1污水处理前沿-好氧颗粒污泥

污水生物处理前沿技术杨吉祥2020——好氧颗粒污泥法污水收集及预处理污水生物处理的基本原理污水生物处理的常规技术好氧颗粒污泥的介绍：好氧颗粒污泥的生物结构好氧颗粒污泥反应器高效、低能耗的机理好氧颗粒污泥关键技术要点好氧颗粒污泥反应器的出水水质及运用情况6543217污水收集及预处理生活污水及经过一定处理后的工业污水通过管道汇集到城市污水处理厂污水收集及预处理生物处理是污水处理厂的核心工艺单元。主要去除有机物、氨氮、磷酸盐污水生物处理基本原理有机物的去除有机物的好氧降解有机物+O2CO2H2O等胞外多聚物污水生物处理基本原理

亚硝化：

硝化：

总反应：

考虑到生物合成，

总反应为：

短程硝化-反硝化工艺特征

厌氧氨氧化：

氮循环氨氮的转化污水生物处理基本原理聚磷菌聚磷机理示意图(a)PAO厌氧释磷;(b)PAO好氧吸磷生物除磷

厌氧条件下聚磷菌吸收水中有机物，以聚-β-羟基丁酸(PHB)或聚-β-羟基戊酸(PHV)的形式贮存于体内，同时水解体内的聚磷酸盐产生能量，产生正磷酸盐释放到水中；

好氧条件下聚磷菌利用体内贮存的PHAs为能源和碳源，同时过量吸收水中的磷在体内形成聚磷颗粒，最终将水中的磷转移到污泥体内，通过剩余污泥的排放达到将磷从水中去除的目的。污水生物处理常规技术污水生物处理常规技术污水生物处理常规技术:絮状污泥反应器AAO:UCT,JHB…氧化沟：奥巴乐，卡罗塞尔…SBR:ICEAS,UNITANK,CASS通过对有机物去除、生物脱氮除磷原理的灵活运用，开发了一系列的污水处理工艺。AAO,氧化沟及SBR是我国主流城市污水处理工艺。均采用悬浮污泥作为主要的污水净化工具，实现对污水的深度处理。AAO及氧化沟适合大型污水处理厂，SBR适合小型污水处理厂。污水生物处理常规技术污水生物处理常规技术:生物膜反应器

生物膜生长于载体的表面，是由微生物群体组成的具有高度的亲水性的黏状物。污水不断在其表面更新的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。在膜的表面和一定深度的内部生长繁殖着大量的各种类型的微生物和微型动物，形成有机污染物—细菌—原生动物(后生动物)的食物链。其中的丝状菌相互缠绕并漫伸于水中，使生物膜呈现出立体结构。生物膜内部溶解氧浓度逐渐降低，低溶解氧条件下，提供了同步硝化反硝化的条件。污水生物处理常规技术生物膜反应器的缺点：絮状污泥反应器缺点：二沉池沉淀效率低，导致污泥浓度一般<5g/L，限制反应器效率，导致较高的占地面积。难以控制生物停留时间，难以有效的除磷污水生物处理常规技术高能耗污水生物处理需要向污水中通入大量的空气，微生物利用氧气完成对污染物的去除。能耗高。供氧是水处理的主要能耗。污水厂供氧能耗约为总能耗的50-60%。剩余污泥产量高，受到生物计量学限制，难以降低生物污泥产量。共同的缺点：污水生物处理常规技术理想的生物反应器污泥可以快速沉淀，维持高浓度的微生物，节省占地面积能耗低，降低对外界供氧的需求降低剩余污泥产量，降低后续生物污泥处理的费用运行操作简单

基质降解速率：污泥生长速率：好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥技术好氧颗粒污泥絮状污泥的生物结构颗粒污泥的生物结构颗粒污泥的外观好氧颗粒污泥颗粒污泥具备非常快速的沉淀性能，可以在反应器中维持>10g/L的污泥浓度。具备明显的溶解氧梯度，具备同步硝化反硝化的条件。颗粒污泥内部微生物沿着直径方向的微生物相分布及溶解氧分布好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥与常规SBR操作条件相比，运行方式存在显著差异，不是SBR反应器的变种：入水方式溶解氧浓度体积负荷有机负荷排泥方式沉淀时间等方面好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥工艺的技术要点1：以培养聚磷菌为核心好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥工艺的技术要点2：选择快速沉淀的颗粒好氧颗粒污泥舍去絮状污泥，得到颗粒污泥好氧颗粒污泥曝气阶段沉淀阶段好氧颗粒污泥好氧颗粒污泥D=25mH=9.2m好氧颗粒污泥流程图反应器反应器出水砂滤池在线监控设备颗粒污泥沉淀反应器好氧颗粒污泥2011年建成世界上第一个好氧颗粒污泥市政污水处理厂。污水生物处理标杆技术。节省占地最多75%节省能耗最多50%显著减少需要的硬件设施,无内回流、污泥回流国际水协Water

Innovation

Prize，

Lee

Kuan

Yew

Water

Prize斯德哥尔摩水奖ClarkePrizeD=25mH=9.2m好氧颗粒污泥荷兰，Garmerwolde污水厂。使用好氧颗粒污泥技术改造AB法城市污水处理厂。处理约40%的水量。继续世界第一座示范性的EPE污水厂时候的升级版。污水厂全景颗粒污泥工艺好氧颗粒污泥入水及出水水质操作参数好氧颗粒污泥SVI自启动以来的变化污泥浓度自启动以来的变化好氧颗粒污泥反应器顶部污泥反应器中部污泥磷酸盐富集颗粒污泥剖面视图相差显微镜视图FISH视图好氧颗粒污泥全年污水月均水质的变化。启动完成后可满足我国一级A标准。氨氮总氮硝酸盐总磷磷酸盐总氮氨氮总磷好氧颗粒污泥节省58-63%的能耗；0.17kWh/m3；6个小时基本反应完毕。一天24小时的污染物降解情况好氧颗粒污泥在世界各地得到了广泛的运用，运行好氧颗粒污泥反应器60