双污泥反硝化除磷及资源回收PPT学习教案

1、会计学1 双污泥反硝化除磷及资源回收双污泥反硝化除磷及资源回收 1技术背景技术背景 第1页/共45页 主要湖泊总氮、总磷严重主要湖泊总氮、总磷严重 超标，富营养化问题突出超标，富营养化问题突出 ，“三湖三湖”（太湖、巢湖（太湖、巢湖 、滇池）水质均为劣、滇池）水质均为劣类类 ，蓝藻暴发现象频繁发生，蓝藻暴发现象频繁发生 Algal bloom at Lake Taihu, China， May 2007 Algal bloom at Lake Dianchi, China， June 2007Algal bloom at Chaohu lake, China， June 2007 第2页/共4

2、5页 七大水系水质类别 太湖湖体水质类别 类类 33 劣劣类类 67 生活污水氮、磷污染贡献率 第3页/共45页 城镇污水处理厂污染物排放标准 l对城市二级污水处理厂出水中对城市二级污水处理厂出水中N、P含量做了严格含量做了严格 限定，首次提出了限定，首次提出了TN控制要求，控制要求，TP以以2006年年1月月1日日 为界限分别要求。现有城镇污水处理工艺难以满足处为界限分别要求。现有城镇污水处理工艺难以满足处 理要求，技术改造迫在眉睫。理要求，技术改造迫在眉睫。 项目项目 一级标准一级标准 二级标准二级标准三级标准三级标准 A标准标准B标准标准 处理工艺处理工艺深度处理深度处理 二级强化二级强

3、化 处理处理 常规二级处常规二级处 理理 一级强化处一级强化处 理理 受纳水受纳水 体功能体功能 资源化利资源化利 用基本要用基本要 求、景观求、景观 用水用水 地表水地表水 类、海水类、海水 类、湖类、湖 、库等、库等 地面水地面水、 类、海水类、海水 、类水类水 域域 非重点流域非重点流域 、非水源保、非水源保 护区建制镇护区建制镇 水体水体 第4页/共45页 第5页/共45页 磷具有单向流动的特点，一旦进入水体没有再次回到陆地的有效磷具有单向流动的特点，一旦进入水体没有再次回到陆地的有效 途径，据估计全世界磷矿储量只能维持途径，据估计全世界磷矿储量只能维持100 年左右年左右.污水中磷的

4、排放污水中磷的排放 量可观，我国目前仅城镇地区每年污水中排放磷量约为量可观，我国目前仅城镇地区每年污水中排放磷量约为20.7万万t ，相，相 当于每年磷矿量的当于每年磷矿量的37.5% 左右。左右。 污水磷回收必要性及可行 性 城市污水中虽然含磷量不高城市污水中虽然含磷量不高,但污水处理厂的污水量大但污水处理厂的污水量大,而且因采用生而且因采用生 物除磷工艺物除磷工艺,厂中某些处理单元中有富磷液流产生。养殖废水及一些厂中某些处理单元中有富磷液流产生。养殖废水及一些 工业废水中也富含磷工业废水中也富含磷. 第6页/共45页 2 2 传统除磷脱氮存在的矛盾传统除磷脱氮存在的矛盾 第7页/共45页

5、缺氧缺氧 好好 氧氧 厌厌 氧氧 出出 水水 存在问题：存在问题： 1.1.碳源竞争，低碳源污水难以同时满足除磷脱氮要求碳源竞争，低碳源污水难以同时满足除磷脱氮要求 2.2.污泥龄矛盾污泥龄矛盾 3.3.多种菌处于一个污泥体系多种菌处于一个污泥体系, ,难以保持各自优势难以保持各自优势 释磷NO3 N N 2 碳源碳源 剩余污泥（ 磷） NH4+-NNO3 N 聚磷 针对A2O工艺的不足,出现许多改进工艺,在一定程度上改善了工艺处理效果,但并没有从本质上解决矛盾,反硝化除磷现象的发现给除磷脱氮工艺带来曙光 第8页/共45页 3 3 反硝化除磷机理及诱导结晶磷回收技术简介反硝化除磷机理及诱导结晶

6、磷回收技术简介 第9页/共45页 反硝化除磷机理反硝化除磷机理 PAO厌氧释 磷 PAO好氧超量吸磷 多聚磷多聚磷 水解水解 PO43- ATP PHB 有机物厌氧水解有机物厌氧水解 VFA 主动运 输 合成多合成多 聚磷聚磷 PHB水 解 TCA循环循环 外源基外源基 质质 ATP NADH+ O2 PO43 - H2O PO43- 核酸核酸 PAO: :完全好氧聚磷菌 氧为电子受体氧为电子受体 第10页/共45页 DBP厌氧释 磷 DBP缺氧超量吸磷 多聚磷多聚磷 水解水解 PO43- ATP PHB 有机物厌氧水解有机物厌氧水解 VFA 主动运 输 合成多合成多 聚磷聚磷 PHB水 解

7、TCA循环循环 外源基外源基 质质 ATP NADH+N O3- PO43 - H2O PO43- 核酸核酸 DPB: :反硝化聚磷菌 N2 硝酸盐为电子硝酸盐为电子 受体受体 第11页/共45页 诱导结晶磷回收技术诱导结晶磷回收技术 MgNH4Po4(鸟粪石 ) 0.10.2m m 0.61.5m m 磷回收产品, 类磷矿石 Ca2(OH)Po4(羟基磷酸钙 ) 0.10.2m m 0.61.5m m 磷回收产品, 类磷矿石 第12页/共45页 4 4 双泥系统诱导结晶除脱氮工艺原理及技术优势双泥系统诱导结晶除脱氮工艺原理及技术优势 第13页/共45页 双污泥生 物系统 诱导结晶 反应器 富

8、磷上清液 强化除磷脱 氮效果 污水中磷资源 的有效回收 技术理念技术理念 第14页/共45页 厌氧池厌氧池 结晶反应器结晶反应器 进水进水 出水出水 缺氧池缺氧池 硝化池硝化池 曝气吹脱曝气吹脱 池池 聚磷菌与硝化菌处于两个相互独立的污泥系统，解决传统工艺存在的两者污泥龄的矛盾 反硝化聚磷菌以硝酸盐为电子受体聚磷，实现同步除磷、脱氮，一碳双用，解决碳源不足问题，同时可强化厌氧释磷效果，提高磷回收效率 辅助除磷，强化辅助除磷，强化 除磷脱氮效果除磷脱氮效果 实现磷资源回收实现磷资源回收 第15页/共45页 5 5 相关研究工作及成果相关研究工作及成果 第16页/共45页 模拟生活污水模拟生活污水

9、 小试小试 实际生活污水实际生活污水 中试中试 在实验室进行，影响因素 、机理、模型等基础性研 究 在无锡太湖新城污水处理厂进行现 场实验，对实验室得出的主要参数 进行调整，评价工艺运行效果 江苏省建设厅环太湖流域污水处理厂提标改造新技术研究子课题江苏省建设厅环太湖流域污水处理厂提标改造新技术研究子课题 研究方案研究方案 第17页/共45页 实验室实验装置 设计流量:25L/h 结晶反应器结晶反应器 结晶反应器结晶反应器 第18页/共45页 中试实验装置 第19页/共45页 适当提高污泥浓度可以较为有效地强化厌氧释磷效果. 释磷效果 第20页/共45页 增加碳源浓度是一种比较有效的强化厌 氧释

10、磷效果的方式 第21页/共45页 实际生活污水为碳源的反应器内4小时释磷量是以等 COD的醋酸钠为碳源的反应器内释磷量的0.5倍左右。为 实验室数据到工程应用提供参考 第22页/共45页 初始PH的影 响 PH反硝化聚磷影响较 显著，本试验结果表明缺 氧池进水的最佳PH为7。 第23页/共45页 污泥浓度的影响 污泥浓度的增加，反硝化聚磷速率也随之增加，反污泥浓度的增加，反硝化聚磷速率也随之增加，反 应结束，剩余应结束，剩余SP浓度随污泥浓度的增加而降低浓度随污泥浓度的增加而降低 第24页/共45页 厌氧释磷量的影响 只要电子受体充足，厌氧释磷量越高，聚磷量越高， 对应出水SP也越低。TN去除

11、率也有说提高 第25页/共45页 诱导结晶反应器的设计 Q Q 钙盐 第26页/共45页 结晶试验结果 当进水SP浓度为30mg/L时，本试验条件下诱导结晶出水在 15.8 mg/L16.2mg/L,去除率为46.1%47.3%,以钙盐 形式从厌氧释磷池上清液中回收磷可取得较好效果. 。 第27页/共45页 水质指标指标数值药品 COD(mg/l)180210醋酸钠 TN(mg/l)4452碳酸氢氨、尿素 SP(mg/l)46磷酸二氢钾 NH4+N(mg/l)25碳酸氢氨 实验配水水质实验配水水质 C/N 3.464.77mgCOD/mgN 参数数值参数数值 缺氧池、厌氧池污泥浓度780683

12、04mg/L终沉池污泥回流比60% 硝化池污泥浓度48936011mg/L厌氧上清液进入结晶反应器比率10% 厌氧池停留时间4h流速30m/L 缺氧池停留时间4hCa2+/PO43-3:1 硝化池停留时间8h内循环率300% 吹脱池停留时间30min 超越流污泥回流比 30% 第28页/共45页 COD去除效果 COD出水稳定在2832mg/L，COD平均去除率为 84.27% 第29页/共45页 TN去除效果 进水TN平均为48.25mg/l，出水平均在8.22mg/l左右，去除 率为82.92左右。 有机氮在厌氧池中部分氨化为NH4+N，硝化池的氨氮 去除率接近100，相对于单泥系统，其抗

13、氨氮波动能 力也很强 C/N比对脱氮除磷是一个关键因素。本试验C/N控制在3.46 4.77mgCOD/mgN内，实验结果表明，在该C/N比下 脱氮效果好且稳定。 第30页/共45页 SP去除效果 在厌氧阶段，聚磷菌释磷较稳定，聚磷菌在HRT 4h情况下，平均可以释放32.1mg/L.进水平均 浓度5.1mg/L，出水平均浓度0.34mg/L，磷平均 去除率93.26% 原水 平均 SP=5.1mg/L 厌氧上清液平 均 SP=32.1mg/L 结晶回收 6.07% 缺氧聚磷 85.61% 好氧聚磷 8.32% 出水 0.34mg/L 第31页/共45页 磷回收率 第32页/共45页 水质指标

14、进水浓度（mg/l）出水浓度（mg/l）去除率（） 平均COD197.3931.0284.28 平均TN48.258.2282.92 平均SP5.100.3493.26 表表4 48 8 连续流双污泥工艺去除效果连续流双污泥工艺去除效果 污染物去除效果小结 第33页/共45页 原水水质原水水质 无锡市太湖新城污水处理厂中试装置及水质（2m3/d) 指标指标COD COD (mg/L) (mg/L) TP TP (mg/L)(mg/L) 氨氮氨氮 (mg/L)(mg/L) TNTN (mg/L) (mg/L) 数值数值73.2-18173.2-1811.03-2.871.03-2.8713.9-

15、30.913.9-30.914.9-44.314.9-44.3 第34页/共45页 工艺运行参数工艺运行参数 参数数值参数数值 缺氧池、厌氧池泥浓度16842952mg/L终沉池污泥回流比33 % 40% 硝化池污泥浓度167632721mg/L厌氧上清液进入结晶反应器比率20% 厌氧池停留时间3h结晶反应器停留时间10min 缺氧池停留时间5hCa2+/PO43-4:1 硝化池停留时间6h 后曝气池停留时间2h 超越流污泥回流比 33 % 40% 第35页/共45页 工艺运行效果工艺运行效果 COD去除效果去除效果 出水COD 12.1-39 mg/L, 平均21.6 mg/L,去除率80%

16、以上，其中 反硝化聚磷污泥系统COD去除量占COD总去除量比率平均为65% 选取数据(2008年7月20日2008年9月30日) 第36页/共45页 TP去除效果去除效果 出水TP 0.05-0.41 mg/L,平均0.19 mg/L, 去除率为81.7%- 95.9%,平均89.9%. 上清液TP浓度为6.87-13.04mg/L,平均9.12mg/L.由于原水COD较 低且该厂污水中工业废水比例较大，难降解成分较多，导致磷释 放有限，但最终处理效果仍较好，因原水磷浓度较低 第37页/共45页 TN、氨氮去除效果、氨氮去除效果 启动初期由于DPB尚未得到培养驯化，TN去除率较低，经12天驯

17、化后TN去除率逐步稳定在较高水平，最后出水TN在10mg/L以下， 去除率稳定在70%以上，最高可达到82%。 出水氨氮在0.12-8.91 mg/L，去除率72%-98%，平均为90.7%。 厌氧池氨氮浓度的降低主要由于回流的稀释作用 第38页/共45页 结晶单元去除率及磷回收率结晶单元去除率及磷回收率 因厌氧上清液TP浓度较低,平均低于10mg/L,导致结晶单元去除率较低, 平均只有11.5%.由磷回收率计最算公式看出,如提高进水结晶单元比例, 回收率可随之提高,但本试验结晶柱尺寸已定,为保证结晶柱足够停留时 间,最多只能进入20%,最终磷回收率平均只有12.2%. 结晶单元磷去除率（结晶柱进水TP结晶柱出水TP）结晶柱进水TP100% 结晶单元磷去除率（结晶柱进水TP结晶柱出水TP）R%原水100% 注:R%为厌氧上清液进入结晶单元比例 第39页/共45页 研究结论与展望研究结论与展望 第40页/共45页 1、双污泥系统，解决了硝化与除磷的泥龄矛盾； 2、高效高品质回收磷资源； 3、最大程度地（接近100%）将污水中快速降解BOD用于 反硝化，既充分利用了污水的碳源，又节省了曝气部分的 能源消耗； 4、逆流封闭式反硝化，从根本上解决了回流液反硝