水污染控制工程 教学作者 孙体昌 娄金生水污染控制工程生物处理新技术PPT课件

1、1第21章 生物处理新技术21.1 A2/O生物脱氮除生物脱氮除磷的改进工艺磷的改进工艺 21.1.1 UCT工艺工艺 21.1.2 MUCT工艺工艺 21.1.3 OWASA工工艺艺 21.1.4 BCFS工艺工艺21.2 SBR脱氮除磷的脱氮除磷的改进工艺改进工艺 21.2.1 CASS工艺工艺 21.2.2 CAST工艺工艺 21.2.3 DAT-IAT工艺工艺 21.2.4 MSBR工艺工艺 21.2.5 UNITANK工艺工艺21.3 OCO脱氮除磷工艺脱氮除磷工艺 21.3.1 OCO工艺典型流工艺典型流程及构筑物程及构筑物 21.3.2 工作原理工作原理 21.3.3工艺特点工艺

2、特点第1页/共135页2第21章 生物处理新技术21.4 21.4 短程硝化短程硝化- -厌氧氨厌氧氨氧化组合脱氮新工艺氧化组合脱氮新工艺 21.4.1 21.4.1 短程硝化短程硝化- -反反硝化生物脱氮工艺硝化生物脱氮工艺(SHARON(SHARON工艺工艺) ) 21.4.2 21.4.2 厌氧氨氧化厌氧氨氧化工艺工艺(ANAMMOX(ANAMMOX工艺工艺) ) 21.4.3 21.4.3 短程硝化短程硝化- -厌厌氧氨氧化氧氨氧化(SHARON(SHARONANAMMOX)ANAMMOX)组合脱氮工组合脱氮工艺艺 21.5 21.5 膜生物反应器膜生物反应器 21.5.1 21.5.

3、1 膜生物反应器膜生物反应器的分类与构造的分类与构造 21.5.2 21.5.2 好氧膜生物反好氧膜生物反应器的运行参数及其影应器的运行参数及其影响响 21.5.3 21.5.3 膜污染的影响膜污染的影响因素及其防治因素及其防治第2页/共135页3第21章 生物处理新技术21.1 A21.1 A2 2/O/O生物脱氮除生物脱氮除磷的改进工艺磷的改进工艺 21.1.1 UCT 21.1.1 UCT工艺工艺 21.1.2 MUCT 21.1.2 MUCT工艺工艺 21.1.3 OWASA 21.1.3 OWASA工艺工艺 21.1.4 BCFS 21.1.4 BCFS工艺工艺21.2 SBR21.

4、2 SBR脱氮除磷的脱氮除磷的改进工艺改进工艺21.2.1 CASS21.2.1 CASS工艺工艺21.2.2 CAST21.2.2 CAST工艺工艺 21.2.3 DAT-IAT21.2.3 DAT-IAT工艺工艺 21.2.4 MSBR21.2.4 MSBR工艺工艺 21.2.5 UNITANK 21.2.5 UNITANK工艺工艺21.3 OCO21.3 OCO脱氮除磷工艺脱氮除磷工艺21.3.1 OCO21.3.1 OCO工艺典型流工艺典型流程及构筑物程及构筑物 21.3.2 21.3.2 工作原理工作原理 21.3.3 21.3.3工艺特点工艺特点第3页/共135页l对于对于A A2

5、 2/O/O同步脱氮除磷工艺，当好氧段硝同步脱氮除磷工艺，当好氧段硝化反应完全且脱氮效果较好时，二沉池回流化反应完全且脱氮效果较好时，二沉池回流污泥带有大量的污泥带有大量的NONO3 3进入厌氧段，使厌氧进入厌氧段，使厌氧段存在较高的段存在较高的NONO3 3浓度，反硝化菌则以有浓度，反硝化菌则以有机物为电子供体，将硝酸盐还原成机物为电子供体，将硝酸盐还原成NN2 2进行反进行反硝化，消耗水中的有机碳源，同时聚磷菌释硝化，消耗水中的有机碳源，同时聚磷菌释放磷。放磷。421.1 A21.1 A2 2/O/O生物脱氮除磷的改进工艺第4页/共135页l其释放量又直接与它能吸收的低分子有机物其释放量又

6、直接与它能吸收的低分子有机物的量有关，造成在厌氧环境下反硝化菌脱氮的量有关，造成在厌氧环境下反硝化菌脱氮和聚磷菌释磷对碳源的争夺，而聚磷菌往往和聚磷菌释磷对碳源的争夺，而聚磷菌往往处于劣势，造成释磷不彻底，影响聚磷菌在处于劣势，造成释磷不彻底，影响聚磷菌在好氧段大量吸收磷，从而导致除磷效果较差，好氧段大量吸收磷，从而导致除磷效果较差，反之，则脱氮效果较差。反之，则脱氮效果较差。l所以所以A A2 2/O/O工艺很难同时取得较好的脱氮除工艺很难同时取得较好的脱氮除磷效果。为了克服这一缺点，提出了磷效果。为了克服这一缺点，提出了A A2 2/O/O同同步脱氮除磷的改良工艺步脱氮除磷的改良工艺UCT

7、UCT工艺、工艺、MUCTMUCT工艺、工艺、OWASAOWASA工艺等。工艺等。5第5页/共135页lUCTUCT（University of Cape TownUniversity of Cape Town，简称，简称UCTUCT）工艺是）工艺是2020世纪世纪8080年代由南非康普顿年代由南非康普顿大学开发出来的，见下图所示。大学开发出来的，见下图所示。l该工艺将该工艺将A A2 2/O/O工艺中的污泥回流由厌氧区工艺中的污泥回流由厌氧区改到缺氧区，使污泥经反硝化后再回流至厌改到缺氧区，使污泥经反硝化后再回流至厌氧区，减少了回流污泥中硝酸盐和溶解氧含氧区，减少了回流污泥中硝酸盐和溶解氧含

8、量。量。621.1.1 UCT21.1.1 UCT工艺第6页/共135页7出 水好 氧（混 合 液 回 流 二 沉 池）剩 余 污 泥（）缺 氧厌 氧（）进 水混 合 液 回 流 污 泥 外 回 流图 8-1 UCT 工 艺 流 程 图UCT工艺流程图第7页/共135页l为了避免为了避免A A2 2/O/O工艺回流污泥中的工艺回流污泥中的NONO3 3-N-N回回流至厌氧段干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释流至厌氧段干扰聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放而降低磷的去除率，放而降低磷的去除率，UCTUCT工艺将回流污泥工艺将回流污泥首先回流至缺氧段，使回流污泥带入的首先回流至缺氧段，使回流污泥带入的NONO3

9、 3-N-N在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段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；出流混合液一部分再回流至厌氧段；l这样就避免了这样就避免了NONO3 3-N-N对厌氧段聚磷菌释磷对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，提高了磷的去除率，而且对脱氮也的干扰，提高了磷的去除率，而且对脱氮也不会产生影响，该工艺对氮和磷的去除率都不会产生影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于大于70%70%。8第8页/共135页l与与A A2 2/O/O工艺相比，工艺相比，UCTUCT工艺在适当的工艺在适当的COD/TKNCOD/TKN比例下，缺氧区的反硝化可使进入比例下，缺氧区的反硝化可使进入厌氧区的

10、回流混合液中硝酸盐含量接近于零，厌氧区的回流混合液中硝酸盐含量接近于零，当进水中当进水中TKN/CODTKN/COD较高时，缺氧区无法实现较高时，缺氧区无法实现完全脱氮，仍有部分硝酸盐进入厌氧区。完全脱氮，仍有部分硝酸盐进入厌氧区。l如果进水的如果进水的BODBOD5 5/TKN/TKN或或BODBOD5 5/TP/TP较低时，采较低时，采用用UCTUCT工艺是有利的，因为该工艺可以防止由工艺是有利的，因为该工艺可以防止由于于NONO3 3-N-N回流至厌氧段产生反硝化脱氮，造回流至厌氧段产生反硝化脱氮，造成反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性成反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性BODBOD5 5而降而降低

11、除磷效果的现象产生。低除磷效果的现象产生。9第9页/共135页nMUCT MUCT （Modified University of Cape Modified University of Cape TownTown）工艺是为了克服工艺是为了克服UCTUCT工艺中二套混工艺中二套混合液内回流交叉，导致缺氧段的水力停留时合液内回流交叉，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间不易控制的缺点，同时避免好氧段出流的一部分混合液中的一部分混合液中的DODO经缺氧段进入厌氧段经缺氧段进入厌氧段而干扰磷的释放而发明的。而干扰磷的释放而发明的。1021.1.2 MUCT21.1.2 MU

12、CT工艺第10页/共135页11图 8-2 MUCT工艺流程图混合液回流污泥外回流缺氧混合液回流厌氧进水）缺氧（）（剩余污泥二沉池）好氧（出水MUCT工艺流程图第11页/共135页nMUCTMUCT工艺将工艺将UCTUCT工艺的缺氧段一分为二，工艺的缺氧段一分为二，缺氧池缺氧池接受二沉池回流污泥，缺氧池接受二沉池回流污泥，缺氧池接接受好氧区回流硝化混合液，使之形成二套独受好氧区回流硝化混合液，使之形成二套独立的混合液内回流系统，使回流污泥的脱氮立的混合液内回流系统，使回流污泥的脱氮与好氧池的回流混合液脱氮完全分开，进一与好氧池的回流混合液脱氮完全分开，进一步减少硝酸盐进入厌氧区的可能，并且有效

13、步减少硝酸盐进入厌氧区的可能，并且有效克服了克服了UCTUCT工艺的缺点。工艺的缺点。nUCTUCT工艺和工艺和MUCTMUCT工艺的主要特征是消除了工艺的主要特征是消除了A A2 2/O/O工艺回流污泥中的硝酸氮和工艺回流污泥中的硝酸氮和DODO对聚磷对聚磷菌放磷过程的影响。菌放磷过程的影响。12第12页/共135页uOWASAOWASA工艺是美国开发出来的新工艺，如工艺是美国开发出来的新工艺，如下图所示。下图所示。特点：特点：p将初沉池污泥经重力浓缩发酵之后，其上清将初沉池污泥经重力浓缩发酵之后，其上清液进入厌氧段和缺氧段，提高液进入厌氧段和缺氧段，提高BODBOD5 5/TP/TP和和B

14、ODBOD5 5/TKN/TKN的值，有利于脱氮除磷。的值，有利于脱氮除磷。1321.1.3 OWASA21.1.3 OWASA工艺第13页/共135页14图 8-5 OWASA 工艺流程图排至污泥处理区缺氧污泥发酵清液初沉池进水厌氧污泥外回流剩余污泥二沉池好氧混合液内回流出水OWASA工艺流程图第14页/共135页n南方许多城市的城市污水南方许多城市的城市污水BODBOD5 5浓度往往较浓度往往较低，造成城市污水中的低，造成城市污水中的BODBOD5 5/TP/TP和和BODBOD5 5/TKN/TKN太低，使太低，使A A2 2/O/O工艺脱氮除磷效工艺脱氮除磷效果明显下降。果明显下降。n

15、为了克服为了克服A A2 2/O/O工艺这一缺点，工艺这一缺点，OWASAOWASA工工艺将艺将A A2 2/O/O工艺中初沉池的污泥排至污泥发工艺中初沉池的污泥排至污泥发酵池，经发酵后的上清液中含大量挥发性脂酵池，经发酵后的上清液中含大量挥发性脂肪酸，将此上清液投加至缺氧段和厌氧段，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使入流污水中的可溶解性BODBOD5 5增加，提高增加，提高了了BODBOD5 5/TP/TP和和BODBOD5 5/TKN/TKN的比值，促进磷的比值，促进磷的释放与的释放与NONO3 3-N-N反硝化，从而使脱氮除磷反硝化，从而使脱氮除磷效果得到了提

16、高。效果得到了提高。15第15页/共135页lBCFSBCFS（Biologisch-Chemische-Fosfaat-Biologisch-Chemische-Fosfaat-Stikst-of VerwijderingStikst-of Verwijdering）工艺是由荷兰工艺是由荷兰DelftDelft科技大学开发的，该工艺是在科技大学开发的，该工艺是在MUCTMUCT工艺的工艺的原理基础上开发的生物除磷脱氮新工艺。原理基础上开发的生物除磷脱氮新工艺。（1 1）BCFSBCFS工艺机理工艺机理l生物除磷的机理一般都认为废水中的磷是由生物除磷的机理一般都认为废水中的磷是由聚磷菌聚磷菌(

17、PAO)(PAO)经过厌氧放磷和好氧摄磷富集经过厌氧放磷和好氧摄磷富集在污泥中，然后通过排放富磷剩余污泥得以在污泥中，然后通过排放富磷剩余污泥得以去除的。去除的。1621.1.4 BCFS21.1.4 BCFS工艺第16页/共135页l荷兰荷兰DELFTDELFT科技大学的研究人员还发现了兼性科技大学的研究人员还发现了兼性反硝化细菌的生物摄反硝化细菌的生物摄/ /放磷作用，它将反硝化放磷作用，它将反硝化脱氮和生物除磷有机地结合起来，在缺氧条件脱氮和生物除磷有机地结合起来，在缺氧条件下，反硝化除磷菌下，反硝化除磷菌(DPB)(DPB)以硝酸态氧作为电子以硝酸态氧作为电子受体，产生生物摄磷作用，同

18、时将硝酸氮还原受体，产生生物摄磷作用，同时将硝酸氮还原为氮气。为氮气。lBCFSBCFS工艺利用反硝化除磷菌摄磷和聚磷菌生工艺利用反硝化除磷菌摄磷和聚磷菌生物摄磷的作用，使富含磷的污泥以剩余污泥形物摄磷的作用，使富含磷的污泥以剩余污泥形式排放而达到生物除磷的目的，同时通过在厌式排放而达到生物除磷的目的，同时通过在厌氧区除磷菌的厌氧释磷，对厌氧区高含磷酸盐氧区除磷菌的厌氧释磷，对厌氧区高含磷酸盐的混合液进行化学除磷，该工艺同时具有生物的混合液进行化学除磷，该工艺同时具有生物除磷和化学除磷的双重作用，从而可以达到同除磷和化学除磷的双重作用，从而可以达到同时高效脱氮除磷的目的时高效脱氮除磷的目的。1

19、7第17页/共135页18图 8-19 BCFS 工 艺 流 程 图磷 沉 淀污 水接 触厌 氧缺 氧混 合 液 回 流 ( )污 泥 回 流R剩 余 污 泥混 合 液 回 流 ( )混 合好 氧混 合 液 回 流 ( )沉 淀 池出 水化 学 磷 污 泥分 离 液FeCl3BCFS工艺流程图第18页/共135页（2 2）BCFSBCFS工艺的结构工艺的结构nBCFSBCFS工艺不设初沉池，污水经格栅、沉砂工艺不设初沉池，污水经格栅、沉砂池后进入池后进入BCFSBCFS生物反应器。生物反应器。n它由它由5 5个同心圆环组成，它们分别构成功能个同心圆环组成，它们分别构成功能相对专一的相对专一的5

20、 5个独立的厌氧、接触、缺氧、个独立的厌氧、接触、缺氧、混合、好氧反应区；混合、好氧反应区；n它有三个独立的混合液回流系统和一个污泥它有三个独立的混合液回流系统和一个污泥回流系统，并在池的中心设有圆形除磷池，回流系统，并在池的中心设有圆形除磷池，19第19页/共135页20BCFS工艺结构图第20页/共135页1 1）厌氧池与除磷池）厌氧池与除磷池 n由于污水的流入以及从缺氧池回流的混合液使由于污水的流入以及从缺氧池回流的混合液使厌氧区保持厌氧状态，从缺氧池回流到厌氧池厌氧区保持厌氧状态，从缺氧池回流到厌氧池的混合液中的活性污泥里含有大量富含磷的反的混合液中的活性污泥里含有大量富含磷的反硝化除

21、磷菌和聚磷菌，在厌氧区由于除磷菌的硝化除磷菌和聚磷菌，在厌氧区由于除磷菌的大量释磷，使厌氧区末端磷酸盐含量最高。大量释磷，使厌氧区末端磷酸盐含量最高。nBCFSBCFS工艺在厌氧区末端设置两块档板，在两块工艺在厌氧区末端设置两块档板，在两块档板间形成一个沉淀区，部分厌氧污泥在此沉档板间形成一个沉淀区，部分厌氧污泥在此沉淀，用潜污泵将沉淀污泥送至中间的圆形除磷淀，用潜污泵将沉淀污泥送至中间的圆形除磷池，并在池内加入池，并在池内加入FeClFeCl3 3或或Ca(OH)Ca(OH)2 2进行化学除进行化学除磷。化学除磷污泥与富磷剩余污泥一起进行脱磷。化学除磷污泥与富磷剩余污泥一起进行脱水处理，除磷

22、池上清液返回污水处理系统。水处理，除磷池上清液返回污水处理系统。21第21页/共135页2 2）接触池）接触池 p 从厌氧区出来的混合液从厌氧区出来的混合液DODO浓度很低，沉淀池浓度很低，沉淀池出来的回流污泥出来的回流污泥DODO浓度也较小，二者流入接触浓度也较小，二者流入接触区，使接触区处于厌氧状态，大大抑制了丝状菌区，使接触区处于厌氧状态，大大抑制了丝状菌生长繁殖，防止污泥膨胀，同时对回流污泥中少生长繁殖，防止污泥膨胀，同时对回流污泥中少量的硝酸盐进行反硝化脱氮，并且池中的反硝化量的硝酸盐进行反硝化脱氮，并且池中的反硝化除磷菌也可以进行除磷。除磷菌也可以进行除磷。223 3）缺氧池）缺氧

23、池 p通过混合液回流系统通过混合液回流系统()()将硝酸盐带入缺氧区，反将硝酸盐带入缺氧区，反硝化除磷菌利用硝酸态氧作为电子受体，进行生物硝化除磷菌利用硝酸态氧作为电子受体，进行生物除磷，并将硝酸氮还原为氮气。同时将缺氧区部分除磷，并将硝酸氮还原为氮气。同时将缺氧区部分混合液通过混合液回流系统混合液通过混合液回流系统()()进入厌氧区，由于进入厌氧区，由于回流混合液中不含硝酸盐，从而提高厌氧区除磷菌回流混合液中不含硝酸盐，从而提高厌氧区除磷菌的释磷效率。的释磷效率。第22页/共135页4 4）混合池）混合池 又称缺氧又称缺氧/ /好氧反应区。为了保证出水中含好氧反应区。为了保证出水中含有较低的

24、总氮浓度，在缺氧区与好氧区之间有较低的总氮浓度，在缺氧区与好氧区之间增设一个混合池。在一般情况下，无需曝气，增设一个混合池。在一般情况下，无需曝气，通过混合液回流系统通过混合液回流系统()()将好氧池含硝酸盐将好氧池含硝酸盐的混合液回流至混合池，在缺氧状态下进行的混合液回流至混合池，在缺氧状态下进行反硝化脱氮。反硝化脱氮。只有当好氧池只有当好氧池DODO过低时，混合池才启动曝过低时，混合池才启动曝气进行充氧，保持池内气进行充氧，保持池内DODO为为0.5mg/L0.5mg/L，使之，使之进行硝化。进行硝化。5 5）好氧池）好氧池 在进一步去除在进一步去除BODBOD的同时进行氨氮的硝化。的同时

25、进行氨氮的硝化。23第23页/共135页 有机物去除率和除磷脱氮效率均大于有机物去除率和除磷脱氮效率均大于90%90%，出水总氮出水总氮5 mg/L5 mg/L，正磷酸盐含量几乎为零；，正磷酸盐含量几乎为零； 污泥产率低，剩余污泥量少；污泥产率低，剩余污泥量少； 该工艺不设初沉池，同时由于该工艺不设初沉池，同时由于BCFSBCFS反应器反应器采用同心圆形结构，工艺布置紧凑，有效地采用同心圆形结构，工艺布置紧凑，有效地节省了投资、占地和运行费用；节省了投资、占地和运行费用； 自动控制简单易行。自动控制简单易行。24BCFS工艺的主要特点第24页/共135页25第21章 生物处理新技术21.1 A

26、21.1 A2 2/O/O生物脱氮除生物脱氮除磷的改进工艺磷的改进工艺 21.1.1 UCT 21.1.1 UCT工艺工艺 21.1.2 MUCT 21.1.2 MUCT工艺工艺 21.1.3 OWASA 21.1.3 OWASA工艺工艺 21.1.4 BCFS 21.1.4 BCFS工艺工艺21.2 SBR21.2 SBR脱氮除磷的脱氮除磷的改进工艺改进工艺21.2.1 CASS21.2.1 CASS工艺工艺21.2.2 CAST21.2.2 CAST工艺工艺 21.2.3 DAT-IAT 21.2.3 DAT-IAT工艺工艺 21.2.4 MSBR21.2.4 MSBR工艺工艺 21.2.

27、5 UNITANK 21.2.5 UNITANK工艺工艺21.3 OCO21.3 OCO脱氮除磷工艺脱氮除磷工艺21.3.1 OCO21.3.1 OCO工艺典型流工艺典型流程及构筑物程及构筑物 21.3.2 21.3.2 工作原理工作原理 21.3.3 21.3.3工艺特点工艺特点第25页/共135页p由于常规由于常规SBRSBR工艺所有的工序都是间歇运行的，间歇工艺所有的工序都是间歇运行的，间歇进水与排水给操作带来麻烦，当要求脱氮除磷时，就进水与排水给操作带来麻烦，当要求脱氮除磷时，就必须在运行周期中增加缺氧、厌氧时段，延长运行周必须在运行周期中增加缺氧、厌氧时段，延长运行周期，增大池容。期

28、，增大池容。p为了克服常规为了克服常规SBRSBR工艺存在的上述缺点，对此提出了工艺存在的上述缺点，对此提出了许多许多SBRSBR改进工艺，如连续进水的改进工艺，如连续进水的CASSCASS、DAT-IATDAT-IAT、MSBRMSBR、UNITANKUNITANK等工艺和具有高效脱氮除磷的等工艺和具有高效脱氮除磷的CASTCAST工艺。工艺。pSBRSBR工艺的池型有完全混合推流式的矩形池工艺的池型有完全混合推流式的矩形池(UNITANK)(UNITANK)和循环混合式的沟形池，后者最为典型和循环混合式的沟形池，后者最为典型的是三沟式氧化沟，因为三沟式氧化沟进、出水是连的是三沟式氧化沟，因

29、为三沟式氧化沟进、出水是连续的，同时具有按时序周期运行的特点，所以三沟式续的，同时具有按时序周期运行的特点，所以三沟式氧化沟也是一种氧化沟也是一种SBRSBR的改进工艺。的改进工艺。2621.2 SBR脱氮除磷的改进工艺第26页/共135页uCASSCASS（Cyclic Actiavated Sludge SystemCyclic Actiavated Sludge System）工艺是在工艺是在19751975年由美国川森维柔废水处理公年由美国川森维柔废水处理公司研究成功并推广应用的司研究成功并推广应用的SBRSBR改进工艺，在改进工艺，在美国、加拿大、澳大利亚等国已有美国、加拿大、澳大利

30、亚等国已有270270多个多个应用了该工艺的城市污水处理厂。应用了该工艺的城市污水处理厂。u2020世纪九十年代后期，在我国北京的航天世纪九十年代后期，在我国北京的航天城也采用了城也采用了CASSCASS工艺处理城市污水，取得较工艺处理城市污水，取得较好的效果。好的效果。2721.2.1 CASS工艺第27页/共135页uCASSCASS工艺一般流程如下图所示。工艺一般流程如下图所示。u它与常规它与常规SBRSBR工艺的不同是在工艺的不同是在SBRSBR池前部设池前部设置了预反应区作为生物选择区，它能有效地置了预反应区作为生物选择区，它能有效地抑制丝状菌的生长繁殖，使菌胶团占优势。抑制丝状菌的

31、生长繁殖，使菌胶团占优势。u预反应区后是主反应区，曝气、沉淀、排水预反应区后是主反应区，曝气、沉淀、排水均在主反应区内周期性循环进行。均在主反应区内周期性循环进行。u生物选择区与主反应区之间由隔墙隔开，污生物选择区与主反应区之间由隔墙隔开，污水由生物选择区通过隔墙进入主反应区，托水由生物选择区通过隔墙进入主反应区，托动水层缓慢上升。动水层缓慢上升。u预反应区有效容积约占预反应区有效容积约占CASSCASS反应池总有效反应池总有效容积的容积的15%20%15%20%。28第28页/共135页29格栅泵站CASS反应池沉沙池回流污泥12出水生物选择区；1兼氧区；23主曝气区图 8-6 CASS工艺

32、流程示意图原污水CASS工艺流程图预反应区主反应区第29页/共135页原水经预处理后首先连续进入原水经预处理后首先连续进入CASSCASS池的前段池的前段预反应区，与池中的污泥充分混合，生物选预反应区，与池中的污泥充分混合，生物选择区中择区中BODBOD浓度较高，菌胶团细菌的比增殖浓度较高，菌胶团细菌的比增殖速率比丝状菌的比增殖速率大，从而菌胶团速率比丝状菌的比增殖速率大，从而菌胶团占优势，抑制了丝状菌的生长和繁殖，有效占优势，抑制了丝状菌的生长和繁殖，有效地防止了污泥膨胀，提高了出水水质和地防止了污泥膨胀，提高了出水水质和BODBOD的降解速率。的降解速率。预反应区的混合液通过隔墙从生物选择

33、区下预反应区的混合液通过隔墙从生物选择区下部进入主反应区并缓慢上升。部进入主反应区并缓慢上升。CASSCASS池主反应池主反应区的运行周期一般为区的运行周期一般为4h4h，其中曝气，其中曝气2h2h，沉淀，沉淀1h1h，排水，排水1h1h。在沉淀和排水期间，由于混合。在沉淀和排水期间，由于混合液从预反应区缓慢进入主反应区下部，水流液从预反应区缓慢进入主反应区下部，水流呈层流状，不会扰动池中各水层，从而保证呈层流状，不会扰动池中各水层，从而保证了出水水质。了出水水质。30第30页/共135页在曝气阶段，在曝气阶段，CASSCASS池内池内CODCOD浓度随着曝气浓度随着曝气时间延长而降低，其生化

34、反应的推动力大，时间延长而降低，其生化反应的推动力大，所以所以CODCOD去除效率较高。去除效率较高。CASSCASS池采用可升池采用可升降滗水器排水，剩余污泥由设置在池内底部降滗水器排水，剩余污泥由设置在池内底部的潜污泵排出。的潜污泵排出。CASSCASS池常采用水下曝气机曝池常采用水下曝气机曝气。气。CASSCASS工艺除了具有常规工艺除了具有常规SBRSBR工艺的特点外，工艺的特点外，它的最大特点是增设了一个生物选择区，同它的最大特点是增设了一个生物选择区，同时连续进水（在沉淀、排水阶段仍连续进时连续进水（在沉淀、排水阶段仍连续进水），所以运行管理简单、可靠，能有效防水），所以运行管理简

35、单、可靠，能有效防止污泥膨胀，出水水质良好。止污泥膨胀，出水水质良好。31第31页/共135页（1 1）CASTCAST工艺过程工艺过程pCASTCAST（Cyclic Activated Sludge Cyclic Activated Sludge TechnologyTechnology）工艺为循环式活性污泥工艺，）工艺为循环式活性污泥工艺，流程如图流程如图21-721-7所示。所示。p该工艺与常规该工艺与常规SBRSBR法相比，其最大特点是将法相比，其最大特点是将SBRSBR池分为三个区，生物选择区具有防止污池分为三个区，生物选择区具有防止污泥膨胀，并可有效去除有机物和脱氮除磷功泥膨胀，

36、并可有效去除有机物和脱氮除磷功能，同时改善了污水的可生化性。兼氧区具能，同时改善了污水的可生化性。兼氧区具有反硝化脱氮和除磷以及形成从厌氧区到好有反硝化脱氮和除磷以及形成从厌氧区到好氧区的过渡。氧区的过渡。3221.2.2 CAST21.2.2 CAST工艺第32页/共135页p在在CASTCAST反应池内在空间上有厌氧反应池内在空间上有厌氧缺氧缺氧好好氧三种环境，池内混合液为间歇的混合氧三种环境，池内混合液为间歇的混合- -推流式，推流式，但进水仍为间歇式。但进水仍为间歇式。p这些特点都很有利于有机物的去除和脱氮除磷。这些特点都很有利于有机物的去除和脱氮除磷。p原水经格栅和沉砂池预处理后间歇

37、进入原水经格栅和沉砂池预处理后间歇进入CASTCAST反应池的生物选择区，与从反应池的生物选择区，与从CASTCAST反应池主曝气反应池主曝气区回流的污泥混合，发生生化反应，然后流入区回流的污泥混合，发生生化反应，然后流入CASTCAST反应池的兼氧区，对由回流污泥中带入的反应池的兼氧区，对由回流污泥中带入的硝酸盐氮进行缺氧反硝化脱氮，也可以将兼氧硝酸盐氮进行缺氧反硝化脱氮，也可以将兼氧区调节成厌氧状态进行厌氧释磷，最终混合液区调节成厌氧状态进行厌氧释磷，最终混合液流入流入CASTCAST反应池中的主反应区，进行有机物降反应池中的主反应区，进行有机物降解、硝化和除磷，然后经沉淀排出上清液。解、

38、硝化和除磷，然后经沉淀排出上清液。33第33页/共135页34生物选择区；原污水格栅泵站兼氧区；主曝气区上清液滤液脱水浓缩剩余污泥反应池沉沙池回流污泥出水泥饼外运CAST工艺流程图生物选择区兼氧区主曝气区第34页/共135页（2 2）CASTCAST反应器的组成与功能反应器的组成与功能CASTCAST反应池由生物选择区、兼氧区和主曝反应池由生物选择区、兼氧区和主曝气区三部分组成。气区三部分组成。1 1）生物选择区）生物选择区 生物选择区位于生物选择区位于CASTCAST反应池前端，处于厌反应池前端，处于厌氧状态，区内常设置折流板，以加强污水和氧状态，区内常设置折流板，以加强污水和回流污泥的混合

39、。生物选择区内回流污泥的混合。生物选择区内CODCOD浓度较浓度较高，菌胶团细菌的比增殖速率比丝状菌比增高，菌胶团细菌的比增殖速率比丝状菌比增殖速率更快，因此菌胶团细菌是活性污泥中殖速率更快，因此菌胶团细菌是活性污泥中的优势菌群，可以抑制丝状菌的生长，从而的优势菌群，可以抑制丝状菌的生长，从而能有效地防止污泥膨胀。能有效地防止污泥膨胀。35第35页/共135页同时，在厌氧环境下的生物选择区中，活性同时，在厌氧环境下的生物选择区中，活性污泥中的反硝化菌以污水中的有机物为碳源，污泥中的反硝化菌以污水中的有机物为碳源，对回流污泥带入的大量硝酸盐进行反硝化脱对回流污泥带入的大量硝酸盐进行反硝化脱氮，有

40、利于氮的去除。并且在厌氧状态下，氮，有利于氮的去除。并且在厌氧状态下，聚磷菌释磷，为在主曝气区的好氧条件下过聚磷菌释磷，为在主曝气区的好氧条件下过量摄磷创造了先决条件，有利于除磷。量摄磷创造了先决条件，有利于除磷。此外，在厌氧菌和兼性菌的作用下，许多难此外，在厌氧菌和兼性菌的作用下，许多难降解的复杂有机物被分解为易生物降解的物降解的复杂有机物被分解为易生物降解的物质，改善了污水的可生化性，提高了质，改善了污水的可生化性，提高了CASTCAST反应池的处理效果。反应池的处理效果。36第36页/共135页2 2）兼氧区）兼氧区n兼氧区可微量曝气进行反硝化脱氮，或者不兼氧区可微量曝气进行反硝化脱氮，

41、或者不进行曝气进行除磷。兼氧区也是从厌氧区到进行曝气进行除磷。兼氧区也是从厌氧区到主曝气好氧区的过渡区，使活性污泥细菌受主曝气好氧区的过渡区，使活性污泥细菌受环境突变的影响降低环境突变的影响降低3 3）主曝气区）主曝气区u主曝气区是主曝气区是CASTCAST反应池的主要反应区，具反应池的主要反应区，具有有机物降解、硝化和除磷的功能。在主曝有有机物降解、硝化和除磷的功能。在主曝气区曝气、沉淀、排水循环进行，并通过潜气区曝气、沉淀、排水循环进行，并通过潜污泵进行污泥回流和剩余污泥排放，出水经污泵进行污泥回流和剩余污泥排放，出水经滗水器排出。滗水器排出。37第37页/共135页（3 3）CASTCA

42、ST工艺的运行方式和运行的四个阶工艺的运行方式和运行的四个阶段段nCASTCAST反应池的运行是间歇性的和周期性反应池的运行是间歇性的和周期性的循环操作，一般运行周期为的循环操作，一般运行周期为4h4h，其中曝，其中曝气气2h2h、沉淀、沉淀1h1h、排水、排水1h1h，但运行周期可根，但运行周期可根据水质水量波动作适当的调整。据水质水量波动作适当的调整。nCASTCAST反应池至少应该有两个，它的运行反应池至少应该有两个，它的运行可划分为四个阶段，如下图所示。可划分为四个阶段，如下图所示。38第38页/共135页39图 8-8 CAST反应池运行示意图浓缩污泥面压空排除剩余污泥d).滗水（闲

43、置）最低水位滗水出水a).进水搅拌或曝气污泥回流压空进水潜污泵最低水位c).静置沉淀压空泥水分界面最高水位污泥回流压空b).曝气最高水位进水进水进水CAST反应池运行示意图线上有表示该路线停止运行1生物选择区 2兼氧区 3主曝气区第39页/共135页a a）进水搅拌或曝气阶段）进水搅拌或曝气阶段 u污水与回流污泥同时进入污水与回流污泥同时进入CASTCAST反应池的生反应池的生物选择区，充分混合接触停留一定时间，然物选择区，充分混合接触停留一定时间，然后流入兼氧区和主曝气区。主曝气区曝气可后流入兼氧区和主曝气区。主曝气区曝气可与进水同步或推迟一定时间开始。与进水同步或推迟一定时间开始。b b）

44、曝气阶段）曝气阶段 当反应池进水达到池中设计水位时，则停止当反应池进水达到池中设计水位时，则停止向该反应池进水和污泥回流，并将进水转换向该反应池进水和污泥回流，并将进水转换到其它到其它CASTCAST反应池，该池主曝气区继续曝反应池，该池主曝气区继续曝气，其曝气时间长短由所要求的处理效果而气，其曝气时间长短由所要求的处理效果而定。定。40第40页/共135页c c）静置沉淀阶段）静置沉淀阶段 pCASTCAST反应池停止进水与曝气进行静置沉反应池停止进水与曝气进行静置沉降，使泥水分离。此时也没有污泥回流。降，使泥水分离。此时也没有污泥回流。d d）排水（闲置）阶段）排水（闲置）阶段 p此时曝气

45、、进水和污泥回流都停止，进行此时曝气、进水和污泥回流都停止，进行排水，最后进行剩余污泥的排放。排水，最后进行剩余污泥的排放。41第41页/共135页DAT-IATDAT-IAT（Demand Aeration Tank-Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration TankIntermittent Aeration Tank）工艺是连续进水、）工艺是连续进水、间歇排水，它是利用单一间歇排水，它是利用单一SBRSBR反应池实现连续运反应池实现连续运行的新型行的新型SBRSBR工艺。工艺。该工艺由该工艺由DATDAT和和IATIAT双池串联组成，双池串联组成

46、，DATDAT池连池连续进水、间歇曝气或连续曝气；续进水、间歇曝气或连续曝气；IATIAT池连续进水、池连续进水、间歇曝气，排水和排泥均从间歇曝气，排水和排泥均从IATIAT间歇排出，其平间歇排出，其平面布置见下图。面布置见下图。间歇曝气可使间歇曝气可使DATDAT池处于厌氧、缺氧、好氧状池处于厌氧、缺氧、好氧状态，强化了脱氮除磷的效果。态，强化了脱氮除磷的效果。4221.2.3 DAT-IAT21.2.3 DAT-IAT工艺第42页/共135页43DAT压空混合液回流污水混合液回流IAT下部出流上部出流压空211435图 8-10 DAT-IAT反应池平面布置图DATIAT反应池平面布置示意

47、图混合液提升泵导流墙导流区滗水器剩余污泥泵第43页/共135页反应池反应池DATDAT池和池和IATIAT池容积相等，中间设池容积相等，中间设两道导流墙，两道导流墙之间为导流区，两道导流墙，两道导流墙之间为导流区，其宽度为其宽度为1.5m1.5m左右。污水从左右。污水从DATDAT池首端连池首端连续进入，立即与从续进入，立即与从IATIAT回流来的混合液和回流来的混合液和DATDAT池中原有的混合液充分混合。池中原有的混合液充分混合。然后混合液经第一道导流墙靠近水面处的然后混合液经第一道导流墙靠近水面处的导流孔进入导流区，从上向下流动，促进导流孔进入导流区，从上向下流动，促进活性污泥絮凝，有利

48、于活性污泥在活性污泥絮凝，有利于活性污泥在IATIAT池进池进行沉淀，同时在导流区可散除混合液中的行沉淀，同时在导流区可散除混合液中的气泡，以免干扰气泡，以免干扰IATIAT池沉淀时段的污泥沉降。池沉淀时段的污泥沉降。44第44页/共135页混合液经第二道导流墙底部导流孔以混合液经第二道导流墙底部导流孔以很低的流速从底部流入很低的流速从底部流入IATIAT池，由于流池，由于流速很低，所以进水不会对速很低，所以进水不会对IATIAT池沉淀的池沉淀的污泥产生搅动。污泥产生搅动。DATDAT池为恒水位运行，池为恒水位运行，IATIAT池为变水位运行。池为变水位运行。45第45页/共135页46DAT

49、IAT反应池立体剖面图堰口导流孔导流墙导流区滗水器剩余污泥泵混合液提升泵第46页/共135页DAT-IATDAT-IAT的工艺特点如下：的工艺特点如下： 能连续进水能连续进水nIATIAT池又具有常规池又具有常规SBRSBR池间歇曝气、沉淀与池间歇曝气、沉淀与排水操作过程，不但进水控制简单，还可以排水操作过程，不但进水控制简单，还可以根据污水水质水量的变化调整根据污水水质水量的变化调整IATIAT的运行周的运行周期和曝气时间，使之处于最佳工况，造成缺期和曝气时间，使之处于最佳工况，造成缺氧或厌氧环境，达到脱氮除磷目的；氧或厌氧环境，达到脱氮除磷目的；47第47页/共135页 在保证沉淀分离效果

50、的前提下，对于曝气在保证沉淀分离效果的前提下，对于曝气池与二沉池合建式构筑物，应尽可能提高曝池与二沉池合建式构筑物，应尽可能提高曝气容积比，以减少池容和降低基建投资。气容积比，以减少池容和降低基建投资。DAT-IATDAT-IAT工艺的曝气容积比为工艺的曝气容积比为66.7%66.7%，高于，高于常规常规SBRSBR反应池的反应池的505060%60%，更大于三沟，更大于三沟式氧化沟的式氧化沟的404050%50%，所以，所以DAT-IATDAT-IAT工艺工艺的基建投资较省；的基建投资较省； 采用的虹吸式滗水器运行可靠、结构简单、采用的虹吸式滗水器运行可靠、结构简单、易于操作，并且价格低廉，

51、但滗水深度调节易于操作，并且价格低廉，但滗水深度调节范围小，不能在滗水深度变化大的情况下使范围小，不能在滗水深度变化大的情况下使用。同时与其它类型滗水器一样需要水位差，用。同时与其它类型滗水器一样需要水位差，增加了污水处理厂的总水头损失。增加了污水处理厂的总水头损失。48第48页/共135页v为了克服为了克服DAT-IATDAT-IAT工艺用滗水器滗水的缺工艺用滗水器滗水的缺点，天津市政工程设计院建议将点，天津市政工程设计院建议将DAT-IATDAT-IAT工艺改进为工艺改进为IAT-DAT-IATIAT-DAT-IAT工艺，简称工艺，简称IDIIDI工艺，如图下所示。工艺，如图下所示。v该工

52、艺将该工艺将DAT-IATDAT-IAT反应池中的反应池中的IATIAT分为二分为二个，并放置在个，并放置在DATDAT池两侧，中间池两侧，中间DATDAT池连池连续进水，连续曝气，而两侧的续进水，连续曝气，而两侧的IATIAT池则交池则交替曝气、沉淀、出水，替曝气、沉淀、出水，IATIAT改用能自动升改用能自动升降的溢流堰出水。降的溢流堰出水。49IAT-DAT-IATIAT-DAT-IAT工艺（简称工艺（简称IDIIDI工艺）工艺）第49页/共135页50出水出水进水图 8-11 IDI工艺示意图IDI工艺原理图1/2IATDAT1/2IAT第50页/共135页nMSBRMSBR（Modi

53、fied Sequencing Batch Modified Sequencing Batch ReactorReactor）工艺是）工艺是2020世纪世纪8080年代初期发展年代初期发展起来的改良式起来的改良式SBRSBR工艺，目前主要在北美工艺，目前主要在北美和南美应用，在韩国首尔和我国深圳盐田和南美应用，在韩国首尔和我国深圳盐田污水处理厂也采用该工艺。污水处理厂也采用该工艺。nMSBRMSBR工艺被认为是目前最新的一体化工工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程，它是由艺流程，它是由A2/OA2/O系统与常规系统与常规SBRSBR系系统串联组成，具有二者的全部优点。统串联组成，具有二者的全部

54、优点。5121.2.4 MSBR21.2.4 MSBR工艺第51页/共135页nMSBRMSBR工艺具有同时高效去除有机物与氮、工艺具有同时高效去除有机物与氮、磷的功能，出水水质稳定。特别是在回流污磷的功能，出水水质稳定。特别是在回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩池，浓泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩池，浓缩后的回流污泥经缺氧区再进入厌氧池。缩后的回流污泥经缺氧区再进入厌氧池。n这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌氧池的量，也减少了因回流而造成的氧池的量，也减少了因回流而造成的VFAVFA稀稀释，增加了厌氧区的实际停留时间，大大提释，增加了厌氧区的实

55、际停留时间，大大提高了除磷效率。高了除磷效率。52第52页/共135页53（1 1）MSBRMSBR工艺组成工艺组成MSBRMSBR工艺系统由三个主要部分组成，其平面工艺系统由三个主要部分组成，其平面布置如下图所示。布置如下图所示。1 1）A A2 2/O /O 由厌氧池由厌氧池44缺氧池缺氧池55好氧池好氧池6 6组成。组成。2 2）回流污泥浓缩回流污泥浓缩 由浓缩池由浓缩池2 2、缺氧池、缺氧池3 3组成。组成。3 3）二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的二个交替进行搅拌、曝气、沉淀的SBRSBR池池 在在SBRSBR池前段设置底部穿孔挡板，使得池前段设置底部穿孔挡板，使得SBRSBR池后段池后

56、段的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这样的水流状态是由下而上，而不是平流状态，这样SBRSBR池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，池后段对水流起到了悬浮污泥床的过滤作用，而非一般的沉淀作用。而非一般的沉淀作用。第53页/共135页54图 8-12 平面布置示意图氧池好池混合液回流氧缺底部穿孔挡板剩余污泥出水浓缩池底部穿孔挡板池氧厌池氧缺污水剩余污泥上清液去好氧池出水回流污泥回流污泥MSBR平面布置示意图第54页/共135页（2 2）MSBRMSBR工艺的原理工艺的原理n原污水和回流污泥同时进入厌氧池原污水和回流污泥同时进入厌氧池4 4搅拌混搅拌混合，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快合

57、，回流污泥中的聚磷菌利用原污水中的快速降解有机物在此进行充分释磷，然后其混速降解有机物在此进行充分释磷，然后其混合液由厌氧池进入缺氧池，与好氧池来的含合液由厌氧池进入缺氧池，与好氧池来的含大量大量NOXNOX-N-N的回流混合液搅拌混合，进行的回流混合液搅拌混合，进行反硝化脱氮，反硝化后的混合液流入好氧池，反硝化脱氮，反硝化后的混合液流入好氧池，在此进行硝化、有机物降解和聚磷菌超量吸在此进行硝化、有机物降解和聚磷菌超量吸磷。磷。n经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池，经好氧池处理后，一部分混合液至缺氧池，另一部分混合液进入另一部分混合液进入SBR-2SBR-2池，经沉淀后上池，经沉淀后上清液排

58、放。清液排放。55第55页/共135页56图 8-13 MSBR工艺原理图浓缩池1.5Q池池缺氧池厌氧池缺氧池出水(第一个半周期)回流污泥1.5Q回流污泥0.5Q(第二个半周期)出水进水(第二个半周期)(第一个半周期)0.0Q3.0Q2.5Q(第一个半周期)(第二个半周期)好氧池回流污泥上清液1.0Q2.5Q0.0Q1.0Q1.0Q1.0Q1.5Q0.5QMSBR工艺原理图及流量分配第56页/共135页p此时另一边的此时另一边的SBR-1SBR-1池进行搅拌、曝气、预池进行搅拌、曝气、预沉，起着反硝化、硝化、有机物降解的作用。沉，起着反硝化、硝化、有机物降解的作用。p沉下的污泥作为回流污泥，首

59、先进入浓缩池沉下的污泥作为回流污泥，首先进入浓缩池浓缩，其上清液直接进入好氧池，而浓缩污浓缩，其上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥进入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，同时泥进入缺氧池，减少污泥中的溶解氧，同时对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流对回流污泥中硝酸盐进行反硝化，降低回流污泥中的硝酸盐浓度，使由缺氧池进入厌氧污泥中的硝酸盐浓度，使由缺氧池进入厌氧池池4 4的回流污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很的回流污泥中溶解氧和硝酸盐浓度都很低，为厌氧池低，为厌氧池4 4中厌氧释磷提供了更为有利中厌氧释磷提供了更为有利的条件。的条件。57第57页/共135页（3 3）MSBRMSBR运行方式运行方式lMSB

60、RMSBR由由6 6个时段组成一个运行周期，每个个时段组成一个运行周期，每个运行周期分成两部分，前运行周期分成两部分，前3 3个时段个时段（120min120min）组成前半个周期，后）组成前半个周期，后3 3个时段个时段（120min120min）组成后半个周期，在两个相邻）组成后半个周期，在两个相邻的半周期内，除二个的半周期内，除二个SBRSBR池的运行方式不池的运行方式不同外，其余各个单元的运行方式完全一样。同外，其余各个单元的运行方式完全一样。58第58页/共135页l原污水首先进入厌氧池，流经缺氧区、好氧区，原污水首先进入厌氧池，流经缺氧区、好氧区，在前半周期内在前半周期内SBR-2