1、生物脱氮除磷 氮和磷的排放会加速导致水体的富营养化，其次是氨氮的好氧特性会使水体的溶解氧降低，此外，某些含氮化合物对人和其他生物有毒害作用。因此，国内外对氮磷的排放标准越来越严格。生物脱氮除磷技术是近20年发展起来的，一般来说比化学法和物理化学法去除氮磷经济，尤其是能有效地利用常规的二级生物处理工艺流程进行改造达到生物脱氮除磷的目的，是日前应用广泛和最有前途的氮磷处理方法。第一节第一节 生物脱氮原理及影响因素生物脱氮原理及影响因素 一、生物脱氮原理一、生物脱氮原理 污水中氨主要以有机氮和氨氮形式存在。在生物处理过程中，有机氮很容易通过微生物的分解和水解转化成氨氮，即氨化作用。传统的硝化反硝化生
2、物脱氮的基本原理就在于通过硝化反应先将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮、亚硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从而达到脱氮的目的。氮在水中的存在形态与分类N无机NNOx-N(硝态氮)TKN(凯氏氮)总N(TN)NH3-NNO3-NNO2-N有机N（尿素、氨基酸、蛋白质）氨化与硝化反应过程HOHNO3/2O：NH2-223亚硝化菌硝化-3-2NO1/2ONO硝酸菌-4232NH2ONOH O2H 硝 化 菌3222NHCORCOOHO)COOH：RCH(NH氨化菌氨化硝化反应的条件（1）好氧状态：DO2mg/L；1gNH3-N完全硝化需氧4.57g，即硝化需氧量。（2）消耗废水中的
3、碱度：1gNH3-N完全硝化需碱度7.1g（以CaCO3计），废水中应有足够碱度，以维持pH值不变。（3）污泥龄C（10-15）d。（4）BOD520mg/L。反硝化反硝化包括异化反硝化和同化反硝化，以异化反硝化为主。异化反硝化菌在DO浓度很低的环境中，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，有机物作为碳源及电子供体而得到降解。如当利用的碳源为甲醇时：NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.056C5H7CO2+0.47N2+1.68H2O+HCO3-NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO30.04C5H7CO2+0.48N2+1.23H2O+HCO3-反硝化反应可使有机物得到分解氧
4、化，实际是利用了硝酸盐中的氧，每还原1gNO3-N所利用的氧量约2.6g。反硝化同化反硝化：微生物和植物吸收利用硝酸盐中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-NH4+有机态氮反硝化当缺乏有机物时，则无机物如氢、S、Na2S等也可作为反硝化反应的电子供体。5S+6KNO3+2H2O3N2+K2SO4+4KHSO4（1）反硝化菌属于异养型兼性厌氧菌，在缺氧条件下，进行厌氧呼吸，以NO3-O为电子受体，以有机物的氢为电子供体。（2）反硝化过程中，硝酸态氮有二种转化途径同化反硝化（合成细胞）和异化反硝化（还原为N2），但以异化反硝化为主。内源反硝化 n微生物还可通过消耗自身的原生质进行所谓的内
5、源反硝化C5H7NO2+4NO3-5CO2+NH3+2H2+4OH-n内源反硝化的结果是细胞物质减少，并会有NH3的生成。废水处理中不希望此种反应占主导地位，而应提供必要的碳源。反硝化反应的条件nDO0.5mg/L，一般为0.20.3mg/L（处于缺氧状态），如果DO较高，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧成为电子受体，阻碍NO3-O成为电子受体而使N难还原成N2。但是反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下，才能合成。反硝硝化菌以在缺氧-好氧交替的环境中生活为宜。nBOD5/TN35，否则需另投加碳源，现多采用CH3OH，其分解产物为CO2+H2O，不留任何难降解的中间产物，且反硝化速率高。n目
6、前反硝化投加有机碳源一般利用原污水中的有机物。n还原1g硝态氮能产生3.57g碱度，而在硝化反应中，1gNH3-N氧化为NO3-N要消耗7.14g碱度，在缺氧-好氧中，反硝化产生的碱度可补偿硝化消耗碱度的一半左右。硝化、反硝化反应中氮的转化n表1 硝化过程中氮的转化 n表2 反硝化反应中氮的转化 氮的氧化还原态氨离子NH4+羟胺NH2OH0+硝酰基NOH+亚硝酸根NO2+硝酸根NO3氮的氧化还原态氨离子NH4+羟胺NH2OH0N2+硝酰基NOH+亚硝酸根NO2+硝酸根NO3二、硝化反硝化过程影响因素1温度硝化反应的适宜温度范围是3035，温度不但影响硝化茵的比增长速率，而且影响硝化菌的活性，在
7、535的范围内，硝化反应速率随温度的升高而加快，仅超过30时增加幅度减少，当温度低于5时，硝化细菌的生命活动几乎停止。对于同时去除有机物和进行硝化反应的系统，温度低于15即发现硝化速率迅速降低，低温对硝酸菌的抑制作用更为强烈，因此在低温1214时常出现亚硝酸盐的积累。在3035较高温度下，亚硝酸菌的最小倍增时间要小于硝酸菌，因此，通过控制温度和污泥龄，也可控制反应器中亚硝酸菌的绝对优势。反硝化反应的最佳温度范围为3545，温度对硝化菌的影响比反硝化菌大。2溶解氧硝化反应必须在好氧条件下进行，一般应维持混合液的溶解氧浓度为23mg/L，溶解氧浓度0.50.7mg/L，是硝化菌可以忍受的极限。硝化
8、可在高溶解氧状态下进行，高达60mg/L的溶解氧浓度也不会抑制硝化的进行，为了维持较高的硝化速率，污泥龄降低时要相应地提高溶解氧浓度。溶解氧对反硝化反应有很大影响，主要由于氧会同硝酸盐竞争电子供体。同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性，3pH值硝化反应的最佳pH值范围为7.58.5,硝化菌对pH值变化十分敏感，当pH值低于7时，硝化速率明显降低低于6和高于9.6时，硝化反应将停止进行。反硝化过程的最佳pH值范围为6.57.5，不适宜的PH值会影响反硝化菌的生长速率和反硝化酶的活性。当pH值低于6.0或高于8.0时，反硝化反应将受到强烈抑制。4C/N比C/N比值是影响硝化速率和过程的重
9、要因素。硝化菌是自养菌，硝化菌产率或比增长速率比活性污泥异养菌低得多，若废水中BOD5值太高，将有助于异养菌迅速增殖，从而使微生物中的硝化菌的比例下降，一般认为，只有BOD5低于20mg/L时，硝化反应才能完成。反硝化过程需要充足的碳源，理论上lgNO2还原为N2需要碳源有机物2.86g。一般认为，当废水的BOD5/TKN值大于46时，可认为碳源充足，不需另外投加碳源，反之则要投加甲醇或其他易降解的有机物作碳源。5、污泥龄为使硝化菌能在连续流的反应系统中存活并维持一定数量，微生物在反应器的停留时间即污泥龄应大于硝化菌的最小世代期。一般应取系统的污泥龄为硝化最小世代期的两倍以上。较长的污泥龄可增
10、强硝化反应的能力，并可减轻有毒物质的抑制作用。6抑制物质对硝化反应有抑制作用的物质有：过高浓度氨氮、重金属、有毒物质以及有机物。一般来说，同样毒物对亚硝酸菌的影响比对硝酸菌大。反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化菌低很多，与一般好氧异养菌相同。在应用一般好氧异养菌文献数据时，应该考虑驯化的影响。生物脱氮工艺包括含碳有机物的氧化、氨氮的硝化、硝态氮的反硝化等生物过程，即碳化-硝化-反硝化过程。从完成这些过程的反应器来分，脱氮工艺可分为活性污泥脱氮系统和生物膜脱氮系统，其分别采用活性污泥法反应器与生物膜反应器作为好氧/缺氧反应器，实现硝化/反硝化以达到脱氮的目的。从完成这些过程的时段和空间不同，活性计
11、泥脱氮系统的碳化、硝化、反硝化可在多池中进行，也可在单池中进行。n三级活性污泥生物脱氮工艺三、生物脱氮工艺传统活性污泥法脱氮工艺传统活性污泥法脱氮工艺n二级活性污泥生物脱氮工艺缺氧缺氧(A)好氧好氧(O)活性污泥生物脱氮（分建式）活性污泥生物脱氮（分建式）回流污泥回流污泥处理水内循环（硝化液回流）回流污泥反硝化反应器BOD去除、硝化反应反应器(缺氧)沉淀池碱N2(好氧)图 21-3 分建式缺氧-好氧活性污泥脱氮系统合建式合建式A/O工艺工艺优点：同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用。反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。因为好氧池在
12、缺氧池后，可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质（残留有机物进一步去除）。缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可弥补好氧池中硝化需要碱度的一半。（减轻了好氧池的有机物负荷，碱度可弥补需要的一半）。缺点：脱氮效率不高，一般N=（7080）%好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐，如二沉池运行不当，则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。A/O工艺的优缺点n优点：同时去除有机物和氮，流程简单，构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，节省基建费用。反硝化缺氧池不需外加有机碳源，降低了运行费用。因为好氧池在缺氧池后，
13、可使反硝化残留的有机物得到进一步去除，提高了出水水质（残留有机物进一步去除）。缺氧池中污水的有机物被反硝化菌所利用，减轻了其它好氧池的有机物负荷，同时缺氧池中反硝化产生的碱度可弥补好氧池中硝化需要碱度的一半。（减轻了好氧池的有机物负荷，碱度可弥补需要的一半）。n缺点：脱氮效率不高，一般N=（7080）%好氧池出水含有一定浓度的硝酸盐，如二沉池运行不当，则会发生反硝化反应，造成污泥上浮，使处理水水质恶化。A/O工艺的影响因素1.水力停留时间tt反硝化2h，t硝化6h，t硝化：t反硝化=3：1，N达到（70-80）%，否则N2.进入硝化好氧池中BOD580mg/L3.硝化好氧池中DO=2mg/L4
14、.反硝化缺氧池污水中溶解氧性BOD5/NO3-N的比值应大于4，以保证反硝化过程中有充足的有机碳源。5.混合液回流比不仅影响脱氮效率，而且影响动力消耗。A/O工艺的影响因素6.MLSS3000mg/L，否则N。7.污泥龄C（ts）应为30d。8.硝化段的污泥负荷率：BOD5/MLSS 负荷率0.18kgBOD5/（kgMLSSd）；硝化段的TKN/MLSS负荷率0.05kgTKN/KgMLSS.d。9.温度：硝化最适宜的温度2030。反硝化最适宜的温度2040。10.PH值：硝化最佳PH=88.4。反硝化最佳PH=6.57.5。11.原污水总氮浓度TN30mg/L。返回返回A/O工艺设计n设计
15、要点（1）BOD5/MLSS负荷率0.18kgBOD5/kgMLSSdTKN/MLSS负荷率0.05kgTKN/kgMLSSd（2）反硝化池进水溶解性BOD5浓度与NOX-N浓度之比值，即S-BOD5/NOX-N4。（3）水力停留时间t。t缺氧：t好氧=1：（34）一般t好氧6h，t缺氧2h。（4）污泥回流比R=（50100）%混合液回流比RN=（300400）%（5）MISS3000mg/L（6）C（tS）30d（7）氧化1gNH4-N需氧4.57g，并消耗7.14g碱度；而反硝化1gNOX-N生成3.57g碱度，并消耗1.72gBOD5，同时还提供2.6gO2。（8）需氧量：O2=aSr+
16、bNr-bND-CXWA/O工艺设计计算（1）选定FS（BOD污泥负荷率）SVI回流污泥浓度XR，r=1（2）确定污泥回流比R算出曝气池混合液污泥浓度X（3）混合液回流比（4）生化反应池总有效容积V（5）按推流式设计，确定反应池主要尺寸a.取有效水深H1，一般为3.56m；b.反应池总表面积；c.每组反应池表面积S=S总/n，式中：n分组数；d.确定廊道宽(b)和廊道数m使b/H1=12，算出单组曝气池长度L1=S/b使L1/b10rSVI10X6R)L/mg(XR1RXR%100TNiTNTNeiTK)m(XFKQLV3sa)m(HVS21总A/O工艺设计计算（6）污水停留时间（7）取A1:
17、O段停留时间比为1:(34)，分别求出A1、O段的停留时间，从而算出A1、O段的有效容积。（8）每日产生的剩余污泥干量W（kg/d）及其容积量q（m3/d）a.每日产生的剩余污泥干量W（kg/d）b.剩余污泥容积量q（m3/d）（9）污泥龄（10）曝气系统需氧量O2=aSr+bNr-bNd-cXw（kg/d）（11）曝气系统其它部分计算同普通活性污泥法（12）缺氧段A1宜分成几个串联的方格，每格内设置一台水下推进式搅拌器或水下叶片式浆扳搅拌器，其功率按35W/m3计算。)d(WVX)d(ts)d/m(100)P1(Wq3)d/kg(10050)SS(BVX)CC(aWe0ve0)h(KQVt
18、返回返回第二节第二节 生物除磷生物除磷一、生物除磷原理有一类特殊的细菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态可以过量地、超出其生理需要地从污水中摄取磷酸盐。生物除磷主要由一类统称为聚磷菌的微生物完成。该类微生物均属异养型细菌。在厌氧区内，聚磷菌在既没有溶解氧也没有原子态氧的厌氧条件下，吸收乙酸等低分子脂肪酸(来自兼性细菌水解产物或来自原污水)，并合成聚-羟基丁酸盐(PHB)贮于细胞内，所需的能量来源于菌体内聚磷的分解，并导致磷酸盐的释放。在好氧区内，聚磷菌以游离氧为电子受体，将积贮在胞内的PHB好氧分解，并利用该反应产生的能量，过量摄取水体中的磷玻盐，在胞内转化为聚磷，这就是好氧吸磷，好氧吸磷量大于厌
19、氧放磷量，通过剩余污泥排放可实现生物除磷的目的。在厌氧状态下放磷愈多，合成的PHB愈多，则在好氧状态下合成的聚磷量也愈多，除磷的效果也就愈好。二、生物除磷影响因素1溶解氧和氧化态氮溶解氧分别对摄磷和放磷过程影响不同。在厌氧区中必须控制严格的厌氧条件，既没有分子态氧，也没有化合态氧。溶解氧的存在，将抑制厌氧菌的发酵产酸作用和消耗乙酸等低分子脂肪酸物质；硝态氮的存在，影响聚磷菌的代谢，也会消耗部分乙酸等低分子脂肪酸物质而发生反硝化作用，都影响磷的释放，从而影响在好氧条件下对磷的吸收。在好氧区中要供给足够的溶解氧，以满足聚磷菌对PHB的分解和摄磷所需。一般厌氧段的溶解氧应严格控制在0.2mgL以下，
20、而好氧段的溶解氧控制在2.0mgL左右。2污泥龄由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少将决定系统的脱磷效果。一般污泥龄较短的系统产生较多的剩余污泥，可以取得较高的脱磷效果。短的泥龄还有利于好氧段控制硝化作用的发生而利于厌氧段的充分释磷，因此，仅以除磷为目的的污水处理系统中，一般宜采用较短的泥龄。研究表明，当污泥龄为30天时，除磷率为40，污泥龄为17天时，除磷率为50%，污泥龄降至5天时，除磷率可提高到87%。3BOD负荷和有机物性质一般认为，较高的BOD负荷可取得较好的除磷效果，有人提出BOD/TP20是正常进行生物除磷的低限。不同有机物为基质对磷的厌氧释放及好
21、氧摄取也有差别。一般低分子易降解的有机物易被聚磷菌吸收、诱导磷释放的能力较强，而高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。4温度温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响明显，因为在高温、中温、低温条件下，不同的菌群都具有生物除磷的能力，在530的范围内，都可以得到很好的除磷效果，但低温运行时厌氧区的停留时间要低一些。5pH值pH值在68的范围内时，磷的厌氧释放比较稳定。pH值低于6时生物除磷的效果会大大下降。废水生物除磷的工艺流程一般由厌氧池和好氧池组成。A/O（厌氧好氧生物除磷）工艺和Phostrip（旁流除磷）工艺是两种基本的生物除磷工艺。厌氧好氧活性污泥法（A/O工艺）n段严格厌氧n
22、只有污泥回流，没有硝化液回流弗斯特利普（弗斯特利普（Phostrip）除磷工艺）除磷工艺n概述n流程n优缺点Phostrip除磷工艺概述除磷工艺概述nPhostrip工艺是由Levin在1965年首先提出的。该工艺是在回流污泥的分流管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而构成的。n该工艺将A2/O工艺的厌氧段改造成类似于普通重力浓缩池的磷解吸池，部分回流污泥在磷解吸池内厌氧放磷，污泥停留时间一般为512h，水力表面负荷应小于20m3/（m2d）。经浓缩后污泥进入缺氧池，解磷池上清液含有高浓度磷（可高达100mg/L以上），将此上清液排入石灰混凝沉淀池进行化学处理生成磷酸钙沉淀，该含磷污泥可作为农业肥
23、料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理。Phostrip工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷，而且还通过化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷双重作用，所以Phostrip工艺具有高效脱氮除磷功能。Phostrip除磷工艺流程除磷工艺流程废水经曝气好氧池，去除BOD5和COD，并在好氧状态下过量地摄取磷。在二沉池中，含磷污泥与水分离，回流污泥一部分回流至缺氧池，另一部分回流至厌氧除磷池。而高磷剩余污泥被排出系统。在厌氧除磷池中，回流污泥在好氧状态时过量摄取的磷在此得到充分释放，释放磷的回流污泥回流到缺氧池。而除磷池流出的富磷上清液进入混凝沉淀池，投回石灰形成Ca3（PO4）2沉淀，通过排放含磷
24、污泥去除磷。Phostrip除磷工艺优缺点除磷工艺优缺点Phostrip工艺比较适合于对现有工艺的改造，只需在污泥回流管线上增设少量小规模的处理单元即可，且在改造过程中不必中断处理系统的正常运行。总之，Phostrip工艺受外界条件影响小，工艺操作灵活，脱氮除磷效果好且稳定。但该工艺流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。第三节第三节 生物脱氮除磷组合工艺生物脱氮除磷组合工艺厌氧缺氧好氧（A2/O）生物脱氮除磷工艺n原理n流程n影响因素n存在的问题n改进措施n设计A2/O工艺原理n在首段厌氧池进行磷的释放使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中BOD浓度下降，另外NH3-N因
25、细胞合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降，但NH3-N浓度没有变化。n在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，因此BOD5浓度继续下降，NO3-N浓度大幅度下降，但磷的变化很小。n在好氧池中，有机物被微生物生化降解，其浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，NO3-N浓度显著增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。A2/O工艺流程A2/O合建式工艺中，厌氧、缺氧、好氧三段合建，中间通过隔墙与孔洞相连。厌氧段和缺氧段采用多格串连为混合推流式，好氧段则不分隔为推流式。第一期工程设两
26、座反应池，每池五个廊道，第一、二廊道分8格，前四格为厌氧段，后四格为缺氧段，均采用水下搅拌器搅拌。第三、四、五廊道不分格为好氧段，采用鼓风曝气。进水厌氧缺氧好氧沉淀混合液回流出水剩余污泥污泥回流 A2/O工艺流程图A2/O工艺影响因素1.污水中可生物降解有机物的影响2.污泥龄ts的影响3.DO的影响4.NS的影响5.TKN/MLSS负荷率的影响（凯氏氮污泥负荷率的影响）6.R与RN的影响126.0094.11TKN5.1TKNt)T45(TETEsA2/O工艺存在的问题该工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得较好的效果。其原因是：回流污泥全部进入到厌氧段。好氧段为了硝化过程的完成，要求采用较大的污
27、泥回流比，（一般R为60%100%，最低也应40%），NS较低硝化作用良好。但由于回流污泥将大量的硝酸盐和DO带回厌氧段，严重影响了据磷菌体的释放，同时厌氧段存在大量硝酸盐时，污泥中的反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱N完全后才开始磷的厌氧释放，使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大大减少，使出磷效果。如果好氧段硝化不好，则随回流污泥进入厌氧段的硝酸减少，改变了厌氧环境，使磷能充分厌氧释放，P，但因硝化不完全，故脱氮效果不佳，使N.A2/O工艺改进措施1.将回流污泥分两点加入，减少加入到厌氧段的回流污泥量，从而减少进入厌氧段的硝酸盐和溶解氧。2.提升回流污泥的设备应用潜污泵代替螺旋泵，以
28、减少回流污泥复氧，使厌氧段、缺氧段的DO最小。3.厌氧段和缺氧段水下搅拌器功率不能过大（一般为3W/m3）否则产生涡流，导致混合液DO。4.原污水和回流污泥进入厌氧段，缺氧段应为淹没入流，减少复氧5.低浓度的城市污水，应取消沉淀池，使原污水经沉砂后直接进入厌氧段，以便保持厌氧段中C/N比较高，有利于脱氮除磷。6.取消硝化池，直接经浓缩压滤后作为肥料使用，避免高磷污泥在消化池中将磷重新释放和滤出，使使P。7.应控制好以下几个参数好氧段：NS0.18KgBOD5/（KgMLSS.d），否则异氧菌会大大超过硝化菌，使硝化反应受到抑制厌氧段：NS0.1KgBOD5/（KgMLSS.d），要有一定的有机
29、物量，否则除磷效果会急剧下降。好氧段：TKN的污泥负荷率：应小于0.05KgBOD5/（KgMLSS.d）缺氧段：S-BOD5/NOXN4A2/O工艺设计1.设计要点（1）水力停留时间t（h）：总共68h。厌氧段：缺氧段：好氧段1：1：（34）（2）总有效容积V=Qt总；而各段按其水力停留时间的比例来求定。（3）污泥回流比R=（25100）；混合液回流比RN200（4）BOD5的污泥负荷率NS好氧段：NS0.18KgBOD5/（KgMLSS.d）厌氧段：NS0.1KgBOD5/（KgMLSS.d），沉淀池污泥中磷的含量在2.5以上好氧段：TKN/MLSS0.05KgBOD5/（KgMLSS.d
30、）缺氧段：BOD5/NOXN4（5）厌氧段进水：P/BOD50.06（6）反应器的污泥浓度MLSS=30004000mg/L（7）DO好氧段：DO=2mg/L,缺氧段：DO0.5mg/L,厌氧段：DO0.2mg/L,NOXO=0mg/L,（8）需氧量计算与A1/O工艺相同，曝气系统布置与普通活性污泥法相同（9）剩余活性污泥计算与A1/O工艺相同A2/O工艺设计计算（1）确定总的停留时间与各段的水力停留时间选定BOD5污泥负荷率NS和MLSS浓度X（2）根据水力停留时间求总有效容积与各段的有效容积按推流式设计，确定反应池主要出尺寸（3）按推流式设计，确定反应池的主要尺寸（与A1/O相同）（4）剩
31、余污泥量计算同A1/O工艺（5）需氧量计算与A1/O工艺相同，曝气系统的布置和普通活性污泥法相同。（6）厌氧段、缺氧段都宜分成串连的几个方格，每个方格内设置一台水下叶片式浆板或推流式搅拌器，起混合搅拌作用，防止污泥沉淀，所需功率按35W/m3污水来计算。UCT工艺工艺A2/O工艺回流污泥中的NO3-N回流至厌氧段，干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放，降低磷的去除率。UCT工艺（图21-8）将回流污泥首先回流至缺氧段，回流污泥带回的NO3-N在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液一部分再回流至厌氧段，这样就避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，提高了磷的去除率，也对脱氮没有影响，该工艺对氮
32、和磷的去除率都大于70%。如果入流污水的BOD5/TKN或BOD5/TP较低时，为了防止NO3-N回流至厌氧段产生反硝化脱氮，发生反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性BOD5而降低除磷效果，此时就应采用UCT工艺。图 8-1 UCT 工艺流程图好氧污泥外回流混合液回流厌氧进水缺氧剩余污泥二沉池出水（）（混合液回流）（MUCT工艺工艺MUCT工艺是UCT工艺的改良工艺，其工艺流程如下图所示。图 8-2 MUCT工艺流程图缺氧进水厌氧剩余污泥好氧二沉池出水缺氧）（混合液回流污泥外回流）（混合液回流）（为了克服UCT工艺图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的缺点，同时避免好氧段出流的一部
33、分混合液中的DO经缺氧段进入厌氧段而干扰磷的释放，MUCT工艺将UCT工艺的缺氧段一分为二，使之形成二套独立的混合液内回流系统，从而有效的克服了UCT工艺的缺点。MUCT工艺工艺深圳市南山污水处理厂采用MUCT工艺，其脱氮除磷总规模为73.6104m3/d，分二套系统进行建设，第一套系统规模为35.2104m3/d（已建成一级处理部分），第二套系统的建设规模为38.4104m3/d。南山污水处理厂设计进水水质为：进水BOD5：150mg/L，COD：300mg/L，SS：150mg/L，无机氮（以NH3N为主）为40mg/L，活性磷酸盐为3.5mg/L。设计出水水质为：COD：100.54mg
34、/L，活性磷酸盐：1.52mg/L，无机氮（以NH3N计）：10.16mg/L，大肠菌群为4.34106个/L。南山污水处理厂第二套系统的MUCT生化池设计规模为38.4104m3/d，峰值系数采用1.2，共设2组，每组分2座。单组尺寸LBH=99.65m104.80m7.20m，有效水深为6.50m。其主要设计参数为：停留时间为8.27h（厌氧段、缺氧段、好氧段分别为1.11、2.34、4.82h），污泥负荷为0.135kgBOD5/（kgMLSSd），混合液浓度为33.5gMLSS/L，夏、冬季的污泥龄分别为10、15d，一级污泥回流比为250%，最大需气总量为2070m3/min，最大气
35、水比为7.8：1。MUCT工艺工艺深圳南山污水处理厂MUCT工艺具有如下的功能特点：1.MUCT可调节分配至厌氧段和缺氧段的进水比例，以便为同时生物除磷脱氮提供最优的碳源；2.MUCT可根据进水碳氮比将一个或二个缺氧单元转换为好氧单元，即使是在冬季也能得到令人满意的脱氮效果；3.污泥回流采用二级回流，回流污泥在第一个缺氧单元内就消耗掉了溶解氧和硝态氮，这使得回流至厌氧段的污泥中硝态氧为零，保证了厌氧池的厌氧状态，从而可以减小厌氧池的容积，提高生物除磷效果；4.根据实际水质情况也可直接将活性污泥回流至厌氧段使MUCT按A/A/O方式运行，此时可以省掉第一级回流，节省能耗；5.不需根据进水TKN/
36、COD值对回流硝酸盐量进行实时控制。OWASA工艺工艺南方许多城市的城市污水BOD5浓度往往较低，造成城市污水中的BOD5/TP和BOD5/KN太低，使A2/O工艺脱氮除磷效果显著下降。为了改进A2/O工艺这一缺点，OWASA工艺（见下图）将A2/O工艺中初沉池的污泥排至污泥发酵池，初沉污泥经发酵后的上清液含大量挥发性脂肪酸，将此上清液投加至缺氧段和厌氧段，使入流污水中的可溶解性BOD5增加，提高了BOD5/TP和BOD5/TKN的比值，促进磷的释放与NO3-N反硝化，从而使脱氮除磷效果得到提高。进水初沉池图 8-5 OWASA 工艺流程图污泥外回流剩余污泥缺氧厌氧好氧二沉池出水发酵清液混合液
37、内回流污泥排至污泥处理区生物脱氮新技术生物脱氮新技术n短程硝化反硝化n同时硝化反硝化n厌氧氨氧化n反氨化工艺n生物纤维膜反应器n固定化催化氧化n臭氧湿式氧化n生物电极脱氮技术 （1）短程硝化-反硝化 由传统硝化-反硝化原理可知，硝化过程是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应，应该可以分开；而对于反硝化菌，亚硝酸根或硝酸根均可以作为最终受氢体。该方法就是将硝化过程控制在亚硝化阶段而终止，随后进行反硝化，在反硝化过程将亚硝酸根作为最终受氢体，故称为短程(或简捷)硝化-硝化。控制硝化反应停止在亚硝化阶段是实现短程硝化-反硝化生物脱氮技术的关键，其主要影响因素有温度、污泥龄、溶解氧、pH值和游离氨等。控制较高温度、较低溶解氧和较高pH值和极短的污泥龄条件等，可以抑制硝酸菌生成，使亚硝酸菌占绝对优势，从而使硝化过程控制在亚硝化阶段。（2）厌氧氨氧化 厌氧氨氧化是荷兰Delft大学1990年提出的一种新型脱氮工艺。基本原理是在厌氧条件下以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，将氨氮氧化氮气，或者说利用氨作为电子供体将亚硝酸盐或硝酸盐还原成氮气。参与厌氧氨氧化的细菌是自养菌。厌氧氨氧化过程无需有机碳源在。（2）同时硝化-反硝化（SND）（3）厌氧氨氧化
