12种脱氮除磷工艺汇总,看完果断收藏了
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A2O工艺
A2/O工艺将厌氧/厌氧除磷系统与缺氧/好氧除氮系统结合在一起,是生物脱氮除磷的基本工艺,可同时去除水中的BOD、氮和磷。
A2O工艺流程:
原水和沉淀池返回的污泥首先进入厌氧池,在这里污泥中的聚磷酸盐细菌利用原污水中的溶解性有机物进行厌氧释放磷;然后与好氧端返回的混合液一起进入缺氧池,在这里污泥中的反硝化细菌利用剩余的有机物和返回的硝酸盐进行反硝化;反硝化反应完成后进入好氧池,在这里污泥中的硝化细菌进行硝化,将废水中的氨氮转化为硝酸盐,而聚磷酸盐细菌则进行有氧吸收磷,剩余的有机物也在这里被好氧细菌氧化,最后在沉淀池中实现泥水分离,出水排出,沉淀下来的污泥一部分返回厌氧池,一部分作为富磷的剩余污泥外排。
工艺特点:
(1)该工艺从系统上来说可以称得上是最简单的同步脱氮除磷工艺,总水力停留时间较其他同类工艺短;
(2)在厌氧(缺氧)与好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,不存在污泥膨胀的风险,SVI值一般小于100;
(3)污泥中含P浓度较高,一般在2.5%以上,肥料效果较高;
(4)运行过程中不需加药,两个A段只需轻轻搅拌,避免溶解氧升高,运行成本低。
(5)厌氧、缺氧和好氧三种不同环境条件和不同类型的微生物菌群的有机结合,可以同时去除有机物、氮和磷;
(6)脱氮效果受混合液回流配比影响,而除磷效果受回流污泥中夹带的DO和硝酸氧影响,因此脱氮、除磷效率不可能很高。
BAF曝气生物滤池
BAF工艺为上流生物滤池,是新一代创新污水处理工艺,运行可靠,自动化程度高,出水水质好,抗冲击能力强,节约能源,工艺成熟高效。
工艺流程:
当污水通过滤层时,水中含有的污染物被滤层截留,并被附着在滤料上的生物降解、转化,同时溶解性有机物和特定物质也被去除,而生成的污泥则被截留在滤层中,而只允许净化后的水通过。这样,在密闭反应器中便可实现完全的生物处理,无需在下游设置二沉池进行污泥沉淀。
滤池底部设进水、排泥管,上、中部为填料层,厚度为2.5~3.5m。为防止滤料流失,在滤床上方装有带滤头的混凝土挡板,滤头可在不排空滤床的情况下从板面拆除,便于维修。
挡板上方的空间作为反冲洗水的储存区,其高度由反冲洗头决定。此区域安装有回流泵,将滤池流出水泵送至布水廊道,再回流至滤池底部,实现反硝化。不需要反硝化的工艺则无此回流系统。填料层底部与滤池底部之间的空间,预留用于反冲洗再生时填料的膨胀。滤池供气系统分为两组管路,置于填料层内的工艺气管用于工艺曝气(主要由曝气风机提供充氧曝气),将填料层分为上下两个区:上部为好氧区,下部为缺氧区。根据原水水质、处理目的及要求不同,填料层高度不同,好氧区与厌氧区的比例也相应变化。
工艺特点:
◆上游滤池,水从底部通道进入,由顶部流出;
◆滤料比重小于1;
◆穿孔管曝气节省设备投资和维护费用;
◆滤头位于滤池顶部,与处理水接触,维护方便;
◆重力反冲洗,无需反冲洗泵;
◆工艺空气与反冲洗空气共用同一风机;
◆可在滤层中部或底部布置曝气管,同池完成硝化、反硝化功能。
氧化沟工艺
氧化沟又称氧化槽,因其结构为封闭的圆形沟渠,是活性污泥法的一种变型,由于污水和活性污泥在曝气沟中不断循环,所以也有人称之为“循环曝气池”或“非终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长,有机负荷低,本质上是一种延迟曝气系统。
工艺特点:
(1)氧化沟采用连续环流反应器(CLR)作为生物反应器,混合液在反应器内封闭的曝气通道内连续循环流动。氧化沟通常在延迟曝气条件下使用。氧化沟采用带有方向控制的曝气搅拌装置,将水平速度传递给反应器内的物质,使被搅拌的液体在封闭的通道内循环流动。它一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流搅拌设备等组成。沟体的平面形状一般为环形,但也可以为矩形、L形、圆形或其他形状。沟端面形状多为矩形、梯形。
(2)氧化沟法具有较长的水力停留时间,较低的有机负荷和较长的泥龄,因此与传统的活性污泥法相比,可以省去调节池、初沉池、污泥消化池,有时还可以省去二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果,这主要是因为它巧妙地结合了CLR形式和曝气装置的特定定位布置,使得氧化沟具有独特的水力特性和工作特性。
SBR工艺
SBR工艺将反应、沉淀、污泥集于一池,完成进水、反应、沉淀、排水、闲置五个过程。该工艺无需设置二沉池及污泥回流系统,污染物去除效率高,占地面积小,布置紧凑,运行方式灵活,对水量水质变化适应能力强,运行管理灵活性强,运行费用低。
工艺机制:
SBR工艺不同于传统的污水处理工艺,SBR技术采用分时间运行方式代替空间运行方式,以非稳定生化反应代替稳态生化反应,以静态理想沉淀代替传统的动态沉淀,其主要特点是运行中有序、间歇操作。SBR技术的核心是SBR反应池,集均质、初沉、生物降解、二沉等功能于一体,无需污泥回流系统。
工艺特点:
(1)理想的推流工艺,增大了生化反应的推动力,提高了效率。池内厌氧、好氧状态处于交替状态,净化效果好。
(2)运行效果稳定,污水在理想的静态状态下沉淀,耗时短、效率高、出水水质好;
(3)抗冲击负荷。池中滞留的处理水对污水起稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污染物的冲击;
(4)工艺过程中各工序可根据水质、水量进行调整,操作灵活;
(5)加工设备少,结构简单,操作和维护方便;
(6)反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀;
(7)SBR系统本身也适合采用组合建设方式,有利于污水处理厂的扩建和改造;
(8)对于脱氮除磷,可以适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态的交替进行,具有良好的脱氮除磷效果。
MBR工艺脱氮除磷
MBR是将膜分离技术与微生物降解技术相结合的一种高效污水处理工艺。在反应器中,一方面膜组件高效地将泥水分离,提高了出水水质;另一方面,反应器中的污泥停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)相互独立,可以提高污泥浓度;另外,反应器中较长的SRT可以使一些增殖缓慢的特殊细菌(如自养硝化细菌等)出现在活性污泥中,膜组件可以将这些细菌截留,从而提高MBR处理效果。
MBR工艺具有一定的局限性,对于生活污水,MBR本身对氮、磷的去除只能达到40%~60%左右的去除率;对于工业废水,对难降解有机物的去除率也未能有太大的提高,因此MBR工艺一般与SBR系列/AAO等工艺配合使用。
五种常见的组合工艺:
SBR-MBR工艺
SBR-MBR工艺将SBR与MBR相结合,不仅具备一般MBR的优点,而且有利于膜组件本身与SBR工艺互利运行。由于膜组件的截留过滤作用,反应中的微生物可以最大限度生长,有利于世代周期较长的硝化菌和亚硝酸菌的生长繁殖,因此污泥生物活性高,对有机物的吸附降解能力强,同时还具有良好的硝化能力。另外,SBR工作模式为除磷菌的生长创造了条件,同时也满足了反硝化的需要,使得在单反应器内实现高效去除氮、磷和有机物成为可能。与传统SBR系统相比,SBR-MBR在反应阶段采用膜分离排水,可以减少传统SBR的循环时间;同时,序批运行方式可以延缓膜污染。
A2O-MBR工艺
A2O-MBR工艺,将A2O工艺与MBR膜分离技术相结合,具有同时脱氮、除磷的功能,可以进一步拓展MBR的应用范围。
此工艺设置两个回流段,一段是膜池混合液回流至缺氧池实现脱氮脱氮,另一段是缺氧池混合液回流至厌氧池实现厌氧释磷。
A2O-MBR工艺中高浓度MLSS、独立控制水力停留时间和污泥停留时间、回流比和污泥负荷率等都会产生与传统A2O工艺不同的效果,具有更优的脱氮除磷效果。
3A-MBR工艺
3A-MBR是基于生物脱氮除磷机理,结合膜生物反应器技术特点而形成的一种新型高效脱氮除磷污水处理工艺。其基本原理是膜生物反应器内高浓度硝化液与高浓度活性污泥通过回流系统形成良好的缺氧、厌氧条件,实现系统的高效脱氮除磷。该工艺内部流程为第一缺氧池、厌氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池,膜池混合液分别回流至第一缺氧池和第二缺氧池。
第一缺氧池利用进水碳源与回流硝化液进行快速反硝化,混合液再进入厌氧池进行厌氧释磷,降低硝酸盐对磷释放的影响。第二缺氧池利用污水中剩余的碳源和回流硝化液进一步进行反硝化脱氮。在好氧池中,有机物降解、好氧释磷、好氧硝化等多个反应同时发生,彻底去除污水中的污染物。混合液再经膜过滤出,实现污水中有机物及氮磷的去除。3A-MBR工艺合理组合了有机物降解、反硝化除磷等各个处理单元,协调各种生物降解功能的发挥,达到同步去除各种污染指标的目的,具有很高的推广应用价值。
A2O/A-MBR工艺
A2O/A-MBR工艺是一种强化内源反硝化的新工艺,该工艺利用MBR内高浓度活性污泥及生物多样性来强化脱氮除磷的效果。工艺流程为厌氧→缺氧→好氧→缺氧→膜池。该工艺在普通A2O工艺后设置一级缺氧池,利用进水快速碳源完成生物除磷除氮后,利用二级缺氧池进行内源反硝化,进一步去除TN,之后通过膜池好氧曝气,保证出水水质。A2O/A-MBR工艺是针对进水碳源不足,脱氮要求高的污水处理项目而开发的,也是一种强化脱氮的MBR脱氮除磷工艺。
A(2A)O-MBR工艺
A(2A)O-MBR工艺是两级缺氧A2O工艺与MBR工艺的结合,其特点是在传统A2O工艺上设置两个缺氧区(缺氧区I和缺氧区II),在第一个缺氧区中,将好氧区回流的NO3-全部还原,实现完全反硝化;而在第二个缺氧区中,实现内源反硝化,节省了外加碳源的投加。
相关研究发现,污泥中所含的碳水化合物(50.2%)、蛋白质(26.7%)、脂肪(20.0%)等均属于生物降解速度较慢的碳源,若将这些物质转化为易生物降解的碳源用于反硝化系统,可大大提高污水的生物反硝化效率,同时避免外加碳源,节省运行费用,因此具有较高的应用价值。A(2A)OMBR工艺两级缺氧生物池的设计正是借鉴了这一原理。
CASS 流程
CASS是循环活性污泥法的简称,整个工艺在一个反应器内完成,过程按“进水-出水”、“曝气-不曝气”的顺序进行。在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,将反应池沿池长设计成两部分,前部为生物选择区又称预反应区,后部为主反应区。主反应区后部设有升降式自动撇渣装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池内循环操作,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水、间断排水。
工艺机制
在预反应区中微生物通过酶的快速转移机制,快速吸附污水中大部分可溶性有机物,并进行高负荷的快速底物积累过程,对进水水质、水量、pH及有毒有害物质起到良好的缓冲作用,同时抑制丝状菌的生长,可有效防止污泥膨胀;随后在主反应区进行较低负荷的底物降解过程。
CASS工艺集反应、沉淀、排水等功能于一体,污染物的降解在时间上是一个推流过程,微生物处于好氧、缺氧、厌氧状态的周期性变化,从而达到去除污染物的目的,同时还具有良好的反硝化、除磷功能。
工艺流程:
(1)曝气阶段,由曝气装置向反应池中加入氧气,此时有机污染物被微生物氧化分解,污水中的NH3-N经过微生物的硝化作用转化为NO3-N;
(2)沉淀阶段:此时停止曝气,微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态转为缺氧状态,开始反硝化。活性污泥逐渐沉至池底,上层水体变得清澈;
(3)沉淀完成后,反应池末端的滗水器开始工作,自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态,继续进行反硝化;
(4)静止阶段 静止阶段是滗水器上升到其原始位置的阶段。
工艺特点:
(1)处理效果好,出水水质稳定;
(2)通过程序控制可达到良好的脱氮、除磷效果;
(3)污泥沉降性能好,稳定化程度高;
(4)能有效缓冲水质、水量的波动;
(5)工艺流程简单,基建投资低;
(6)采用模块化结构设计,方便分期建设或扩建项目;
(7)自动化程度高,操作管理复杂,设备维护水平要求高;
(8)设备闲置率高,维护工作量大。
CAST 流程
CAST工艺是循环活性污泥法的简称,又称周期性循环活性污泥法。整个工艺在一个反应器内完成,按“进水-出水”、“曝气-不曝气”的顺序进行,属于序批式活性污泥法,是SBR工艺的改良版。它在SBR工艺的基础上增加了生物选择器和污泥回流装置,并进行时序调节,从而大大提高了SBR工艺的可靠性和处理效率。
工艺机制:
整个CAST工艺在一个反应器内完成有机污染物的生物降解和泥水分离,反应器分为三个区,分别为生物选择区、兼性缺氧区和主反应区。生物选择区在厌氧和兼性缺氧条件下运行,使污水和回流污泥相互接触,充分利用活性污泥的快速吸附作用加速可溶性底物的去除,对难降解有机物进行酸化和水解,同时使污泥中吸附的过量磷在厌氧条件下得到有效释放。兼性缺氧区主要通过再生污泥的吸附去除有机物,同时促进磷的进一步释放和强化氮的硝化/反硝化作用,还可以通过曝气和闲置恢复污泥的活性。
工艺特点:
(1)对COD、BOD、SS、氨氮、磷的去除效率高。
(2)能承受较大的流量和有机载荷的冲击。
(3)占地面积小,投资少,可靠性好,运行费用低。
(4)能有效控制活性污泥的膨胀。
(5)系统组成简单,操作灵活。
(6)与传统活性污泥工艺相比,CAST系统产生的活性污泥较少,因此污泥处理成本相对较低。与A/0工艺、氧化沟工艺相比,建设运行费用及占地相对较小;操作简便灵活;处理能力及对水质的适应性相对较强
DAT-IAT流程
DAT-IAT工艺是一种污水处理工艺,该工艺的主体结构是由两个串联的反应池、好氧池和间歇曝气池组成的。水进入DAT池后被连续曝气,然后进入IAT池完成曝气、沉淀、滗析和去除剩余活性污泥等过程。
工艺流程:
进水阶段:DAT-IAT系统处理后的水连续进入DAT。
反应阶段分为两部分:首先在DAT中进行连续曝气,池内水流处于完全混合流状态,这样可以减少大部分有机物;经过DAT处理后的混合液通过两池之间的导流系统连续进入IAT,IAT的间歇曝气进一步去除有机物,使处理后的出水达到排放标准。
沉淀阶段:沉淀阶段仅发生在IAT,当IAT停止曝气时,活性污泥絮体静态沉淀并与上清液分离,流入IAT的DAT混合液流量很低,对IAT不产生扰动,因此其沉淀效率明显高于一般二沉池的动态沉淀。
排水阶段:排水阶段仅发生在IAT中。当池内水位升至最高位时,沉淀阶段结束,安装在IAT末端的滗析器开始将上清液缓慢排出池外。当池内水位降至最低位时,滗析停止。沉降在IAT反应池底部的活性污泥绝大部分用于该池的下一个处理周期。一部分污泥被污泥泵连续地泵回DAT池,作为DAT的回流污泥。剩余的剩余污泥则引至污泥处理系统进行污泥处理。
待机阶段:IAT池滗析完毕后,完成一个运行周期,中间间隔两周为待机阶段,此阶段长度可根据污水性质及处理要求缩短或取消。在除磷装置中,剩余污泥的排放一般在曝气阶段结束、沉淀开始时进行。
工艺特点:
(1)工艺稳定性高:DAT-IAT工艺对进水水质波动的适应性好。由于DAT池的不断进水和曝气起到水力平衡的作用,提高了工艺的稳定性;DAT池和IAT池均能维持较长的泥龄和较高的MLSS浓度,对有机物负荷和毒性物质的抗冲击能力强;由于IAT池可以随意调节状态,有利于难降解有机物的去除。
(2)能去除氮、磷。IAT池C/N比较低,有利于硝化细菌的繁殖和硝化反应的发生。加之间歇曝气,可形成好氧/缺氧/厌氧状态随时间交替变化的环境。在去除BODS的同时,还能达到一定的脱氮、除磷效果。
(3)处理构筑物少,工艺流程简单。DAT-IAT反应池集曝气、沉淀于一体,省去了初沉池、二沉池及污泥回流装置。同时,运行时,由于污泥已进行好氧稳定化,不需要消化处理,只需浓缩脱水,从而省去了消化池。
(4)容积利用率高,基建投资少。对于建有曝气池和二沉池的污水处理构筑物,在保证沉淀效果的前提下,尽可能提高曝气容积比,可以减少池体容积,减少基建投资。DAT-IAT工艺在取消二沉池等构筑物的基础上,曝气容积比最高,可达66.7%,而传统SBR工艺一般为50%~60%。可以说,DAT-IAT工艺是一种节省基建投资的工艺。
(5)工艺灵活性强,可调性强。由于DAT-IAT工艺连续进水、连续曝气,可根据原水水质、水量的变化调整IAT池的运行周期,使其始终处于最佳工作状态。同时,进水只发生在DAT池,排水只发生在IAT池,进一步增强了系统的可调性,有利于有机物的去除。
(6)最小水位差。无论IAT池处于何种反应阶段,DAT池都是连续进水。但当IAT池处于沉淀阶段时,DAT池水进入IAT池的流量设计得很低,以避免进水对沉淀过程造成影响。水位差小于1m。
(7)负荷变化影响小。由于DAT池只取水,不直接排水,即使DAT-IAT运行过程中水量、水质发生变化,也不会对出水水质造成太大的影响。
工艺缺点:
(1)回流污泥量大,能耗高。为了使DAT池维持较长的泥龄和较高的微生物浓度,必须在IAT池中安装污泥泵,将IAT池中部分污泥连续泵回DAT池。
(2)脱氮除磷需要延长运行周期,加大搅拌。脱氮除磷需要好氧/缺氧/厌氧交替的环境,由于该工艺的缺氧环境和厌氧环境是由好氧环境转化而来,且只发生在灌溉阶段的最后阶段,反硝化和磷释放不充分,脱氮除磷的效果有限。因此,可以根据需要增加搅拌装置,延长缺氧和厌氧时间,但这也会相应延长运行周期。
(3)除磷效果差。由于DAT-IAT厌氧过程只发生在灌溉阶段结束时,持续时间很短,磷的释放不充分,而且IAT池中残留的溶解氧和NO3-N浓度也会对其产生影响。同时,灌溉阶段结束时池内可生物降解有机物浓度很低,使聚磷菌无合适的底物可利用。另外,泥龄越短,除磷效果越好。而DAT-IAT工艺为长泥龄工艺,因此除磷效果差。
ICEAS 流程
ICEAS过程的最大特征称为间歇性循环延迟的污泥过程,是在反应器的水入口中添加了预反应区域。主反应区的泥水分离。
过程机制:
前部是预反应区,后部是主要反应区域。在主反应箱中进行了分区壁,间歇性的充气,沉积和倾斜,成为一个带有连续水入口和间歇性水出口的SBR反应罐,这极大地简化了水分布并使操作更加灵活。
工艺流程:
(1)在充气阶段,曝气系统间歇性地向反应罐提供氧气,有机物是通过微生物在生物上氧化的,并且污水中的氨氮是硝化的,并通过微生物否定了微生物。
(2)沉积阶段:目前,对反应罐的氧气供应被停止,而活化的污泥降低了静态状态,实现了泥浆分离。
(3)污泥后的倒阶段会在一定的深度下沉降,在倒倾角的过程中开始工作并排放上清液。开始。
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零价铁在废水氮和去除磷中的应用
铁是一个具有-0.440 V的活性金属。它具有强大的降低能力,因此,具有某些氧化特性的污染物可以降低并在理论上降解。 Fe0-H2O系统中的腐蚀过程,零价铁是电子供体,污染物是电子受体。
过程机制:
关于反硝化的文献综述:
零价铁硝化过程主要符合伪一阶动力学模型,并且某些过程不符合第一阶动力学模型或第二阶动力学模型的讨论,在对反应产物的讨论中。根据JF等人的研究,这两种反应的不同Gibbs自由能证明,在简单的零值铁硝化反应中,氮的产生反应比氮更容易发生。
学者们通常认为,反应过程是一种氢化过程,pH值将增加,酸度,零价值铁浓度,初始硝酸盐氮浓度等。
关于去除磷的文献综述:
T.等人的研究表明,在30分钟内,400 mg/l纳米铁可以去除96%的磷比相同的质量浓度的磷在30分钟内高13.9倍。
Zhang 等人的研究表明,pH值为3.0至7.0的酸性环境有利于通过零价铁去除磷,但较低的pH会阻碍磷的去除,碱性条件会导致磷酸化的磷酸化和磷酸化的磷酸化磷酸化的磷酸化。 铁,由Fe2+的磷酸化的化学沉淀,由零价铁在水中腐蚀产生,以及氢氧化铁和磷酸铁的共沉淀。
Yan Liu等人研究了零价铁纳米颗粒对核酸菌的生物硝化作用的影响独自一人。
KH Shin等人在存在纳米铁的情况下研究了微生物的硝化作用,结果表明,铁生物系统可以在3天之内完全消除,而单独的生物系统只能在7天之内降低50%的影响。在系统中,纳米铁不仅弥补了生物硝化的缺点,而且还保留了生物硝化的优势。
V. Et。
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铝盐去除磷的机理
污水处理中常用的铝盐包括氯化多氯化物(PAC),多硫酸盐(PAS),氯化铁氯化铁(PAFC)和硫酸钾铝硫酸钾对污染物的影响。
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修饰的沸石反硝化和磷去除过程
氮和磷去除机制:
沸石框架主要由氧硅(SiO4)四面体和氧铝(ALO4)四面体通过顶点处的氧原子相互连接,因为Alo4的过量电荷需要由阳离子中和范围内中和。天然沸石的孔径通常约为0.4nm,分子和离子大于该孔径,将无法进入NH4+的离子半径为0.286 nm。
由于沸石的孔不均匀,互连的程度较差,因此孔被拼凑而成,以改善自然沸石的吸附和离子交换性能,因此,磷酸盐的磷酸盐均以磷酸盐的形式进行可以通过修饰沸石来改善磷的去除。
文献综述了修饰沸石去除氮和去除磷的文献综述:
Duan 等人使用氯化铝和硫酸镁作为活性剂,并采用高温激活来改变自然的沸石,以实验结果作为研究对象,这表明了 and ofter的ph质量浓度为0.8 g/l,氮气中的氨氮浓度和总磷浓度都达到了景观水质标准(GB T 18921-2002)。
Li Bin和其他人使用氧化物修饰的沸石来同时取消硝化和磷的去除实验。筛选出最佳的稀土吸附剂。分别为90%。 吸附剂再生7次后,氮和磷的去除率保持在80%以上。
过程特征:
(1)沸石的市场价格约为每吨200元。
(2)回收很困难,回收成本很高,并且回收效应是平均值。
(3)氮和磷去除治疗具有良好的影响和高去除率,通常达到85%以上。