污水處理生物除磷工藝

污水處理生物除磷工藝

（一）缺氧好氧活性污泥法 (A/O工藝）

當以除磷為主時，可采用無內循環的厭氧/好氧工藝，基本工藝流程如下圖所示。

厭氧/好氧工藝流程

1. 設計參數

A/O工藝生物除磷設計參數見下表

A/O工藝生物除磷設計參數

2. 工藝計算

缺氧好氧活性污泥法生物除磷的工藝計算包括厭氧池（區）容積、好氧池（區）容

積。具體計算公式見下表。

A/O工藝生物除磷容積基計算公式

（二）弗斯特利普 ( Phostrip) 除磷工藝

Phostrip工藝是由Levin在1965年首先提出的，該工藝是在回流污泥的分流管線上增

設一個脫磷池和化學沉淀池而構成的，其工藝流程見下圖。

該工藝將在常規的好氧活性污泥法工藝中增設厭氧釋磷池和化學沉淀池。工藝流程為：

部分回流污泥（約為進水量的10%~20% )通過旁流進入厭氧池，在厭氧池中的停留時間為

8~ 12h, 使磷由固相中釋放，并轉移到水中；脫磷后的污泥問流到好氧池中繼續吸磷，厭

氧池上清液含有高濃度磷（可高達100mg/L 以上），將此上清液排入石灰混凝沉淀池進行

化學處理生成磷酸鈣沉淀，該含磷污泥可作為農業肥料，而混凝沉淀池出水應流入初沉池

再進行處理。Phostrip工藝不僅通過高磷剩余污泥除磷，而且還通過化學沉淀除磷。該工

藝具有生物除磷和化學除磷雙重作用，所以Phostrip工藝具有高效脫氮除磷功能。

Phostrip工藝比較適合于對現有工藝的改造，只需在污泥回流管線上增設少量小規模

的處理單元即可，且在改造過程中不必中斷處理系統的正常運行。總之，Phostrip工藝

受外界條件影響小，工藝操作靈活，脫氮除磷效果好且穩定。但該工藝存在流程復雜、運

行管理麻煩、處理成本較高等缺點。

四、厭氧／缺氧／好氧活性污泥法脫氮除磷工藝

需要同時脫氮除磷時，可采用厭氧／缺氧／好氧(A2/O)工藝，基本工藝流程如下圖。

A2/O工藝脫氮除磷流程

（一）一般規定

進入系統的污水應符合下列要求：

(1) 脫氮時，污水中的五日生化需氧量(BOD5 )與總凱氏氮(TKN)之比宜大于4 ;

(2) 除磷時，污水中的BOD5與總磷( TP)之比宜大于17 ;

(3) 同時脫氮、除磷時，宜同時滿足前兩款的要求；

(4) 好氧池（區）剩余堿度宜大于70mg/L( 以碳酸鈣 CaC03計）；

(5) 當工業廢水進水COD超過1000mg/L 時，前處理可采用升流式厭氧污泥床反應器( UASB)

等厭氧處理措施；

(6) 當工業廢水進水的BOD5/COD小于0. 3時，前處理需采用水解酸化等預處理措施。

（二）工藝設計

1. 設計參數

處理城鎮污水或水質類似城鎮污水的工業廢水時主要設計參數，可按下表的規定取值。

工業廢水的水質與城鎮污水水質差距較大時，設計參數應通過試驗或參照類似工程確定。

厭氧/缺氧/好氧(A/A/O)工藝主要設計參數（水溫20℃)

2. 曝氣設備

1)供氣量

選用曝氣設備時，應根據不同設備的特征、位于水面下的深度、水溫、污水的氧總轉移

特性，當地的海拔高度以及預期生物反應池中溶解氧濃度等因素，將計算的污水需氧量按

公式(6)換算為標準狀態(0. 1Mpa、20℃)下污水需氧最( SOR )。

Os = K。?O2 (7)

式中

Os—標準狀態下污水需氧量，kgO2/d ;

O2一污水需氧量，kgO2/d ;

K。—需氧量修正系數，采用鼓風曝氣裝置時按下式計算。

式中

а一混合液中KLa值與清水中KLa值之比，一般取0. 8~0. 85;

β一混合液的飽和溶解氧值與清水中的飽和溶解氧值之比，取0. 9~0.97 ;

Cs一標準條件下清水中飽和溶解氧濃度，取9. 17mg/L;

Csw—溫度、實際計算壓力時，清水飽和溶解氧，mg/L;

C。一混合液剩余溶解氧，一般取2mg/L;

T—混合液溫度，一般取5~30℃ ;

Csw—T溫度、實際計算壓力時，曝氣池中氧的平均飽和濃度；mg/L;

Ot一曝氣池逸出氣體中含氧，％；

Pb—曝氣裝置所處絕對壓力，MPa;

EA一曝氣設備氧的利用率，％。

采用鼓風曝氣裝置時，可按下式將標準狀態下污水需氧量，換算為標準狀態下的供氣量。

Gs=Os/0.28EA

式中

Gs—標準狀態下的供氣量，m3/h ;

Os一標準狀態下污水需氧量，kgO2/h ;

0. 28—標準狀態下的每m3空氣中含氧量，kgO2/m3 ;

EA—曝氣設備氧的利用率，％

2) 曝氣方式的選擇

(1)曝氣方式應結合供氧效率、能耗和維護檢修等因素進行綜合比選后確定；

(2)大、中型污水處理廠宜選擇鼓風式中、微孔曝氣系統等水下曝氣系統；

(3)鼓風式中微孔曝氣系統宜選擇共用鼓風機的供氣方式。

3) 鼓風機與鼓風機房

(1)應根據風蜇和風壓選擇鼓風機。大、中型污水處理廠宜選擇單級高速離心鼓風機或多級

低速離心鼓風機，小型污水處理廠和工業廢水處理站可選擇羅茨鼓風機；

(2)鼓風機房設置的常用鼓風機的供氣總量應符合設計供氣量(Gs)的要求，并保持10%的富

余供氣能力。

4)曝氣器的數星與布置

(1)曝氣器的數量應根據曝氣池的供氣蜇和所選曝氣器的參數要求確定；

(2)曝氣器一般布置均勻，不留有死角和空缺區域。

5) 推流器

(1)缺氧池（區）和厭氧池（區）應采用推流器，推流器功率宜采用5~8W/m3, 應選用安裝

角度可調的推流器；

(2)推流器器布置的間距、位置應根據試驗確定或由供貨廠方提供；

(3)推流器應對稱布置，攪拌器的軸向有效推動距離應大于反應池的池長；

(4)每個反應池內應設置2臺以上的推流器，反應池若分割成若干廊道，每條廊道至少應設

置1臺推流器。

3. 加藥系統

1)外加碳源

當進入反應池廢水的BOD5/TKN小于4時，應在缺氧池中投加碳源。投加碳源量可按一

下公式確定。

BOD5=2.86×△N×Q

式中

BOD5一投加的碳源相當于BOD5量，mg/L;

△N—硝態氮的脫除量，mg/L;

Q一設計污水流量，m3 /d。

2)化學除磷

(1)當出水總磷不能達到排放標準要求時，宜采用化學除磷作為輔助手段；

(2)最佳藥劑種類、投加量和投加點宜通過試驗或參照類似工程確定。化學藥劑儲存罐容量

應為理論加藥量的4~7d投加量，加藥系統應不少于2套，應采用計量泵投加。

(3)化學除磷時應考慮產生的污泥量，污泥增量可參照下表設計。

絮凝劑投加位置污泥增量

鋁鹽或鐵鹽作絮凝劑前置投加40%~75%

鋁鹽或鐵鹽作絮凝劑后置投加20%~35%

鋁鹽或鐵鹽作絮凝劑同步投加15%~50%

化學除磷污泥增量

(4)接觸鋁鹽和鐵鹽等腐蝕性物質的設備和管道應采取防腐措施。

4. 硝化液回流系統

(1)污泥回流設施應采用不易產生復氧的離心泵、混流泵、潛水泵等設；

(2)回流設施宜分別按生物處理工藝系統中的最大污泥回流比和最大混合液回流比計算確

定；

(3)回流設備不應少于2 臺，并設備用，回流設備宜有洞節流量的措施。

5. 剩余污泥量

1) 按下式計算污泥泥齡。

式中

△X—剩余污泥量，kgSS/d;

V一生物反應池的容積，m3；

X一生物反應池內混合液懸浮固體平均濃度，gMLSS/L;

θe一污泥泥齡，d。

2 ) 按污泥產率系數、衰減系數及不可生物降解和惰性懸浮物計算剩余污泥量。

式中：

△X一剩余污泥量，kgSS/d ;

V一生物反應池的容積，m3 ;

Y 一污泥產率系數，20℃時取0. 4~0. 8kgMLVSS/kgBOD5 ;

Q一設計平均日污水量，m3/ d ;

S。一生物反應池進水五日生化需氧量，kg/m3;

Se—生物反應池出水BOD5 , kg/m3；

Kd—衰減系數，d-1

Xv一生物反應池內混合液揮發性懸浮固體平均濃度，gMLVSS/L;

f—SS的污泥轉換率，宜根據試驗資料確定，無試驗資料時可取0.5~0.7gMLVSS/gSS;

SS。一生物反應池進水懸浮物濃度，kg/m3;

SSe一生物反應池出水懸浮物濃度，kg/m3；

3)剩余污泥量設置計量裝置可采用濕污泥計量和干污泥計量兩種方式。

（三）A2/O工藝的影響因素

1. 污水中可生物降解有機物的影響

厭氧段：如果污水中可生物降解有機物很少，則聚磷菌無法正常進行磷的釋放，導致好

氧段也不能大量地吸收污水中的磷，從而影響除磷的效果。試驗證明：進水中溶解性磷與

溶解性 BOD5之比應小于0. 06才會有較好的除磷效果。

缺氧段：C/N 較高時，NOx -N反銷化速率大，則HRT=0.5~1.0h; C/N較低時，Nox-N

反硝化速率小，則HRT=2.0~3. 0h。

對于低 BOD5濃度的城市污水，C/N 比較低，脫氮率不高。一般來說，污水中COD/ TKN >8 ,

N的總去除率可達80%。

2.污泥齡(θe)的影響

污泥齡θe受硝化和除磷兩個方面的影響：一方面硝化反應要求污泥齡θe比普通活性

污泥工藝時間長；另一方面由于除磷的要求，使污泥齡不能過長，A2/O工藝中的θe一般

為15~20d。

3. DO的影響

好氧段DO過高，DO會隨污泥回流和混合液回流帶至厭氧段與缺氧段，造成厭氧段的厭

氧不完全而影響聚磷菌釋放磷。而缺氧段DO升高則影響NOx -N的反硝化。相反，好氧段

DO下降，則氨氮的硝化速度下降，即氧化速度下降。因此在好氧段DO以2mg/L左右為好，

缺氧段DO≤0.5mg/L, 厭氧段DO <0.5mg/L。

4. 有機物負荷率 ( Ns ) 的影響

好氧段：Ns≤0.18kgBOD5/(kgMLVSS?d), 否則異氧菌會大大超過硝化菌，使硝化反應受

到抑制；

厭氧段：Ns ＞0.1kgBOD5/( kggMLVSS?d), 否則除磷效果會下降。

5. TKN/MLSS負荷率的影響

過高濃度的氨氮對硝化菌會產生抑制作用，影響其硝化，一般控制TKN/MLSS＜

0.05kgTKN/ ( kgMLSS?d)。

6.污泥回流比(R)與混合液回流比(RN)的影響

R為25%~100%為宜。R太高，污泥將DO和NOx -N帶入厭氧段太多，影響其厭氧狀態，

使釋磷不利；如果R太低，可能維持不了反應池內污泥正常濃度2500~3500mg/L, 影響生

化反應速率。缺氧段的脫氮效果與混合液回流比RN有較大的影響,一般采用RN≥200%。