废水生物除磷技术综述

1、2006年第5期水科了与工用技术25废水牛物除磷技术综述曹海艳，孙云丽，刘必成，张雁秋（中国矿业大学坏境与测绘学院.江苏徐州221008）摘 妁介绍和评述了生物除确的两种机ff.WTW种机丹的除晴匸艺播出了它们的特点探讨了今后除磷技术的发展方向 关佬讪生物除确：聚确BHPAOh反化聚«t«KDPB）中图分类号：X7O3文献标识码:A文堂编U： 1672-9900 2006,05-0025-040 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 2006年第5

2、期水科了与工用技术250 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 2006年第5期水科了与工用技术25Summarize of waste water biology dephosphorization technicsCAO Hai-yan, SUN Yiin-li , LIU Birhen吕，ZHANG Yan-qiu(China Lnit crsih of Mining mid technolog),Colle常 of Em ironment Science am

3、i Spatial Infornustics. xuzhou 221(X)8. CApu/Jpaper introduces and remarks two kinds of phospl>oru-< removal procez base<l on this mechanism more- the development and study direction of biological phosphorus reAbstract： Theover it points out their charartenMics and disc-usses nioval.Key wor

4、ds： biological phosphonK removal:PAO： DPH1引言一败來说，引起水体富背养化现彖的主箜成分A:有机 碳、磷氮、钾铁等几十种元素其中有机碳经处理有所降 低.除磷和氮Z外的冀它成分在富背芥化发生过程中的需 求虽极低，不能成为限制因子.因此引起常营养化的主要 因素是磷和氮.匹严恪地说，由于湖泊中”在像An abaenopninCircuUriH 和 Gkx-trichic echinufate 之类的蓝藻 能通过固氮作用來补充亂址。所以備成为淡类增殖的限制 因子，污水除磷对防止京皆养化垠为歪嬰几2生物除磷机理对于废水生物除磷机制曾冇过两种不同的解禅耳一种 是生物

5、诱导化学沉淀作用：另一种是生物过星枳磷作用。ifu 一般倾向于后者。I I也，生物除璘/广聚存磷酸盐累枳微生物气PAO）在厌 氣好氣环境卜那磷、摄磷原理和“兼性厌氣反硝化筒”（DPR）在 缺氧（无0而存在NO亍）的环境下摄磷"】2.1 PAO原理在厌讯条件下廉性细蘭通过发酵作用将溶解性l"）D 转化为低分f仃机物.聚磷個分解细胞的聚埼酸盐同时产 生ATP,并利用ATP将废水中的低分子有机物（如挥发性 脂肪酸（VFA）摄入细胞内以PHB（聚-B轻基r酸盐）及 椭乐等冇机颗粒的形式存在于细胞中.同时将聚磷酸盐分 解所产生的鎖酸排出细胞外：在好氧条件匚聚鑛慚以 作为电子受体利用P

6、HB代谢秫放的能址从污水中吸收超 过J【生长所需嘤的隣并以聚65酸盐的形式贮甩來并产生 新的细胞撫质。普通细蘭体内含有磷虽只有2%左右而聚鑛 蘭在好讯条件卜因趙虽吸臥使JI：休内含磷虽超过10%. 时从至同达30%。系统通过扌U泥的方式将被细侗过虽摄収 的磷胡剩余污泥排出系统，从而达到高效除磷效果.2.2 DPB原理兼件厌氧反硝化除磷细蘭DPB町利用或NO亍作为 电f受体，基于体内的聚-0胫基丁酸盐（PHB）和糖原等的 生物代谢原理与传统的A/O法中PAO极为相似。在厌氧 阶段，可溶解性BOD被降解为低分机物，被DPB迅速 吸收Z后大址繁殖，同时水解细胞内的聚合磷酸盐将产生 的无机磷酸盐排出细

7、胞外.利用此过程产生的ATP.DPB 合成大址的PHB贮“体内川j在缺氧阶段，I）1W以M片作为 氧化PHB的电f受休，利用降解PHB产生的ATP. A部分 供给DPB细菌合成（包括糖原的合成）和维持生命活动一 部分则用于过虽摄取水中无机磷酸盐并以聚合磷酸盐的形 式储"于细胞体内，同时被还原为N“如此在厌氣、缺氧 交杆运行条件下即可实现DPB反硝化效果研宪表明创 适厌氧.缺氧交替的坏境就町筛选出以作为电f受体 的DPR.芳微生物依次经过厌氧、缺氧和好氧3个阶致后, 约占50%的聚磷曲既能利用O? 乂能利川NOw作为电犷受 休來吸收磷，而剩余的微生物仅能利用6作为电子受体. 即DPII

8、的除磷效果相十于总聚磷国的50%左右.这-结果 表明除了 6可作为电子受体外N0亍也可以作为氧化DPB 的电f受体：河水生物除磷系统屮的呦心在DPB微生物. 并H.通过/化可得到富集DPR的活性污泥.相对于传统的除磷艺DPB反備化除磷技术革新Z 处在于:节省BOD的消耗虽.避免了反硝化甫和聚碣聞 之fnJ対仃机物的ftg 减少啤气虽廿省了电能DPH吸 磷中用硝酸盐代替氧作为电子受休节省了曝气最减少 了除硝陀氮运行中产生的污泥址从而减少了污泥处理级0 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights

9、reserved, 2006年第5期水科了与工用技术250 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 2006年第5期水科了与工用技术25（枚 ttll»J）2006 06 16（作者简介）曹海艳1981-）.女（汉族）江苏邳州人硕I:研究生主弊从寧水污染控制的研究.（Td0 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved

10、, 26曹海艳，孙云丽刘必成，张雅秋：废水'I：物除斎技术综述2006年第5期用。可缩小反应器的体积。3生物除磷1：艺3.1传统的PAO除磷工艺传统的除磷匚艺是在厌氧、好氧交替运行的条件卜-达 到除備效果.祥磷需嬰短泥龄的聚磷蘭和厌氧条件而吸磷 则需耍好氧条（1如祁置的厌氧环境中存仃N（将11接影 响聚磷肃的聲磷速度。为挥发性佇机物较少时反硝化齒竞 争冇机物，聚磷蘭必须在反硝化结束麻系统才进入完全厌 氧状态，才能释磷.为了提高除備效率，在A/O法的圧础上，出现了许多 除備 L 艺如 A2/O 1】艺.Barden）ho 1】艺，Phoreclox 1 .艺. UCT匸艺，改良的UCT

11、I：艺.Phostrip I：艺改良的PhoMip11 艺.SBR L 艺.MSBR 匸艺.EADC 匸艺 JSAH L 艺.CPSC 工艺.氧化沟匚艺,V1P工艺,JHB工艺等*】.3.1.1 A/OX 艺割余污泥92 Bardspho 工艺和 Pborcdox 工艺 80 区.将冋流污泥与原污水或经预处理的废水在厌氧池内完 全混合接卜來是两组硝化和反硝化池。在第一个缺氧池进 行反化使琦态氮还原为氮气去除B（）I）氮氮氧化和磷 的吸收都是在第个好氧池中完成.第二缺氧池則提供J' 足够的停用时间.通过混介液的内源呼吸进一步去除残余 的砧念氮。第二好氧池则是提供短曹的混合液曝气防止二 沉

12、池出现厌氧状态.住两组池内亢成了彻底的反硝化件用后，便阳凹流污 泥中不存冇硝酸盐和亚硝酸盐.这种艺特别适应于低负 荷污水厂的生物除磷脱氮。运行屮发现5段工艺并不能将芙国的Spector于20世纪70年代中期在研究活性污 泥膨胀问题时，研究开发了与Baidenpho脱氮匚艺相审 的A/O匸艺这是冃前最为简取的生物除磷方法（图I实 线部分），原污水或经过预处理的水与回涼污泥在厌氣池中 进行混介，这种I艺翌求没冇硏化反应 一般來说片厌氣R1好氧区门水力停留时间分别为o5lh和l3h时便 町获得较好的除隣和除冇机物效果.脫确效果决定于剩余 污泥排放量，在二沉池中还«免仃磷的禅放因此城币除碑

13、率大致为60%左右，很堆再进一步提高S 1A/0工艺与A"0工艺80硏酸盐含最降低为零与第一缺氣池相比第二缺叙池的单. 位容税反硝化速率相为低，对回流污泥挟帯的硝酸盐除磷 效果有明显的不利影响。建议去除第二级缺氣和曝气，并加 人第缺氧池容枳，以御到瑕大的脱氮效果从而产生了改 进的Phoredox流程.3.13 UCT 工艺20世纪70年代,南非的Cate Town大学在对生物除 磅的研究中发现在Phoredox流程中，污泥直接回流到厌氧 区，很难保证不带NO亍,这对厌氧区带來不利越响.为保证 厌氧区真正厌氧,他们建议我它回流到缺氣区，然后再由 缺氧区将混合液回流到厌氧区.从而产生了

14、UCT流程如 图3.该艺缺讯段的硝酸盐浓度亦非常低，为溶解性BOD 转化为发酵产物提供了瑕佳条件使得厌氧区的厌氧条件 最为理想片进水乐质、皮动较大时.A/O 1：艺的鄴鑛效果会受到 影响，进而影响系统的除确效果。因此./I: A/O 1.艺中. 一般婆求进水中有校扁易降解令机基质的含虽这是采用 A/O工艺的繭提.3.1.2 A2/O 匚艺常见的A2/0 I：艺是在A/0工艺基础上增设一个缺氧 区（如图I）并使好氧区中混合液回流至缺氧区便Z反硝 化脱氮在厌氣、缺氧、好氧3个不同的环境条件卜.不同功 能的微生物曲群的勺机配合协作是A2/（）匸艺流程的主耍 特点，它可以同时达到去除W机物、脱氮、除磅

15、的H的此工 艺具尙抗冲击负荷能力强、水力停留时间长、运行稳定的特但除确效果因污泥龄和冋%汚泥 I的溶解讯和硝酸盐氮受到抑制.去除率不可能很為。十进水总備约为 10mg/L时除确率一般为85%-90%.3.1.3 Bardenpho 1.艺南作的Barnard在做生物脱氮实验时发现为反硝化彻 底时会勺很好的除偷效果.他在以生活河水为进水的试脸 中，脱氮率为90%95%。这种匸艺在南4、关国及加余大被 广泛应用，I：艺流程如图2实线部分.3.1.4 Phoredox 工艺S3 UCT 工艺 8G通过实验发现水质、水虽的变化对除磷效果冇很大的 影响.且UCT I艺可承受进水TNK/COD值大于008

16、.同 时UCT也存冇何题，当进水TNK/COD ft较高时（超过（）12 014,为了防止NO 3-进入厌氧区,必须减小混合液河流比，也 就是必须加长反硝化时间但为了保证活性污泥在：沉池中 具有艮好的沉降性能，此同渝比乂不能人小。为了解决it才 盾产生了改进的UCT匸艺，如图4。此流程将缺氧区一分 为二，第个缺氧池从二沉池得到回流污泥然后山该反应 池将污泥冋流到厌氣池，污泥虽比值为（）第二个缺氧池 从曝气池得到回流混"液.这流程方浙丛木解决了 LCT存在的问题另一方向乂无须严格控制从曝气池到缺混合液冋流峡氧池缺巫 口好真1|丄|力池 単L回流污泥上余污泥© 1994-201

17、0 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 在图2 Banlenpho匸艺的基础上増设一个厌氧发酵S4改进的UCT工艺圈© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 曹海艳孙云丽刘必成张惟秋：废水牛物除碣技术综述内循环QI内檐环Q2冋厦污泥 内循环Q3混合池一宛淀池二涮余污泥出水好氛酚段沉淀期”氛阶Ifi 7 APISHK IXIB2006年第5期 氧池的回

18、流比运行简虹。UCT L艺和改进的UCT 1.艺是 目前各国应用最广泛的流程.3.2 DPB除阅L艺与传统的好氧磷细菌除礴匚艺相比,反硝化除侑细甫 以NO;1R代氣作为电f受体，BO1）和氧的消耗虽分别减少 50%和30%. HI应减少50低的剩余污泥虽.在妝污泥系统中,DPB、硝化個及IE聚磷菌、界氧菌存 在同一悬浮污泥箱中共同经历厌氧、缺氣和好氧环境. 在传统的虹泥低温条件卜，达到完仝硝化的时时很氏 （S灯15d）这样消耗大址的有机物同时反硝化繭和聚磷 蘭对仃机物互相竞争并出现污泥膨胀。为避免.上述弊瑙提 岀了把硝化冏独龙于I）PB固定在膜牛物反应器或好氣硝 化SBR反应器中的工艺.较典型

19、的皿泥系统W BCFS E 艺双泥系统有Dephanox匚艺和A2NSBK I艺。3.2.1 BCFSI 艺为了最大程度地创造DPB的富集条件,荷兰的Delft 工业大学研发了一种改进的UCT匸艺一BCFS艺如 图5。BCFS I艺是在UCT匸艺基础上增设2个反应池接 触池和混介池：増加了 2个混介液循环QI和Q3.接触池 是厌氧的一方面使御回流污泥和来自厌氧池的混合液在 池内充分混合以吸附剩余的COI）：另一方而可使冋流污泥 中的硝酸盐氮被迅速反硝化脱除，仃效防止丝状蘭引眉的 污泥膨胀。混合池的低讯坏境町最大程度地保证污泥再生 而不形响反硝化或除鋼，容易控制SW值，最大程度地利用 DPB以获

20、得最少的污泥产最。u cr原U的内循环Q2功能是为了分别维持-个较严 格的厌氧区和缺氣区以防止硝酸盐凰和氣的进入.新增循 环Q1的功能是为了増加硝化或同时反硝化的机会.从而 快得良好的出水氮浓度。Q3则是起辅助冋流污泥向缺M池 补充硝酸盐氮的作用。该艺能够保证TP W 0.2mg/L, TN W 5mg/L的出水水质【叭3.2.2 Depluuiox L 艺Wanner ft 1992年率先开发出第一个以厌氣污泥中 PHB为反硝化碳源的I艺.収WTft好的除效果Z 后据此提出了具有硝化和反硝化除磷双泥回流系统的De- pharwx除磷脱氮工艺如图6所示.进水和冋流污泥完全混合后进入厌氧池I）P

21、B吸收易 于降解的有机底物进行PHA錯备同时大量放磷：随后混 介液进入中间沉淀池进行泥水分离.常集氮凰的上淸液n 接进入侧流好氧固定生物膜反应池屮进行硝化反应：而含27 有大量有机物的DPB沉淀污泥,横跨固定膜反应池冠 好氣固定生物膜反应池流出的硝化液-起进入缺氣悬淳 生长反应池内,通过利用氧化DPB在厌氧池储备的PHA 放出的能此以NO亍作为电f受体反稍化除磷s反硝化除磷 后的混合液进入曝气池利川Q作为迫r受体继续除磷，同 时氧化DPB细胞内残余的PH A 使其在下循环中发挥最 人的放磷和PHA储备能力。混合液址后进入二沉池中完成 泥水分离.上清液排放部分含有大址DPB的污泥冋流进 入厌何池

22、中.剩余污泥排出。此1艺的优点庄于能解决除磧 系统反硏化眯源不足的问题降低系统的能耗降低剩余 污泥虽。3.2.3 A2NSBR I：艺.ASBK工艺是一种新型的双泥反础化除磷匚艺曲 AVO-SBR反应器和N-SBR反应器组成 A/O-SBR的主 要功诡是去除COD和反硝化除磅脱M：n-sbi; 、吨刘主 要起剧化作用。这两个反W器的活性污泥是完全分开的只 将孑11沉淀后的上淸液相互交换整个匸艺流程如图7所在A.NSBK I：艺中硝化1与DPB完全分离在缺氧 条件下实现反硝化除磷。在这种构造下，避免了传统脱氮除 «匸艺中反圖化W和DPB对仃机物的竞争也避免了两种 细菌泥龄的差爪硝化反应

23、所需的呆小SKT不再是反硝化 除磷过程的控制因素为硝化菌和DPB创造了各口垠佳的 生长环境，可根据实际嬰求而改变各自的SRT.因而可以实 现完全的硝化和反硝化除SU和单级I：艺相比双级I：艺采用后置反硝化可以避免 从好毎池向缺氧池人虽回流污泥.从理论上來说町以达到 100%的除磷效率 4结讲生物除磷技术是-种高效生物净化过程，特别是DIW 反硝化除鑛的女泥匸艺在优越的N/P比条件下，除磅率理 论上接近100仏DBF反硝化除磷可减少冇机物和氧的消耗 虽分别为50%和30筑相应诚少50%的剩余河泥俎。町见反硝化除偷对于环境保护和可持续发確几冇重人盘义. 参考文献：门郑*灿.污水除倫脱氨技术Ml北京

24、，中国建筑1：艺出版It. 1998.2徐业网废水的生坏境弭学研究1994（5）：1© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 28水科了与工用技术2006年第5期天桥水电站经济运行系统的开发与应用张仁贡，杨瑞云（浙江同济科技职业学院.杭州310003）摘娈I在天桥水电鮎因向波测流试殺成功的施础上利用门主开发的水电姑经济运行系统（E<onm2（D对天桥水电站经济运行进 行分析刑研究研宪衣明天桥水电站采用该软件实行经济运行可增发电能捉烏水电站的发电效益.关

25、健诚一K电站：经济运抒：软件：动力待性：发电效益中图分类号:T 737文献标帜码小文爭編号:1672-9900（2006）05-002«-03Exploration and applying of economy circulation system in Tianqiaohydropower stationZHANG Krn-gong» YANG Kui-yun(Zliejiang Ton/i Intitule of Science and Technoiof) Hangzhou 310003,CAwi)?bstract： Based on using ultrasoni

26、c wuve Hwlhod in <bM*l>arge ineasuirDirnt for TiuiM|iao ln<lru|>ower station successfulka It inlruduced self-compiled software about inner-plant economical o|>eratioii for hydro|M>wer station named Ecorun2.0 to analysis and study inner-plant economical operation for Tianqiao hydrop

27、ower station. The study has proved that Tianqiao hydropower station uses this softuare to implement economical operation that it can add generated electricity, e- conuinize consumed water, increase dynamoelectric beneGt.Key words: hydropower station: economical operation： software; dynamical charact

28、eristic： dynamoelectric benefit© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 28水科了与工用技术2006年第5期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 28水科了与工用技术2006年第5期1背杲天桥水电站位于山两保徳境内，装冇4台轴流转浆式 水轮发电机组，其中一、二号机组（ZZ105-LH-5

29、30）的限制 出力为30万kW,三、四号机组（KVB37-10）的限制出力为 38万UW111- 1999年6月由华北水利水电学院奉头会同南 京1*1动化研究所、甘»血力试验研究所,对机组进行超声波 测流试验并取得成功，为实施水电站经济运行更定了坚 实的基础。2水电站经济运行系统的开发应用2.1系统结构及功能水电站经济运行就是在给定系统负荷和水头条件K 对各机组的动力特性曲线、最优作机组台数和组介、机 组的合理心停以及在各运行机组间仃功负荷的址优分配方案进行分析和研究得到水电站最优运行方式用以折 .以水电站运行的最人效益。国内外资料表明，水电站实行经济运行可増发电能笔者对廿山刘家峽水

30、电站、山西灭桥水迫站、河南三门峡 水电站和北京十三陵抽水捋能电站等进行了经济运行方 IM的分析和研究并成功”发出一个迪用性好、技术含址 烏、专业性强、功能齐全的水电站厂内经济运行系统 （Ecoru»2.0）>Ecorun2.0应用面向对篆技术,釆用标准化和模块化 设计，使用Microsoft Visual Basic 6.0编制.数据库便用 f Microsoft Access 2000 数据库。木软件可在 Windows NT、98、2（XM）等系统下运行.系统的总体构架如图I所 示。Ecorun2.0主翌具条以下一兰模块和功能：（1）系统管理模块。对以通过该模块进行系统文件

31、的新© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 28水科了与工用技术2006年第5期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 28水科了与工用技术2006年第5期（收禍1期）2006 （M 29（眾金项II）浙江省水利厅科技項目二水电贴厂内经济运行系统的开发9研丸項目编WR10627（作者简介）张仁«<1975->,«（汉族）浙江文成人工程师.主鏗从事水电站综合自动化研究（Tel ）1377