914年，Arden和1Okett在英国化学工学会上发表了一篇关于活性污泥法的论文，并于同年在英国曼彻斯特市开创了世界上第一座活性污泥法污水处理试验厂。两年后，美国正式建立了第一座活性污泥法污水处理厂。活性污泥法的诞生，奠定了未来100年间城市污水处理技术的基础。活性污泥法诞生之初，采用的是充-排式工艺，由于当时自动控制技术与设备条件相对落后，导致其操作繁琐，易于堵塞，与生物滤池相比并无明显优势。之后连续进水的推流式活性污泥法（CAS法）（如图1）出现后很快就将其取代，但由于推流式反应器中污泥耗氧速度沿池

6、长是变化的，供氧速率难以与其配合，活性污泥法又面临局部供氧不足的难题。1936年提出的渐曝气活性污泥法（TAAS）和1942年提出的阶段曝气法（SFAS）,分别从曝气方式及进水方式上改善了供氧平衡。沉淀池1950年，美国的麦金尼提出了完全混合式活性污泥法。该方法通过改变活性污泥微生物群的生存方式，使其适应曝气池中因基质浓度的梯度变化，有效解决了污泥膨胀的问题。进水里气池（去除有机物）污泥回澹图1连续进水的推流式活性污泥法随着在实际生产生的广泛应用和技术上的不断革新改进，20世纪40-60年代，活性污泥法逐渐取代了生物膜法，成为污水处理的主流工艺。1921年，活性污泥法传播到中国，中国建设了第一

7、座污水处理厂一上海北区污水处理厂。1926年及1927年又分别建设了上海东区及西区污水厂，当时3座水厂的日处理量共为3.55万吨。1. 2.脱氮除磷工艺20世纪50年代，水体富营养化问题凸显，脱氮除磷成为污水处理的另一主要诉求。于是，在活性污泥法的基础上衍生出了一系列的脱氮除磷工艺。1.2. 1.除磷工艺50年代初，摄磷菌被发现并用于除磷。如图2所示。厌薪（释放磷）好氧（吸收磷）|巴竺污泥回流剩余污泥（富磷）图2生物脱磷工艺1.2.1.1.聚磷菌的除磷机理及影响因素污水生物除磷的原理就是人为创造生物超量除磷过程，实现可控的除磷效果。整个过程必须通过创造厌氧与好氧交替环节利用聚磷菌的作用来实现生

8、物除磷过程。121.1.1.聚磷菌除磷机理聚磷菌也叫做摄磷菌、除磷菌，是传统活性污泥工艺中一类特殊的细菌，在好氧状态下能超量地将污水中的磷吸入体内，使体内的含磷量超过一般细菌体内的含磷量的数倍，这类细菌被广泛地用于生物除磷。1Z1111厌氧条件下释磷在没有溶解氧或硝态氮存在的条件下，兼性细菌通过发酵作用将可溶性B0D5转化为低分子挥发性有机酸VFA。聚磷菌吸收这些发酵产物或来自原污水的VFA,并将其运送到细胞内，同化成胞内碳能源储存物质PHB,所需的能力来源于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐的释放。121.1.1.2.好氧条件下摄磷好氧条件下，聚磷菌的活力得到恢复，并以聚磷的形式存储

9、超过生长所需的磷量，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕集存储，磷酸盐从水中被去除。1.2.1.1.1.3.富磷污泥的排放产生的富磷污泥通过剩余污泥的形式排放，从而将磷去除。从能量角度来看，聚磷菌在无氧条件下释放磷获取能量以吸收废水中溶解性有机物，在好氧状态下降解吸收溶解性有机物获取能量以吸收磷。除磷的关键是厌氧区的设置，聚磷菌能在短暂的厌氧条件下，由于非聚磷菌吸收低分子基质并快速同化和储存这些发酵产物，即厌氧区为聚磷菌提供了竞争优势。这样一来，能吸收大量磷的聚磷菌就能在处理系统中得到选择性增殖，并可通过排除高含磷量的剩余污泥达到除磷的目的。这种选

10、择性增殖的另一好处是抑制了丝状菌的增殖，避免了产生沉淀性能较差的污泥的可能，因此厌氧/好氧生物除磷工艺一般不会出现污泥膨胀。1.2.1.1.2. 聚磷菌代谢的影响因素生物除磷中通过聚磷菌在厌氧状态下释放磷，在好氧状态下过量地摄取磷。经过排放富磷剩余污泥而除磷，其影响聚磷菌代谢的影响因素包括：温度、PH值、厌氧池DO、厌氧池硝态氮、泥龄、CP比、RBCoD含量、糖原、HRT等。1.2.1.1.2.1. 温度温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，在一定温度范围内，温度变化不是十分大时，生物除磷都能成功运行。试验表明，生物除磷的温度宜大于10,因为聚磷菌在低温时生长速度会减慢。1.1

11、.1.1.1.1. pH值在PH在6.58.0时，聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定，当PH值低于6.5时，吸磷率急剧下降。当PH值突然降低，无论在好氧区还是厌氧区磷的浓度都急剧上升，PH降低的幅度越大释放量越大，这说明PH降低引起的磷释放不是聚磷菌本身对PH变化的生理生化反应，而是一种纯化学的“酸溶”效应，而且PH下降引起的厌氧释放量越大，则好氧吸磷能力越低，这说明PH下降引起的释放是破坏性的，无效的。PH升高时则出现磷的轻微吸收。1.2.1.1.2.3. 溶解氧每亳克分子氧可消耗易生物降解的CoD114mg,致使聚磷生物的生长受到抑制，难以达到预计的除磷效果。厌氧区要保持较低的溶解氧值以更

12、利于厌氧菌的发酵产酸，进而使聚磷菌更好的释磷，另外，较少的溶解氧更有利予减少易降解有机质的消耗，进而使聚磷菌合成更多的PHB。而在好氧区需要较多的溶解氧，以更利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。厌氧区的Do控制在0.3mg1以下，好氧区Do控制在2mg1以上，方可确保厌氧释磷好氧吸磷的顺利进行。1.2.1.1.2.4. 厌氧池硝态氮厌氧区硝态氮存在消耗有机基质而抑制PAO对磷的释放，从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另一方面，硝态氮的存在会被气单胞菌属利用作为电子受体进行反硝化，从而影响其以发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸，从而抑制PAO的释

13、磷和摄磷能力及PHB的合成能力。每毫克硝酸盐氮可消耗易生物降解的COD2.86mg,致使厌氧释磷受到抑制，一般控制在1.5mg1以下。由于生物除磷系统主要通过排出剩余污泥实现除磷，因此剩余污泥量的多少决定系统的除磷效果，而泥龄长短对剩余污泥的排放量和污泥对磷的摄取作用有直接的影响。污泥龄越小，除磷效果越佳。这是因为降低污泥龄，可增加剩余污泥的排放量及系统中的除磷量，从而削减二沉池出水中磷的含量。但对于同时除磷脱氮的生物处理工艺而言，为了满足硝化和反硝化细菌的生长要求，污泥龄往往控制得较大，这是除磷效果难以令人满意的原因。一般以除磷为目的的生物处理系统的泥龄控制在3.57d1.2.1.1.2.6

14、. COD/TP污水生物除磷工艺中，厌氧段有机基质的种类、含量及微生物所需营养物质与污水中含磷的比值是影响除磷效果的重要因素。不同的有机物为基质时，磷的厌氧释放和好氧摄取效果是不同的。分子量较小的易降解有机物（如挥发性脂肪酸类等）容易被聚磷菌利用，将其体内储存的多聚磷酸盐分解释放出磷，诱导磷释放的能力较强，而高分子难降解有机物诱导聚磷菌释磷能力就较差。厌氧阶段磷的释放越充分，好氧阶段磷的摄取量就越大。另外，聚磷菌在厌氧阶段释磷所产生的能量，主要用于其吸收低分子有机基质以作为厌氧条件下生存的基础。因此，进水中是否含有足够的有机质，是关系到聚磷菌能否在厌氧条件下顺利生存的重要因素。一般认为，进水中

15、COD/TP要大于15,才能保证聚磷菌有足够的基质，从而获得理想的除磷效果。1.2.1.1.2.7. RBCOD（易降解COD）研究表明，当以乙酸、丙酸和甲酸等易降解碳源作为释磷基质时，磷的释放速率较大，其释放速率与基质的浓度无关，仅与活性污泥的浓度和微生物的组成有关，该类基质导致的磷的释放可用零级反应方程式表示。而其他类有机物要被聚磷菌利用，必须转化成此类小分子的易降解碳源，聚磷菌才能利用其代谢。1.2.1.1.2.8. 糖原糖原是由多个葡萄糖组成的带分枝的大分子多糖，是胞内糖的贮存形式。如上图所示聚磷菌中糖原在好氧环境下形成，储存能量在厌氧环境下代谢形成为PHAs的合成的原料NADH并为聚磷菌代谢提供能量。所以在延迟曝气或者过氧化的情况下，除磷效果会很差，因为过量曝气会在好氧环境下消耗一部分聚磷菌体内的糖原，导致厌氧时形成PHAs的原料NADH的不足。1.2.1.1.2.9. HRT对于运行良好的城市污水生物脱氮除磷系统来说，一般释磷和吸磷分别需要152.5小时和2.03.0小时。总体来看，似乎释磷过程更为重要一些，因此，我们对污水在厌氧段的停留时间更为关注，厌氧段的HRT太短，将不能保证磷的有效释放，而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地将污水中的大分子有机