第8章污水生物除磷处理系统.docVIP

污水生物除磷处理系统 Mogens Henze著 在江、河、湖、海中，磷能促进植物的生长（富营养化）。排入受纳水体的大部分磷来自污水。由于世界范围内均产生了日益严重的水质富营养化问题，这就提出了从污水中去除磷的要求。生物除磷工艺能完全或部分解决这个问题。有时需要与化学沉淀工艺相结合。来自生物除磷污水处理厂的污泥如不含过量的对环境有害的重金属和有机毒物，将是很好的肥料。 活性污泥法生物除磷系统的物料平衡 图8.1为一个生物除磷污水处理厂的流程示意图。特别值得注意的是下列2个物料平衡： 在池V2中快速生物降解有机物的物料平衡（从这一平衡可知有多少快速生物降解有机物可用于磷的去除，并可由此计算可能去除的磷量）； 整个污水处理厂中磷的平衡（以此为基础，可计算出磷的去除量）。 图8.1 生物除磷示意图 V2––––厌氧除磷池 V3––––好氧/缺氧池 在池V２中，快速生物降解有机物（这里近似地以醋酸HAc计）的物料平衡如下： 进水 ＋ 回流 ＋ 水解/发酵 － 生物除磷的醋酸吸收＝出水 QSHAc,1＋Q5SHAc,5＋VS,HAcKh S2 V2－rV,HAcV2＝Q2.2 SHAc,2.2 （8.1） 通常，式（8.1）可通过假设SHAc,5＝0而简化（即处理后的污水和回流污泥中，所有快速降解有机物均已经被去除）。 根据式（3.36），快速降解有机物的去除rV,HAc可表示为: rV,HAc＝kHAc(SHAc /( SHAc＋KS, HAc))XB,PAO （3.36） rV,HAc＝kP (SHAc /( SHAc＋KS, HAc)) （8.2） P ––––20℃时，1～2 kgCOD(S)/(m3?d)； KS,HAc ––––2～6 g COD(S)/m3。 将式（8.2）（8.1）SHAc,5＝0，可得出完全混合厌氧池V2的表达式： （8.3） （Q1SHAc,1）（V2）kp，kS,HAc）已知，那么可从式（8.3）SHAc,2。 快速降解有机物的去除与磷的生物吸收密切相关，见例3.11和式（3.37） rV,PO4＝vHAc,PO4rV,HAc （8.4） rV,PO4 ––––假设的厌氧池中磷的生物吸收速率（） vHAc,PO4 ––––快速降解有机物（HAc）（PO4） 根据例3.11，VHAc,PO4约为0.1 g P/gCOD。 全处理系统磷的物料平衡可表达如下： 进水＝出水＋剩余污泥 Q1CP,1＝Q4CP,4＋Q6CP,6 （8.5） Q1SP,1＋rV,PO4V2＝Q4SP,4 （8.6） SP ––––正磷酸盐和聚磷的总浓度，mgP/L； rV,PO4 ––––生物磷吸收的“反应速率”（设计计算中包括了厌氧池V2，而实际上只发生在好氧/缺氧池V3）。 此外，还假设： Q6SP,6 Q4SP,4，也就是说，与出水溶解性磷含量相比，剩余污泥中所含的溶解磷很少； 正是厌氧池V2中快速生物降解有机物的吸收控制了生物磷吸收（虽然磷的吸收发生在好氧/缺氧池V3）； 在池V3中有足够的反应时间（如果污水厂设计有硝化或有硝化/反硝化，这是正确的）。 【例8.1】污水流量为3600 m3/d，快速生物降解有机物（COD）60 g/ m3。污水处理厂有生物除磷功能，已建有一个200 m3的完全混合式厌氧池。试计算厌氧池出水中快速降解有机物的浓度。不考虑厌氧池中快速降解有机物的产生。 快速降解有机物的物料平衡为： （8.3） /发酵vS,HAckhS2V2≈0；kP按1.46 kg COD(S)/(m3?d)计；KS,HAc按3 g COD/m3计。代入后得： 3 600m3/d×0.060 kg COD(S)/m3－(1.46 kg COD(S)/(m3?d)×SHAc,2×200m3)/(SHAc,2 + 0.003 kg COD(S)/m3)＝3600 m3/d×SHAc,2 由上式可计算出： SHAc,2＝0.006 kg COD/m3 于是，厌氧池中快速降解有机物的数量为： SHAc,1－SHAc,2＝0.060－0.006＝0.054 kg COD/m3 如果化学计算系数vHAc,PO4＝0.1 kg P/kg COD，则生物除磷工艺可从污水中去除的磷量为： (SHAc,1－SHAc,2) vHAc,PO4＝(0.060－0.006)×0.1＝0.0054 kg P/m3 （假设原进水中已存在这么多的溶解性磷。在丹麦常常有这种情况。在挪威、瑞士和其它许多国家，污水中磷的含量仅为丹麦的一半，这是由较小的洗涤剂消耗量和较大的人均日排污水量共同造成的）。 污水生物除磷处理系统的类型 所有污水生物除磷处理系统的设计都由生物除磷和好氧工艺（有机物的氧化）组合而成，其原因是为了使工艺