环保工程师专业知识精讲班课件讲义11-20讲

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环保工程师专业知识一精讲班第11讲讲义

曝气池的需氧量与供氧量

2.1.7曝气池的需氧量与供氧量

1、曝气池的需氧量

需氧量是指废水实际取得的氧量。吸氧与供氧之间存在着一个转移效率问题。所供给的氧量仅有一部分被混合液吸收。曝气池中的好氧微生物为了完成有机物的降解转化作用，必须有足够量的溶解氧的参与，其需氧量有两种计算方法：

⑴将好氧微生物所需的氧量分为两部分，即微生物对有机物质进行分解代谢和微生物本身的内源呼吸过程所需要的氧，这两部分需氧量之和即为生物处理所需的氧量：

⑵从污水中的BOD5和每日排放的剩余污泥量来进行估算。假设所去除的BOD5最后都转变成最终产物，总需氧量可由BODu来计算（BODu是总碳氧化需氧量），由于部分BOD5转变为剩余污泥中的新细胞，所以剩余污泥中的BODu必须从总需氧量中扣除，需氧量公式为：

当生物处理去除含碳有机物时，需氧量以上述两种方法计算即可，而当生物处理既要求去除含碳有机物又要求除氮时，需氧量应加上除氮所需的氧量。

2、曝气池的供氧量

单位时间内曝气设备供给曝气池混合液的氧量称为供氧量。供氧量只有一部分直接转移到废水中去，称为吸氧量。在曝气池中，氧是通过空气在混合液中扩散转移到水中，成为溶解氧后，才被微生物细胞利用。

⑴氧转移的基本原理

根据气体传递双膜理论，可以计算出曝气池内清水中气泡内的氧转移到水中的速率，通过曝气，空气中的氧从气相传递到混合液的液相中，这既是一个传质过程，又是一个物质扩散过程，扩散的推动力是氧在界面两侧的浓度差，即氧的不足量或饱和差，饱和差越大，氧转移速率就越大。

⑵影响氧转移的因素

在供氧量和吸氧量之间存在着转移效率。废水实际所吸收的氧量有多种影响因素：

①水温

水温不仅会影响饱和溶解氧的浓度，而且还影响流体的黏滞度，从而影响氧的总转移系数 ，

式中 是温度为T℃时氧的总转移系数， 是温度为20℃时氧的总转移系数， 为温度系数，其取值范围为

1.008～1.047，一般取值1.024。

②溶液的性质及其所含组分对氧的溶解度和氧的转移都有直接的影响，如污水中的表面活性剂等有机组分及无机组分都会影响氧的饱和溶解度。

③分压力对氧的饱和溶解度有一定的影响，当氧的分压力降低时，氧的饱和溶解度也降低，在压力不是标准大气压的地

区，应使用修正系数 进行修正。

④曝气装置的搅拌混合强度对氧的总转移系数 有影响，强的混合程度不但会使液膜的厚度减小从而使氧的总转移系

数增大而且还使气泡直径减小，增加了气液交界的面积，有利于氧的转移，所以搅拌混合强度越大， 越大。

⑤水深对溶解氧浓度的影响

在鼓风曝气池内，增加扩散器的装设浓度，形成的气泡中氧的分压力增大，所以氧的饱和溶解度亦增大，安装在池底的空气扩散装置出口处的氧分压最大，因此氧的饱和溶解浓度也最大。曝气池中的饱和溶解氧浓度应该是扩散装置出口处和混合液表面两处的饱和溶解氧浓度的平均值。

供氧量计算

⑶供氧量计算

实际曝气池中的氧转移量的计算法有以下几种：

①氧转移量法

供氧量的计算是为了让我们更好地选择和设计合适的曝气系统，以满足生化反应的需氧量，但为了产品的适应面，生产厂

家提供的空气扩散装置的氧传递参数是在标准条件下测定的，所谓标准条件是指一个大气压和20℃的脱氧清水中测定试验。在实际应用中，曝气装置在混合液中的氧的总转移系数，均与在清水中不同，应该用公式将实际传氧速率换算成标准传氧速率。

供氧量S＝0.28GS，

而供气量

②经验数据法

根据国内污水厂的运行经验，当曝气池水深为2.5～3.5m时，去除1kgBOD5所需的供氧量为：

穿孔管曝气时：80～140m3(空气)/kg(BOD5)

扩散板曝气时：40～70m3(空气)/kg(BOD5)

③空气利用率计算法

1 m3空气中含氧209.4L，在100kPa的压力和温度为0℃时及20℃时，1m3空气质量分别为1294g和1221g，含氧量分别为300g 和280g。按去除1kg的BOD5需氧1kg计算，需空气量分别为3.33 m3和3.57 m3，气泡曝气时氧的利用率一般为5%～10%，（穿孔管取低值，扩散板取高值），因此当氧的利用率为5%，去除1kg的BOD5需空气7

2 m3（20℃），当氧的利用率为10%时，供空气量为36m3（20℃）。

例题2：某漂染废水处理站，有两座完全混合式曝气池，每座容积为350 m3，污泥质量浓度为4000mg/L。处理废水量为5000 m3/d，最大时变化系数为1.3。进水平均BOD5为250 mg/L，水温为30℃，要求BOD5去除90%，求需氧量。

解：

解：

⑴求需氧量

计算方法同例题2，将各参数代入公式可得需氧量为：

⑵计算鼓风曝气池中平均溶解氧值

曝气方法及曝气设备的选择与计算

3、曝气方法及曝气设备的选择与计算

⑴曝气方法与曝气设备

曝气设备是活性污泥法污水处理工艺系统中的重要组成部分，通过曝气设备向曝气池供氧，同时曝气设备还有混合搅拌的功能，以增强污染物在水处理系统中的传质条件，提高处理效果。曝气方法主要有以下几种：

①鼓风曝气

鼓风曝气就是利用风机或空压机向曝气池充入一定压力的空气，一方面供应生化反应所需要的氧量，同时保持混合液悬浮固体均匀混合。扩散器是鼓风曝气的关键部件，其作用是将空气分散成空气泡，增大气液接触界面，将空气中的氧溶解于水中。曝气效率取决于气泡大小、水的亏氧量、气液接触时间和气泡的压力等因素。

目前常用的空气扩散器主要有：

a.微孔扩散器；

b.中气泡扩散器；

c.大气泡扩散器；

d.射流扩散器；E．固定螺旋扩散器。

鼓风曝气系统中常用的鼓风机为罗茨鼓风机和离心式风机。罗茨鼓风机在中小型污水厂较为常用，单机风量在80 m3/min以下，缺点是噪声大，必须采取消音、隔音措施。当单机风量大于80 m3/min时，一般采用离心式鼓风机，噪声较小，效率较高，适用于大中型污水厂。

②机械曝气

机械曝气也称为表面曝气，机械曝气器大多以装在曝气池水面的叶轮快速转动，进行表层充氧。按转轴方向不同，可分为立式和卧式两类。常用的立式表面曝气机有平板叶轮、倒伞型叶轮和泵型叶轮等，卧式表面曝气机有转刷曝气机和转盘曝气机等。曝气叶轮的充氧能力和提升能力同叶轮浸没深度、叶轮的转速等因素有关，在适宜的浸深和转速下，叶轮的充氧能力最大，并可保证池内污泥浓度和溶解氧浓度均匀。

一般而言，机械曝气常用于曝气池较小的场合，可减少动力消耗，维护管理也较方便。鼓风曝气供应空气的伸缩性较大，曝气效果也较好，一般用于较大的曝气池。

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鼓风曝气设备的选择和计算

⑵鼓风曝气设备的选择和计算

鼓风曝气设备的设计内容包括：空气扩散器的选择和布置，空气管路布置及其计算，选择鼓风机并计算所需的台数。其中扩散器按需氧量要求的氧转移量选择，鼓风机台数及管路计算是根据供气量确定的。

管路计算包括：布置管道系统，确定每段最大输气量，根据流量和经济流速计算管径，计算压力损失。从鼓风机房到曝气池上的空气干管，可按经济流速为10～15m/s计算管径。通向扩散设备的支管，可按空气流速为4～5m/s计算管径。空气管道的压力损失包括摩擦损失和局部损失两部分。摩擦损失根据直管长度及流速按摩擦损失计算图进行计算，计算时必须按管内温度和该段管内的压力进行修正。局部损失应根据各配件特征，换算成相应的折算长度，再按摩擦损失计算图进行计算，不同管材有不同的压力损失修正系数。 各配件的折算长度 ，式中D为配件的直径，K为折算系数，见下表：

例题4：已知曝气池的供气量 G5＝5040m3/h，鼓风机房至曝气池干管总长44m，管段上有弯头5个，闸阀2个，计算输气干管

的直径和压力损失。

解：由于干管上没有支管，可采用同一管径，根据 ＝5040m3/h以及经济流速 ＝15m/s，在空气管管径计算简图上，两点作一条直线，交管径线于一点，得管径为350mm。根据折算公式得配件折长度为

＝194×0.284＝55.2m

所以得到干管的计算长度为44＋55.2＝99.2m，计算水温为30℃,管内空气压力为60kPa，查摩擦损失计算图，可得到摩擦损失h＝5.3kPa/1000m，则管道的压力损失为

一般希望管道及扩散设备的总压力损失不大于15kPa,其中管道损失控制在5kPa以内。

选择风机的依据是风量和风压，并考虑必需的储备量。鼓风机台数不少于2台，其中一台备用，以适应负荷的变化。

配件名称 等径直流三通 异径直流三通 转弯三通 弯头 大小头 球阀 角阀

闸阀 K值 0.33 0.42～0.67 1.33 0.4～0.70.1～0.2 2.0 0.9 0.25

活性污泥法的工艺流程和运行方式

2.1.8活性污泥法的工艺流程和运行方式

在近几十年来，活性污泥法处理工艺得到了较快的发展，出现了多种活性污泥法工艺流程和运行方式，如普通曝气法、阶段曝气法、生物吸附－降解法、序批式活性污泥法等。

1、传统活性污泥法

⑴工艺流程

传统活性污泥法的工艺流程是：经过初次沉淀池去除粗大悬浮物的废水，在曝气池与污泥混合，呈推流方式从池首向池尾流动，活性污泥微生物在此过程中连续完成吸附和代谢过程。曝气池混合液在二沉池去除活性污泥混合固体后，澄清液作为净化液出流。沉淀的污泥一部分以回流的形式返回曝气池，再起到净化作用，一部分作为剩余污泥排出。

⑵曝气池及曝气设备

曝气池为推流式，有单廊道和多廊道形式，当廊道为单数时，污水进出口分别位于曝气池的两端；当廊道数为双数时，则位于同侧。曝气池的进水和进泥口均采用淹没式，由进水闸板控制，以免形成短流。出水可采用溢流堰或出水孔，通过出水孔的流速要小些，以免破坏污泥絮状体。廊道长一般在50～70m，最长可达100m，有效水深多为4～6m，宽深比1～2，长宽比一般为5～10。鼓风曝气池中的曝气设备，通常安置在曝气池廊道的一侧。

⑶活性污泥法系统运行时的控制参数

主要控制参数包括：曝气池内的溶解氧、回流污泥量和剩余污泥排放量。

①溶解氧的浓度；②回流污泥量；③剩余污泥排放量的确定

⑷传统活性污泥法的特点：

①优点：工艺相对成熟、积累运行经验多、运行稳定；有机物去除效率高，BOD5的去除率通常为90%～95%；曝气池耐冲击负荷能力较低；适用于处理进水水质比较稳定而处理程度要求高的大型城市污水处理厂；

②缺点：需氧与供氧矛大，池首端供氧不足，池末端供氧大于需氧，造成浪费；传统活性污泥法曝气池停留时间较长，曝气池容积大、占地面积大、基建费用高，电耗大；脱氧除磷效率低，通常只有10%～30%。

⑵阶段曝气法（多类进水法）

针对普通活性污泥法的BOD负荷在池首过高的缺点，将废水沿曝气池长分数处注入，即形成阶段曝气法，它与渐减曝气法类似，只是将进水按流程分若干点进入曝气池，使有机物分配较为均匀，解决曝气池进口端供氧不足的现象，使池内需氧与供氧较为平衡。

主要特点为：

①有机污染物在池内分配均匀，缩小了供氧与需氧的矛盾；②供气的利用率高，节约能源；③系统耐负荷冲击的能力高于传统活性污泥法；④曝气池内混合液中污泥浓度沿池长逐步降低，流入二沉池的混合液中的污泥浓度较低，可提高二沉池的固液分离效果，对二沉池的工作有利。

⑶吸附再生活性污泥法（接触稳定法）

污水与活性很强（饥饿状态）的活性污泥同步进入吸附池，并充分接触30～60min，吸附去除水中有机物后，混合液进入二沉池进行泥水分离，澄清水排放，污泥则从沉淀池底部排出，一部分作为剩余污泥排出系统，另一部分回流至再生池，停留3～6小时，进行第二阶段的分解与合成代谢，即活性污泥对所吸附的大量有机底物进行“消化”，活性污泥微生物进入内源呼吸期，活性污泥的活性得到恢复。与传统活性污泥法比较，吸附再生法具有以下特征：

优点：污水与活性污泥在吸附池内停留时间短，使吸附池的容积减小。再生池接纳的是排除了剩余污泥的污泥，因此，再生池的容积也较小。经过再生的活性污泥处于饥饿状态，因而吸附活性高。吸附和代谢分开进行，对冲击负荷的适应性较强，构筑物体积小于传统的活性污泥法。再生池的污泥微生物处于内源呼吸期，丝状菌不适应这样的环境，所以繁殖受到抑制，因而有利于防止污泥膨胀。

缺点：处理效果低于传统法，不宜用于处理溶解性有机物含量为主的污水，，处理后的出水水质也较传统活性污泥法的差。

⑷完全混合式活性污泥法

完全混合法应用完全混合式曝气池，它与推流式的工况截然不同，有机染污物进入完全混合式曝气池后立即与混合液充分混合，池中的污泥负荷相同，它的运行工况点位于活性污泥的增长曲线的某一点上，完全混合式活性污泥法系统有曝气池与沉淀池合建及分建两种类型，曝气装置可以采用鼓风曝气装置或机械表面曝气装置。本方法的特点如下：

①进入曝气池的污水很快被池内已存在的混合液稀释、均化，因此，该工艺对冲击负荷有较强的适应能力，适用于处理工业废水，特别是高浓度的工业废水。

②污水和活性污泥在曝气池中分布均匀，污泥负荷相同，微生物群体组成和数量一致，即工况相同。因此，有可能通过对污泥负荷的调控，将整个曝气池工况控制在最佳点，使活性污泥的净化功能得到充分发挥，在相同处理效果下，其负荷率低于推流式曝气池。

③池内需氧均匀，动力消耗低于传统的活性污泥法。

④该法比较适合小型的污水处理厂。

⑤该工艺较易产生污泥膨胀，其处理的水质一般不如推流式。

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环保工程师专业知识一精讲班第13讲讲义

生物吸附-降解活性污泥法

⑸生物吸附-降解活性污泥法

也称为AB法，不设初沉池，由A段和B段二级活性污泥系统串联组成，分别有独立的污泥回流系统。

AB法工艺对BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常规的活性污泥法，主要用于城市污水处理。

①系统组成：

A段由A段曝气池与中沉池组成，B段由B段曝气池及终沉池组成，A、B两段分别设立污泥回流系统。

②AB法的基本原理

AB法流程遵循以下两条基本原理：

1）与单段系统相比，微生物群体完全隔开的两段系统能取得更高效和更稳定的处理效果；

2）由于AB法不设初沉池，为此一个连续工作的A段，由于外界连续不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核生物，提高了处理工艺的稳定性。

③AB法的工艺特点：

a.不需设初沉池；

b.A段具有高效和稳定的特点；

c.A段和B段运行既独立又联系，可以根据出水水质特点和要求，灵活地调整运行参数；

d.AB法具有一定的脱氮除磷功能；

e.适合某些难降解有机废水的处理，在处理过程中，A段兼氧运行，可使长链大分子有机物变为短链小分子有机物，提高污水的可生化性，使B段处理效果提高；

f.AB法的基建投资省，运行费用低，能耗少，处理效果好；

g.易于实现分期建设，可先建A段，通过A段去除大多数有机物，部分达到削减有机物的环境质量要求，资金到位后，再续建B段；

④AB法的变形工艺

A-B（BAF）工艺：用具有高容积负荷的曝气生物滤池（BAF）代替AB滤池串联工艺。BAF中的活性污泥不仅在滤料表面形成生物膜，在滤料间形成污泥层，对污水中的有机物能起到很好的吸附过滤作用；

A-B（A/O）工艺：污水经A段去除部分有机物后，进入A/O的缺氧池，利用水中的有机物对来自好氧池的硝酸盐进行反硝化；

A-B（A/A/O）工艺：将B段改为A/A/O法，这种工艺在A段具有进水负荷高，耐冲击负荷的优点，又具有A/A/O法对含碳有机物和氮磷去除效果好的特点；

A-B（SBR）工艺：即，将B段改为序批式活性污泥法，使该段可以达到去除有机物以及氮磷的目的；

A-B（氧化沟）工艺：将AB法的A段与氧化沟相结合，以节省B段用地，多用于改建或扩建工程，可达到除磷脱氮、出水水质好的目的。

序批式活性污泥法

⑹另一种活性污泥法是序批式活性污泥法（间歇式活性污泥法）

其污水处理机理与传统的活性污泥法完全相同，由一个或多个SBR池组成目前，随着自控技术的进步，特别一些在线监测仪器仪表的使用使本法得到较快的应用。

①典型的工艺流程

进水经过格栅、沉砂池以及污水贮存池后进入SBR池进行处理。SBR工艺中的关键及专用设备是滗水器，它是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。由于系统中通常不设初沉池，为了消除浮渣，SBR 反应池应该有清除浮渣的装置。

②工作原理

ⅰ污水流入工序

污水流入曝气池前，该池处于操作周期的待机（闲置）工序，此时沉淀后的上清液已排放，曝气池内留有沉淀下来的活性污泥。污水流入的方式有单纯注水、曝气和缓速搅拌三种，至于选用哪一种方式，则应根据设计要求而定。

ⅱ曝气反应工序：当污水注满后，即开始曝气操作。

ⅲ沉淀工序：使混合液处于静止状态，进行泥水分离，沉淀时间一般为1～1.5h。

ⅳ排水工序：排除曝气池沉淀后的上清液，留下活性污泥，作为下一周期的菌种。

ⅴ闲置工序：曝气池处于空闲状态，等下一个周期的开始。

③SBR活性污泥法的特点

ⅰ处理效率高，具有耐冲击负荷和反应推动力大等优点。

ⅱSBR的进水工序均化了污水逐时变化的水质和水量，一般不需设调节池。

ⅲ不需要设专门的沉淀池和调节池，不需要污泥回流，运行费用低，与标准的活性污泥法相比，基建费和运行费用较低，主要适用于小型污水处理厂。

ⅳ由于底物浓度高，浓度梯度也大，交替出现缺氧、好氧状态，能抑制专性好氧菌的过量繁殖，可同时具有BOD和有利于生物脱氮除磷的功能。

ⅴ污泥的SVI值较低，一般不易产生污泥膨胀。

ⅵSBR工艺的活性污泥沉淀，是在静止或接近静止的状态下进行的，因此处理水质优于连续式活性污泥法。

ⅶSBR的运行操作、参数控制应实施自动化管理。

④运行时的影响因素

ⅰ可生物降解的基质浓度

ⅱ硝酸盐氮对脱氮除磷的影响

ⅲ运行时间和DO的影响

ⅳBOD污泥负荷与排出比

⑤SBR活性污泥法的分类

ⅰ按进水方式可以分以分为间歇进水式和连续进水式类：

间歇进水方式：沉淀期和出水期内不进水，比较容易获得澄清的处理水。

连续进水方式：可利用一个反应池连续地处理污水，但因沉淀期和排水期时进入污水，会引起污泥上浮，与处理水相混，造成出水水质欠佳。

ⅱ按有机负荷分为以下几类：

高负荷运行方式：适用于处理中等规模以上的污水。

低负荷运行方式：适用于小型污水处理厂。

⑥其他几种序批式活性污泥法工艺

ⅰ改良型SBR（MSBR）工艺

该工艺不需设置初沉池和二沉池，系统连续出水，两个序批池交替充当沉淀池使用，周期运行。污水首先进入厌氧池，与沉淀池回流的高浓度污泥混合，聚磷菌进行磷的释放，吸收低分子脂肪酸以PHB等形式贮存在体内。接着混合液进入好氧池，聚磷菌分解体内的PHB，获得能量，过量吸收周围环境中的正磷酸盐，并积累在细胞体内，同时碳化菌完成有机碳的降解，硝化菌完成氨氮的硝化。剩余污泥的排放在沉淀后期直接从序批池中底部排放。缺氧池和厌氧池分别设置有搅拌装置。

MSBR主要具有以下特点：采用连续进、出水；采用恒水位运行；提供传统连续流、恒水位活性污泥工艺对生物脱氮除磷所具有的专用缺氧、厌氧和好氧反应区，提高了工艺运行的可靠性和灵活性；改善了出水的水质；提高了系统对生物脱氮除磷及有机物的去除效率。

ⅱICEAS工艺

是一种连续进水的SBR工艺，其反应池前端设置专门的缺氧选择器-预反应区，用以促进菌胶团的形成和抑制丝状菌的繁殖。反应池的后部为主反应区。在预反应区内，污水连续流入，在反应区通过隔墙下部的孔洞相连，污水以较慢的速度由预反应区流入主反应区。

ⅲCASS活性污泥法工艺

CASS即循环式活性污泥系统，是以序批式曝气-非曝气方式间歇运行，将生物反应过程和泥水分离结合在一座池中进行，是一种“充水和排水”的活性污泥法系统，废水按一定的周期和阶段得到处理，是间歇式好氧活性污泥反应器SBR工艺的一种更新变形，在氧化沟技术和SBR的基础上开发而成。

CASS的基本原理是：CASS工艺将可变容积活性污泥法过程和生物选择器的原理进行有机的结合，覆盖包容了各类描述此类工艺所采用的如简称为IDEA的间隙排水延时曝气工艺IDAL间隙排水曝气塘工艺、ICEAS间歇循环延时曝气活性污泥法等。 CASS工艺的设计包括生物选择区的设置，确定污泥回流比，进行运行时间的分配以及DO值的控制等方面的内容。

CASS工艺的运行由进水-曝气、沉淀（进水）、滗水和充水-闲置四个基本过程组成，每个基本过程的时间对处理效果都有影响。合理的时间分配应为：曝气时间占总循环时间的50％～60％，沉淀时间占30％，滗水和闲置时间分别不超过10％和5％，但是在实际应用中，必须根据原水水质由试验来确定最佳值，通常总循环时间可设置为4～12h。

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环保工程师专业知识一精讲班第14讲讲义

氧化沟

7.氧化沟

①工艺流程与原理

氧化沟一般采用机械充氧和推动水流，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动，属于活性污泥法的一种变形，实质上相当于延时曝气活性污泥系统。由于它运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好，耐冲击负荷，运行稳定，并可脱氮除磷，日益受到关注与重视。

②活性污泥法的特点

ⅰ氧化沟工艺结合了推流与完全混合两种流态

ⅱ氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度

ⅲ在工艺方面，一般不设初沉池，二次沉淀池可以与氧化沟合建，省去污泥回流，与延时曝气系统相同，耐冲击负荷，可存活世代时间长的微生物。

ⅳ氧化沟的出水水质好。

ⅴ氧化沟的整体体积功率密度较低。

③氧化沟包括以下几种类型

ⅰ基本型

基本型氧化沟的处理规模小，一般采用卧式转刷曝气，水深约1～1.5m，氧化沟内污水的水平流速0.3～0.4m/s。混合液通过转刷后，溶解氧的浓度被提高，随后，在渠内流动过程中溶解氧又逐渐降低。氧化沟通常采用延时曝气的方式运行，水力停留时间为10～24h，污泥泥龄为20～30d，通过设置进水和出水的位置、污泥回流的位置、曝气设备的位置等可以使氧化沟完成碳化、硝化和反硝化功能。

ⅱ卡鲁塞尔式氧化沟

是一个多沟串联系统，进水与回流的活性污泥混合后在沟内不停的循环流动，采用表面机械曝气器，每沟渠的一端各安装一个，靠近曝气器下游的区段为好氧区，处于曝气器上游和外环的区段为缺氧区，混合液交替进行好氧和缺氧，这不仅提供了良好的生物脱氮条件，而且有利于生物絮凝，使活性污泥易于沉淀。

ⅲ三沟式氧化沟

由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池（称为A池和C池）交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子（称为B池）一直为曝气池。原污水交替地进入两侧的A和C池，处理出水则相应地从作为沉淀池的C池或A池流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59％）左右，另外也有利于生物脱氮。

三沟式氧化沟基本运行方式大体分为6个阶段，工作周期是8h，它由自动控制系统根据其运行程序自动控制进、出水的方向、溢流堰的升降以及曝气转刷的开动和停止。

第一个阶段

第一个阶段：工作时间2.5h，污水经配水井进入第一沟，沟内转刷低速运转，仅维持沟活性污泥处于悬浮状态下环流，沟内处于缺氧反硝化状态，反硝化菌将上阶段产生的硝酸盐氮还原为氮气逸出。在此过程中，原污水作为碳源，不必外加碳源。同时沟内出水堰能自动调节，混合液进入第二沟，沟内转刷在第一阶段均处于高速运行，使其沟内的混合液保持恒定环流，其溶解氧的浓度为2mg/L，在此进行有机物的降解和氨氮的硝化。处理后的混合液再进入第三沟，此时第三沟内的转刷处于闲置状态，第三沟仅用作沉淀池，使泥水分离，澄清水通过已降低的出水堰从第三沟流出。

第二阶段：工作时间0.5h，污水入流从第一沟到第二沟，此时第一沟内的转刷高速运转，第一沟由缺氧逐步转为富氧状态，第二沟内转刷仍高速运转，所以第二个阶段的第一和第二沟均处于好氧状态，都进行有机物的降解和氨氮的硝化。经第二沟处理过的混合液再进入第三沟，第三沟仍为沉淀池，沉淀后的污水通过第三沟的出水堰排出。

第三阶段：工作时间1.0h，第一沟转刷停止运转，开始进行泥水分离，需要设过度段，至该阶段末分离过程结束。在该阶段，入流污水仍进入第二沟，处理后的污水仍然通过第三沟出水堰排出。

第四阶段：工作时间2.5h，污水入流从第二沟调至第三沟，第一沟出水堰降低，第三沟出水堰升高，沟内转刷低速运转，使混合液悬浮环流，处于缺氧状态，进行反硝化脱氮。然后混合液流入第二沟，沟内转刷高速运转，使其处于好氧状态，进行有机物降解和氨氮硝化。经处理后再流入第一沟，此时第一沟作为沉淀池，澄清水通过第一沟已降低的出水堰排出。该阶段与第一阶段类似，所不同的是硝化发生在第三沟，而沉淀发生在第一沟。

第五阶段：工作时间0.5h，污水入流从第三沟转向第二沟，第三沟内转刷高速运转，以保证在该阶段末沟内有剩余氧。第一沟仍作沉淀池，处理后污水通过该沟出水堰排出，第二沟转刷高速运转，仍处于有机物降解和氨氮硝化过程。该阶段与第二个阶段相对应，所不同的是两个外沟的功能相反。

第六阶段：工作时间1.0h，该阶段基本与第三个阶段相同，第三沟内转刷停止运转，开始进行泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。

三沟式氧化沟流程简单，无需设置初沉池和二沉池及污泥回流设备，处理效果稳定，管理方便，基建费用低，占地少并具有脱氮除磷的功能，在我国得到了一定应用。

ⅳ奥巴勒型氧化沟

奥巴勒型氧化沟是由多个同心的椭圆形或圆形沟渠组成，污水与回流污泥均进入最外一条沟渠，在不断循环的同时，依次进入下一个沟渠，最后混合液从内沟渠排出，进入沉淀池。

奥巴勒型氧化沟可根据需要分设两条沟渠、三条沟渠和四条沟渠，常用的为三条沟渠。外沟渠的容积约为总容积的60％～70％，中沟渠容积约为总容积的20％～30％，内沟渠容积仅占总容积的10％左右，运行中保持外沟渠、中沟渠和内沟渠的

溶解氧浓度依次递增，有利于提高充氧效率，同时可以达到除碳、除氮以及节省能量的作用。曝气设备一般采用曝气转盘。

ⅴ曝气-沉淀一体化氧化沟

将二沉池建在氧化沟中，集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，无须建造单独的二沉池。在氧化沟的一个沟渠内设沉淀区，在沉淀区的两侧设隔墙，并在其底部设一排三角形导流板，同时在水面设穿孔集水管，以收集澄清水。氧化沟内的混合液从沉淀区的底部流过，部分混合液则从导流板间隙上升进入沉淀区，而沉淀下来的污泥从导流板间隙下滑回氧化沟，曝气采用机械表面曝气。

ⅵ侧渠形一体氧化沟

在氧化沟的侧面设置两座侧渠作为二次沉淀池，并交替运行和交替回流污泥，澄清水通过堰口排出，曝气采用机械表面曝气或转刷曝气。

ⅶ其他氧化沟系统

有导管式氧化沟系统和射流曝气氧化沟系统

导管式氧化沟系统中以导管式曝气器代替转刷等表面曝气机，导管式氧化沟由氧化沟（内设阻流墙）、导管式曝气器设备、导流管以及供氧系统四部分组成，污水流速由水力推进器维持，供氧由鼓风机提供，氧化沟内的混合和供氧分别由两套装置独立承担，水流从氧化沟底部推进，可避免底部污泥的淤积。

射流式曝气氧化沟采用射流曝气器，在氧化沟底设置射流曝气装置，将压缩空气与混合液在混合室充分混合，完成水、泥、气三相混合和传质，并以挟气溶气的状态向水流流动方向射出，达到氧化沟要求的曝气充氧和搅拌推流的双重功能。

④氧化沟的构造

氧化沟的工艺设施由氧化沟沟体、曝气设备、进出口设施、系统设施等组成。

ⅰ沟体

主要分两种布置形式，即单沟式和多沟式氧化沟。一般呈环状沟渠形。其四周壁可以用钢筋混凝土建造。氧化沟的断面形式有梯形和矩形等。

ⅱ曝气设备

具有供氧、充分混合、推动混合液不停地循环流动和防止活性污泥沉淀的功能，常用的水平轴曝气转刷和垂直表面曝气器。

ⅲ进出水装置

污水和回流污泥流入氧化沟的位置应与沟内混合液流出的位置分开。

ⅳ配水井

两个以上氧化沟并行工作时，应设配水井以保证均匀配水。

ⅴ出水堰

氧化沟的出水应设出水堰，可设计成升降的，从而起着调节沟内水深的作用。

ⅵ导流槽

为保持氧化沟内具有不淤流速，减少水头损失，需在氧化沟转折处设置薄壁结构导流墙，使水流平稳转弯，维持一定流速。

ⅶ溶解氧探头

为了经济有效地运行，在氧化沟内好氧区和缺氧区应分别设置氧探头。

2.1.9活性污泥系统的运行管理

⑴活性污泥处理系统运转前的准备

①验收

活性污泥系统在工程完工后，除了一般的验收外，还应该用清水进行试运行，以便及时发现工程施工和设计中的问题，予以修整。同时，还可作一次脱氧清水的曝气设备性能测定，为运行提供资料。

②活性污泥的培养和驯化

⑵活性污泥法运行中常发生的一些现象及其防止的方法

ⅰ污泥上浮

在二次沉淀池中，有时会产生污泥不沉淀，随水流凝聚或成块从下面浮起，随水漂走，影响出水水质的现象，这种现象的产生有管理上的原因，也有设计考虑不周的原因。

从操作管理方面考虑，二次沉淀池污泥上浮的原因主要有污泥膨胀、污泥脱氮和污泥腐化。

ⅱ活性污泥不增长或减少的现象

ⅲ泡沫问题

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生物膜法

2.2生物膜法

生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水中有机物的方法，为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料，是影响生物膜法的发展和性能的重要因素。

2.2.1生物膜法的基本原理

1.生物膜的形成及特点

生物膜法是通过附着在载体或介质表面上的细菌等微生物生长繁殖，形成膜状活性生物污泥——生物膜，利用生物膜降解污水中的有机物的生物处理方法。生物膜中的微生物以污水中的有机污染物为营养物质，在新陈代谢过程中将有机物降解，同时微生物自身也得到增殖。

随着微生物的不断繁殖增长，以及废水中悬浮物和微生物的不断沉积，使生物膜的厚度不断增加，其结果是使生物膜的结构发生变化。

在生物处理过程中，生物膜总是在不断地生长、更新和脱落的，造成生物膜不断脱落的原因有：水力冲刷、由于膜增厚造成重的增大、原生动物的松动、厌氧层和介质的粘结力较弱等。

生物膜法适用于中小规模污水生物处理，污水处理系统可以独立建立，也可以与其他污水处理工艺组合应用。污水进行生物膜法处理前，宜经沉淀处理，当进水水质或水量波动大时，应设置调节池。

2.生物膜的结构及其净化废水的机理

生物膜是蓬松的絮状结构，微孔多，表面积大，具有很强的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养物质，将一部分物质转化为细胞物质，进行繁殖生长，成为生物膜中新的活性物质，另一部分物质转化为排泄物，在转化过程中放出能量，供应微生物生长的需要。增殖的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截留下来，成为污泥。如果有机物负荷比较高，生物膜对吸附的有机物来不及氧化分解时，能形成不稳定的污泥，这类污泥需要进行再处理。

由于生物膜法中的微生物以附着的状态存在，所以泥龄长，使生物膜中既有世代时间短、比增长速率大的微生物，双有世代时间长、比增长速率小的微生物，这使生物膜法中参与代谢的微生物种类多于活性污泥法。

3.生物膜法的主要特征

与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特征：

⑴生物相特征：

①参与净化反应微生物多样化

②生物的食物链长

③能够存活世代时间较长的微生物

④分段运行与优占种属

⑵工艺特征

①抗冲击负荷能力强

②污泥沉降性能良好，宜于固液分离

③能够处理低浓度的废水

④运行简单、节能，易于维护管理，动力费用低

⑤产生的污泥量少

⑥在低水温条件下，也能保持一定的净化功能

⑦具有较好的硝化与脱氮功能

生物膜法的主要影响因素

2.2.2生物膜法的主要影响因素

影响生物膜法的因素很多，例如水质、温度、pH值、溶解氧、营养平衡、有毒有害物质浓度等，这些因素也是影响活性污泥法等的因素，前面已讲过，下面介绍一下生物膜法所特有的影响因素。

1.水力负荷

水力负荷对生物膜法的处理效果以及生物膜厚度和传质改善等方面都有一定的影响。生物膜法有多种处理工艺，应该选择合适的水力负荷。

2.载体表面结构和性质

载体对污水处理效果的影响主要反映在载体的表面性质，包括载体的比表面积大小、载体表面亲水性及表面电荷、表面粗糙度、载体的密度、孔隙率和材料强度等。载体的选择不仅决定了可供生物膜生长的面积大小和生物量的多少，还影响反应器中的水动力学状态。

3.生物膜量及其活性

生物膜的厚度反映了生物量的大小，但是生物活性并非总是与生物量成正相关性。生物膜由好氧膜和厌氧膜组成，好氧膜的厚度通常为1.5～2.0mm，有机物的降解主要在好氧层内完成。不能单纯追求增加反应器的生物量，应保证反应器内生物膜正常脱落更新而不发生载体间隙被堵塞的现象。

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生物膜法的类型及工艺流程

2.2.3 生物膜法的类型及工艺流程

生物膜法有多种分类，按照微生物附着的载体存在状态可分为固定床生物膜法和流动床生物膜法。固定床生物膜分为生物滤池和生物接触氧化法等，流动床生物膜法包括生物流化床和移动床等。

按照生物膜被污水浸没的程度生物膜法又可分为浸没式生物膜法、半浸没式生物膜法和非浸没式生物膜法。常见的浸没式生物膜法包括生物接触氧化池、曝气生物滤池等，常见的半浸没式生物膜法有生物转盘，常见的非浸没式生物膜法有生物滤池，生物滤池又分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池三种类型。

1.普通生物滤池

⑴工艺流程

普通生物滤池又名滴滤池，是生物滤池早期出现的类型，即第一代的生物滤池。污水先进入初沉池，去除可沉的悬浮物，接着进入生物滤池。经过滤池处理的污水和生物滤料上脱落的老化生物膜流入二沉池，经过固液分离后，排出净化水。 ⑵构造

普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统等四部分组成。

①池体

其平面形式多呈方形、矩形或圆形，池壁一般用砖石或钢筋混凝土筑造而成。

②滤料

滤料表面有生物膜附着，是净化污水的主体，滤料对生物滤池的工作效能影响较大。生物滤池一般采用实心拳状无机滤料，如碎石、卵石和炉渣等。近年来，生物滤池多采用塑料滤料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波纹板、蜂窝管、环状以及空圆柱等复合式滤料，其特点是质轻、强度高、耐腐蚀、比表面积大、孔隙率高，从而大大改善了膜生长及通风条件，使处理能力大大提高。

③布水装置

普通生物滤池多采用固定式喷嘴布水系统，主要由虹吸装置、配水池、布水管道和喷嘴等部分组成。

④排水系统

普通生物滤池底部的排水系统，位于滤料层的下面，主要起收集及排出处理后的废水，保证通风和支撑滤料的作用。排水系统通常分为两层，即包括滤料下的渗水装置和底板处的集水沟和排水沟。

⑶工艺特点

①普通生物滤池一般适用于处理每日污水量不大于1000m3的小城镇污水和有机工业废水，净化效率高，处理效果好，出水水质稳定。

②基建投资省，运行稳定，易于管理，动力消耗低，节省能源。

③剩余污泥量小。

④负荷较低，占地面积大，不适用于处理水量较大的废水，且其冲刷能力不足，易引起滤料内生物膜积累和堵塞，从而影响滤池内的通风，运行过程中会产生滤池蝇，且卫生条件较差，因此，使用受到限制。

高负荷生物滤池

2.高负荷生物滤池

⑴特征

高负荷生物滤池是继普通生物滤池之后为解决普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端而开发出来的的第二代工艺。与普通生物滤池相比，其负荷能力大大提高，BOD5容积负荷一般为普通生物滤池6～8倍，水力负荷则为普通生物滤池的10倍，因此，它的池体较小，占地面积较少，卫生条件较好，比较适合于浓度和流量变化较大的废水处理

⑵构造

其构造与普通生物滤池的构造基本相同，常用的高负荷生物滤池一般由钢筋或砖石砌筑而成，池平面有矩形、圆形或多边形，其中以圆形为多，主要组成部分是滤料、池壁、排水系统和布水系统。与普通生物滤池的不同之处有：

①滤池表面多呈圆形，滤料一般采用表面光滑的卵石或石英石，滤料总厚度为2～4m。滤料直径增大，一般采用40～100mm 的滤料，因而孔隙率较高，滤料层亦由底部的承托层和其上的工作层组成。

②高负荷生物滤池多采用连续工作的旋转式布水器，由进水竖管和可旋转的布水横管组成。

③生物膜经常剥落、更新，并连续地随废水排出池外。

④池内不易出现硝化反应，出水中没有或少有硝酸盐，BOD5常大于30mg/L。

⑤二次沉淀池的污泥呈褐色，没有完全氧化，容易腐化。

⑶典型工艺流程

高负荷生物滤池采取处理水回流的措施后，具有多种多样的流程系统。教材167页图2-2-23所示为一级高负荷滤池的典型工艺流程。流程a中将生物滤池出水直接回流至滤池，并且二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污泥。该系统有助于生物膜的接种，促进生物膜的更新，同时对初次沉淀池的沉淀效果将有所提高，但回流的生物膜易堵塞滤料。流程b中处理水回流至滤池前，可避免加大初次沉淀池的容积。流程c中处理水和生物污泥均回流至初次沉淀池，提高了初沉池的效果，加大了滤池的水力负荷。流程d中不设二沉池，滤池出水（含生物污泥）直接回流至初次沉淀池，从而使初次沉淀池的效果得到提高，并兼作二次沉淀池的功能，具有提高初沉池的沉淀效率和节省二沉池的优点，该流程适用于含悬浮固体量较高而溶解性有机物浓度较低的废水。流程e中滤池出水回流至初次沉淀前，生物污泥也由二次沉淀池回流至初次沉淀池。

当原水有机物浓度较高时，为了避免单个生物滤池的深度过大或者当处理后的废水水质要求较高时，可以将两个高负荷生物滤池串联起来使用，形成二级生物滤池系统。二级生物滤池具有多种流程系统，例如教材168页三种典型的流程，流程a 中，一级滤池产生的生物膜和出水一部分进入第二级生物滤池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一级滤池的

水力负荷；流程b中，一部分初沉池出水超越到二级生物滤池，提高了有机物负荷，一级滤池产生的生物膜和出水一部分进入二级生物滤池，另一部分回流至初沉池前增加沉淀效果，提高一级滤池的水力负荷；流程c中，采用二级生物滤池出水进行循环稀释进水和增加水力负荷。在这几个流程中均不设中间沉淀池，目的是保持二级生物滤池的生物量。

⑷高负荷生物滤池的特点

①高负荷生物滤池克服了普通生物滤池的缺陷，例如，高负荷生物滤池的表面水力负荷与BOD容积负荷较高，运行简单，滋生的滤池蝇较少等；②运行比较稳定；③剩余污泥量小；④占地面积大；⑤工艺中需要较大的水头跌落，一般超过3m；⑥需二次提升。

塔式生物滤池

3.塔式生物滤池

塔式生物滤池属第三代生物滤池，是受到污水生物处理工程界重视和应用较广泛的一种滤池。

⑴塔式生物滤池在构造和净化功能方面的特征

①塔式生物滤池水流落差大，紊动强烈，使生物膜受到强烈的水力冲刷，从而保持良好的活性。

②塔式生物滤池的水力负荷较高，是高负荷生物滤池的2～10倍，BOD负荷也较高，是高负荷生物滤池的2～3倍，进水BOD浓度可提高到500mg/L。

③塔式生物滤池内部存在着明显的分层现象，在各层生长着种属不同但又适应该层废水性质的生物菌群，有助于微生物的增殖、代谢，有助于有机污染物的降解、去除，所以能承受较大的有机物和有毒物质的冲击负荷。

④占地面积小，经常运行费用较低，但基建投资较大，BOD去除率较低，适用于处理城市污水和各种工业有机废水，但只适宜于少量污水的处理。

⑤由于高度大，水力负荷大，使滤池内水流紊动强烈，废水与空气及生物膜的接触非常充分。

⑥由于BOD负荷高，使生物膜生长迅速，同时由于水力负荷较高，使生物膜受到强烈的水力冲刷，从而使生物膜不断脱落，加快更新，塔内的生物膜也能够经常保持较好的活性。

⑦不需专设供氧设备。

⑧对冲击负荷有较强的适应能力，所以常用于高浓度工业废水第二段生物处理的第一段，以大幅度地去除有机污染物，保证第二段处理经常能够取得高度稳定的效果。

⑵构造

塔式生物滤池在平面上多呈圆形，主要由塔身、滤料、布水设备、通风装置和排水系统所组成。

①塔身

塔身主要起滤料的作用，可用钢筋混凝土结构、砖结构、钢结构或钢框架与塑料板面的混合结构。

塔的高度在一定程度上能够影响塔式生物滤池对废水的处理效果。

②滤料

塔式生物滤池一般都采用质轻的滤料，如纸质蜂窝滤料、玻璃布蜂窝、塑料蜂窝、和聚氯乙烯斜交错波纹板以及隔膜塑料管等。

③布水装置

塔式生物滤池的布水装置与一般生物滤池的基本相同，对大中型塔式生物滤池多采用旋转式布水器，可用电机驱动，也可以靠水的反作用力驱动，对小型塔式生物滤池则多采用固定式喷嘴布水系统，也可以使用多孔管和溅水型筛板等布水。 ④通风与集水设备

在滤塔的底部设有一集水池，以收集处理水，并由管渠连续排入二沉池或气浮池进行泥水分离。集水池水面以上开有许多通风窗口，为了保证空气流畅，集水池最高水位与最下层层底面之间的空间高度，一般不应小于0.5m，周围开有许多通风孔当污水中含有易挥发的有毒物质时，为了防止污染空气，一般应采用机械通风，尾气应经过水洗去除有毒物质后才能排入大气。

生物接触氧化法

4.生物接触氧化法

生物接触氧化法与前述生物膜法的主要不同点，是滤池内充满污水，滤料淹没在水中，并采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物供氧，它是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术，净化污水主要依靠载体上的生物膜作用，生物接触氧化池内存在一定浓度的活性污泥，因此它兼有活性污泥和生物膜法的优点。

⑴工艺流程

生物接触氧化池根据进水水质和处理程度主要有一段式或二段式两种流程。

一段式生物接触氧化法的工艺流程为：污水经过初沉池处理后进入接触氧化池，经接触氧化池处理后进入二沉池，从填料上脱落的生物膜在二沉池中形成的沉淀污泥，排出系统，澄清水由二沉池上部排出。

二段式生物接触氧化法将一段生物接触氧化池分为两段：第一段微生物处于对数增殖期，以低能耗、高负荷、快速的生物吸附和合成为主，能够去除污水中70％～80％的有机物，第二段利用微生物的氧化分解作用，对污水中残留的有机物进行氧化分解，以进一步改善出水的水质。

⑵生物接触氧化法的特征

①填料上附着的生物膜的生物丰富。

②能接受较高的有机负荷率，处理效率高，减小了池容和占地面积。

③抗冲击负荷能力较强，操作简单，运行方便，不需要污泥回流，不会产生污泥膨胀。

④如果设计或运行不当，填料可能堵塞，另外，如果布水和曝气不均匀也可能在局部部位出现死角。

⑶构造

生物接触氧化池主要由池体、填料及支架、曝气装置组成。

①池体

平面上有圆形、矩形和方形，钢混结构或钢板焊制。构筑物不应少于两个池，每池可分为两室，并且按同时运行考虑。

②填料

目前常用的填料有硬性、软性和半软性三种。硬性材料有：玻璃钢蜂窝、塑料波纹板、塑料多面球等。软性填料由化学纤维制成，特点是比表面积大、质轻、运输和组装方便、不宜堵塞，但是当氧化池停止工作时，会形成纤维束结块，清洗较困难。半软性填料由变性聚乙烯塑料制成，它既有一定刚性，也有一定柔性，能保持一定形状，又有一定的变形能力，克服了软性填料易于结块成束的缺点。

生物接触氧化法有两种布置形式：分流式和直流式。

③布气设备

布气管可布置在池子中心、侧面或全池，全池曝气时，在整个池底安装穿孔布气管，管子相互正交，形成0.3m的方格，气水比宜为8:1。

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环保工程师专业知识一精讲班第17讲讲义

生物转盘

5.生物转盘

生物转盘又称旋转生物接触器或转盘式生物滤池，是一种生物膜法处理设备

⑴工作原理

生物转盘去除废水中有机污染物的机理与生物滤池基本相同，但构造形式却完全不同。在生物滤池中，生物膜为固定式，但是在生物转盘中，生物膜处于运动状态。生物转盘的核心处理装置是表面附有生物膜的盘片。典型的生物转盘由安装在水平轴上的一系列间距很小的圆盘或多角盘片组成，约40％～45％的盘片面积浸没于半圆形槽的废水中。生物转盘旋转时，生物膜与废水及空气交替接触。

生物转盘可以分为单级单轴、单级多轴和多级多轴等形式，级数的多少主要根据污水的水质、水量和处理要求来确定。 ⑵生物转盘的工艺特征

①微生物浓度高。

②生物相分级，有利于微生物生长和有机物降解。

③污泥龄长。

④耐冲击负荷能力强。

⑤生物膜上的微生物的食物链较长，产泥量较少，运行时不需曝气和污泥回流，而且动力消耗和运行费用低。

⑥无生物量调节和污泥膨胀的问题，机械设备简单，便于维护管理

⑶生物转盘的构造

生物转盘主要由盘体、氧化槽、转轴以及驱动装置三部分组成。

①盘体

盘体作为生物膜的载体是生物转盘最重要的部分。它是挂膜介质，应具有质轻、耐腐蚀、易于挂膜、不变形、易于取材、便于加工等性质。盘片的形状有圆形或正多边形或多棱角形平板。为了提高单位体积盘片的表面积，也可采用正多角形和表面呈同心圆状波纹或放射状波纹的盘片。盘片直径一般为1～4m。

盘片的间距一般为15～30mm，这主要考虑不为生物膜增厚所堵塞，并保证良好的通风等条件而确定的。

②氧化槽

氧化槽又称曝气槽或接触反应槽，可用钢筋混凝土建成，也可用钢板或塑料板制作。为了避免水流短路及沉积和产生死角，氧化槽的断面大多做成与盘片外形基本吻合的半圆形。

③转动轴及驱动装置

转动轴是用来固定盘片并带动其旋转的装置，一般采用实心钢轴或无缝钢管制成，两端固定安装在氧化槽两端的支座上。转动轴的中心与氧化槽水面的距离一般不应小于150mm，要根据转动轴直径与水力损失而定，并保证转动轴在液面之上。 生物转盘的驱动方式分为电力机械驱动、空气驱动及水力驱动等。大多数情况下采用电力机械驱动。驱动装置通过转动轴带动生物转盘一起转动，盘体的旋转速度对水中氧的溶解程度和槽内水流状态均有较大影响。搅拌强度过小，影响充氧效果并使槽内水流混合不好，搅拌强度过大，会损坏设备的机械强度，消耗电能，使生物膜过早剥离。因此，必须选择适宜的转盘转速。

⑷生物转盘的类型

随着生物转盘技术的发展，好氧生物转盘出现了多种形式，

①电力机械驱动生物转盘

这是生物转盘的常见形式。

②空气驱动生物转盘

即利用空气作为动力来驱动转盘转动的。在转盘的外周设有空气罩，在转盘下侧设有曝气管，在管上均等地安装扩散器，空气从扩散器均匀地吹向空气罩，均生浮力使转盘转动。特点是：氧化槽内废水溶解氧浓度高，在相同的负荷条件下，BOD 的去除率较高；生物膜较薄，但有较强的活性；简化了驱动装置，并可通过调节阀改变空气流量，从而改变转盘的转速；操作维护和管理方便。

③与曝气池组合式生物转盘

这是一种效果好、效率高、比较经济的处理设备。在曝气池上侧设生物转盘，转盘用空气驱动，盘片的40％浸没于水中，可提高原有设备处理能力和处理效率，减少占地面积，生物量高，活性强，污泥量少且易于沉淀，动力消耗少，而且附加设备费用低。

④藻类生物转盘

这是为去除二级处理出水中的无机营养物质，控制水体富营养化而提出的设计方案，主要特点是加大了盘间的距离，增加受光面，接种经筛选的藻类，在盘片上形成菌藻共生体系。藻类光合作用释放出的氧，提高了废水中的溶解氧，为好氧微生物提供了丰富的氧源，而微生物代谢所放出的二氧化碳则为藻类利用的主要碳源。在菌藻共生的作用下，废水得到净化。

⑤水动生物转盘

这是利用水流带动转盘旋转的形式，可通过废水落差驱动或射流带动生物转盘，不需要电能，可提高净化效率，节省动力消耗。

曝气生物滤池

6.曝气生物滤池

曝气生物滤池是在普通生物滤池的基础上，借鉴给水滤池工艺而开发的一种污水处理新工艺。曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形，也可以看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，它是一种新型高负荷淹没式三相反应器，兼有活性污泥法

和生物膜法两者的优点，并将生化反应与吸附过滤两种处理过程合并在同一个构筑物中进行。在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，以提供微生物膜生长的载体，填料同时起到物理过滤作用。

⑴曝气生物滤池的工作流程

污水经过沉砂、初沉后进入曝气生物滤池，在溶解氧的存在下，利用滤池中的生物膜降解污水中的污染物质。滤池的处理水进入消毒池，经过消毒后排放。

从待处理污水进入滤池开始，由鼓风机鼓风并且向池内供给微生物膜代谢所需的空气，生长在滤料上的微生物膜从污水中汲取可溶性有机污染物作为其生理活动所需的营养物质，在代谢过程中将有机污染物分解，使废水得到净化。随着处理的进行，填料表面和内部新产生的生物量越来越多，截留的悬浮物不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，需要立即对滤料进行反冲洗，恢复处理能力。反冲洗通常采用气-水联合反冲洗

⑵曝气生物滤池的构造

曝气生物滤池的构造与污水三级处理的滤池基本相同，只是滤料不同，一般采用单一均粒滤料。曝气生物滤池主要由滤池池体、滤料、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统等八个部分组成。

①滤池池体

其作用是容纳被处理水量和围挡滤料，并承托滤料和曝气装置的重量，形状有圆形、正方形和矩形三种，结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等。

②生物填料层

填料层是生物膜的载体，并兼有截留悬浮物质的作用。目前曝气生物滤池所采用的滤料形状有蜂窝管状、束状、圆形辐射状、盾状、网状、筒状等，所采用的滤料主要有多孔陶粒、无烟煤、石英砂、膨胀页岩、轻质塑料、膨胀硅铝酸盐、塑料模块及玻璃钢等。

不同的颗粒填料的物理化学特性有一定的区别，有的甚至相关很大。生物载体填料的选择是曝气生物滤池技术成功与否的关键，它决定了曝气生物滤池滤料能否高效运行，填料的选择应综合以下各种因素：

a.机械强度好；

b.一般选用比表面积大、开孔孔隙率高的多孔惰性载体，有利于微生物的吸附、持续生长和形成生物膜；

c.选择规则的球状填料，使布气、布水均匀，水流阻力小；

d.表面应具有一定的孔隙率和粗糙度，有利于微生物膜的附着、生长，有利于生物滤池的运行；

e.密度应在一定范围内；

f.应具有表面电性和亲水性，并具有良好的抗反冲洗能力；

g.生物、化学稳定性好，应具有一定化学稳定性和抗腐蚀性。

③承托层

承托层主要是用来支撑生物填料，防止生物填料流失和堵塞滤头，同时还可以保持反冲洗的稳定进行。承托层的常用材料为卵石，或破碎的石块、磁铁矿等。承托层高度一般为400～600mm。

④布水系统

曝气生物滤池的布水系统主要包括滤池最下部的配水室和滤板上的配水滤头。

⑤布气系统

曝气生物滤池内设置布气系统主要有两个目的：一是保证正常运行时曝气所需，二是保证进行气水反冲洗时布气所需。 曝气系统的设计，必须根据工艺计算所需供气量来进行。曝气生物滤池最简单的曝气装置可以采用穿孔管。在实际应用中，有充氧曝气与反冲洗曝气共用同一套布气管的形式，但由于充氧曝气需气量比反冲洗时需气量小，因此配气不易均匀。

⑥反冲洗系统

反冲洗是保证曝气生物滤池正常运行的关键，其目的是在较短的反冲洗时间内，使滤料得到适当的清洗，恢复其截污功能。采用气水联合反冲洗的顺序通常为：先单独用气反冲洗，再用气水联合反冲洗，最后用清水反冲洗。在反冲洗过程中必须掌握好冲洗强度和冲洗时间。

⑦出水系统

曝气生物滤池出水系统可采用周边出水或单侧堰出水等方式。

⑧管道和自控系统

⑶曝气生物滤池的性能特点

①占地面积小；

②出水水质高；

③氧的传输效率高，供氧动力消耗低；

④抗冲击负荷能力强，受气候、水量和水质变化影响相对较小；

⑤生物曝气滤池具有多种净化功能，除了用于有机物去除外，还能够去除氨氮；

⑥曝气生物滤池在采用上向流或下向流方式运行时均有一定的过滤作用。

⑷与其他生物处理工艺的比较

①曝气生物滤池的优点

曝气生物滤池除了上述自身的优点外，与其他生物处理方法相比还具有非常明显的以下优点：占地面积小，过滤速度高，池容和占地面积通常为常规处理厂占地面积的1/10～1/5，而且厂区布置紧凑，节省了土建费用；总体投资省，直接一次性投资比传统方法低1/4；处理水质量高；供氧动力消耗低，运行费用比常规处理低1/5；曝气生物滤池抗冲击负荷能力强；处理设施采用全部模块化结构，便于进行后期的改扩建。

②曝气生物滤池的主要缺点

预处理要求较高；产泥量相对于活性污泥法稍大，污泥稳定性稍差。

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环保工程师专业知识一精讲班第18讲讲义

生物流化床

7.生物流化床

废水的生物流化床新工艺是继流化床技术在化工领域广泛应用之后发展起来的。

⑴流化床载体流态化的原理

当液体以很小的速度流经载体床层时，载体处于静止不动的状态，床层的高度也基本维持不变，这时的床层称固定床。当流速增大到某一数值，此时压降的数值等于载体床层的浮重，流化床中的载体颗粒就由静止开始向上运动，床层也由固定状态开始膨胀。如果流速继续增大，则床层进一步膨胀，直到载体颗粒之间互不接触，悬浮在流体中，这一状态称为初始流态化，如果再继续增大流速，载体颗粒床会进一步膨胀，但是压降却不再增加，此时对应的流速称为临界流化速度。在生物流化床的设计中，临界流化速度是一个重要的校核参数，必须保证设计的流体上升流速大于临界流化速度。由于载体颗粒的大小影响以及流化过程中气体的参与，会使流化状态的确定方法不同，临界流化速度要采用对应的计算方法或试验方法得到。

另外，当流化床底部进入污水而使床断面流速等于临界流化速度时，滤床开始松动，载体开始流化，当进水量不断增加而使床断面流速大于临界流化速度时，滤床高度不断增加，载体流化程度加大，当滤床内载体颗粒不再为床底所承托而为液体流动对载体产生的上托力所承托，即在载体的下沉力和流体的上托力平衡时，整个滤床内颗粒出现流化状态。如果流速继续增加，使载体颗粒之间的空隙增大一定程度后，载体颗粒会随着水流从流化床中流出，此时的流体速度称为冲出速度。在流化床的操作应控制流体的流速介于临界流化速度和冲出速度之间。载体床中的流体速度与载体间的孔隙率之间密切相关，二者之间的关系确定了膨胀的行为，这也是流化床工艺设计的关键。

⑵生物流床的工艺类型

按照使载体流化的动力来源的不同，生物流化床一般可分为以液流为动力的两相流化床和以气流为动力的三相流化床两大类。

①两相生物流化床

两相流化床是以液流为动力使载体流化，在反应器内只有作为污水的液相和作为载体上附着生物膜的固相相互接触。两相流化床主要由床体、载体、布水装置及脱膜装置等组成。

以氧气（或空气）为氧源的液固两相流化床的流程为：废水与回流水在充氧设备中与氧混合，然后进入流化床进行生物氧化反应，再由床顶排出。随着床的操作，生物粒子直径逐渐增大，定期用脱膜器对载体进行机械脱膜，脱膜后的载体返回流化床，脱除的生物膜则作为剩余污泥排出。

②三相生物流化床

三相流化床是以气体为动力使载体流化，在流化床的反应器内有作为污水的液相、作为生物膜载体的固相和作为空气或纯氧的气相三相相互接触。

与好氧的两相流化床相比，由于空气直接从床体底部引入流化床，所以不需另设充氧设备，又由于反应器内空气的搅动，载体之间的摩擦较强烈，一些多余或老化的生物膜在流化过程中即已脱落，所以不需另设专门的脱膜装置。三相流化床本身由床体、进出水装置、进气管和载体组成。床体内部通常内导流管，起到向上输送载体的作用，床体上部为载体分离区，防止载体流出。由于空气的搅动，也有可能使少部分载体从流化床中随水流出，此时应考虑设置载体回流泵。当原污水的污染物浓度较高时，可以采用处理水回流的方式稀释进水。

在设计中，当已知污水的水质和水量时，需要确定一个合适的生物膜厚度，使其能满足处理效率上的要求，由此再确定床层的膨胀高度。

内循环式三相生物流化床是在传统三相生物流化床的基础上发展起来的，目前应用日趋成熟，它是通过在流化床中设置升流区和降流区，利用两个区域之间的密度差，推动流体带动载体的循环流动。这种流化床系统混合、传质效果好，不易发生载体分层现象，对配水均匀性的要求低，易于做到流体的均匀流动，并且载体不易流失。

流化床的主要组成

⑶流化床的主要组成

生物流化床主要由床体、载体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等部分组成。

①床体

一般呈圆形或方形，床体用钢板焊制或钢筋混凝土浇制，其有效高度按空床流速计算，高度与直径比一般采用3:1～4:1。

②布水装置

布水装置通常位于滤床底部，它既起到了布水的作用，同时又要承托载体颗粒。目前，在生物流化床的试验与应用中多采用多孔板，多孔板上设砾石粗砂承托层、圆锥布水结构及泡罩分布板的方式布水，另外，对于处理大水量的流化床，多采用管式大阻力布水器。

③载体

流化床所用的载体的比重略大于1，形状尽量接近于球形。常用的载体有砂粒、无烟煤、陶粒、微粒硅胶及苯乙烯颗粒等。

④脱膜装置

脱膜装置对于生物流化床工艺也是至关重要的，有时单靠滤床内载体之间的相互摩擦还不够，此时应考虑设有专门上的脱膜装置，目前，主要应用叶轮搅拌器、振动筛和刷形脱膜机等。

⑤沉淀区及三相分离器

为了处理出水排出之前将载体颗粒与水分离，需要在流化床反应器顶部设置沉淀区，对于三相流化床，除了将载体与水分离外，还需要将气泡从水中分离，这种常常区就是三相分离器。

⑷生物流化床法的工艺特点

①因生物流化床内的载体颗粒较小，总表面积大，提高了单位容积反应器内的微生物量；

②载体处于流化状态，污水可与其表面的生物膜充分接触；

③载体在床内的互相摩擦碰撞作用，使生物膜的活性提高并加速了有机污染物由污水中向微生物细胞内的传质过程；

④抗冲击能力强、占地面积小、运行稳定，不存在污泥膨胀问题，污泥产量少；

⑤管理比其他生物膜法复杂。

生物移动床

8.生物移动床

也称为移动床生物膜反应器（MBBR）是近年来在生物接触氧化法和生物流化床的基础上开发的一种新型高效的生物膜法废水处理装置。它既具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长和剩余污泥量少的特点，又具有活性污泥法的高效和运转灵活的特点，它是为解决固定床生物反应器需定期反冲洗、流化床需使载体流化、淹没式生物滤池易堵塞需清洗滤料和更换曝气头的复杂操作而发展起来的，适合于中小型生活污水和工业有机废水的处理。

⑴基本工艺流程

污水经过初沉池处理后，进入生物移动床反应器，处理后的水，从反应器上方设有格栅网的溢流口流出，进入二沉池进行泥水分离。

⑵生物移动床反应器的组成

生物移动床反应器主要由池体、载体、出水装置、曝气系统或搅拌系统等组成。

①池体

由钢制或钢筋混凝土制成，形状为圆形或长方形等。在应用中可以利用现有活性污泥的池体或其他废弃池体改建，因此该工艺比较适用于污水厂的改造。

②载体（填料）

载体的密度略小于1，这些漂浮的载体随反应器内混合液的回旋翻转作用而自由移动。目前，移动床生物膜反应器采用的填料多为聚乙烯、聚丙烯塑料等，密度一般为0.96g/cm3左右，填料的容积表面积大，可达200～500m2/m3。

③出水装置

出水装置要求把载体拦截在反应器中，同时不为出流的生物膜或活性污泥堵塞。出水装置的孔径取决于生物填料的外观尺寸。

④曝气或搅拌系统

一般采用中小孔曝气管，要求布气均匀，采用曝气可以达到供氧和流化的双重功能。

⑶生物移动床反应器主要工艺特征

①反应速率高

②水头损失小、不易堵塞、无须反冲洗，一般不需回流。

③污水处理厂改造升级方便。

④系统控制管理较方便。

9.循环移动载体生物膜反应器

朱文亭等人对一般移动床生物膜反应器的池型和内部结构进行改造，开发了循环移动载体生物膜反应器。在上升气流的推动下，填料在循环移动载体生物膜反应器的反应区形成了良好的循环移动，混合液从隔板底部的圆孔注入到右侧沉淀区，沉淀后的澄清水经上部的溢流孔溢流出水。反应器的导流板在此起到了很好的导流作用，底角设计成斜面也是为了改善反应器的流动特征进行强制循环。

10.微孔生物膜反应器

微孔生物膜反应器是近年来引起研究者极大关注的一种新型生物膜反应器，该反应器主要用来处理有机工业废水中毒性或挥发性的有机污染物，如酚、二氯乙烷和芳香族氯代物等。在微孔生物膜反应器净化有机污染物的过程中，采用逆向扩散的操作方式，即进水与曝气分开，挥发性有机物从微孔膜内侧向生物膜方向扩散，而氧气则从微孔膜外侧向生物膜扩散，两者在生物膜内相聚并在微生物的作用下氧化分解有机污染物。

生物膜法的运行管理

2.4生物膜法的运行管理

1.生物膜的培养与驯化

生物膜的培养常称为挂膜。挂膜方法一般有两种，一种是闭路循环法，另一种挂膜方法是连续法。

挂膜后应对生物膜进行驯化，使之适应所处理工业废水的环境。挂膜过程中，应经常采样进行显微镜检验，观察生物相的变化。挂膜驯化后，即可进入运行，测定生物膜反应设备的最佳工作运行条件，并在最佳条件转入正常运行。

2.生物膜法的日常管理

生物膜法的操作简单，一般只要控制好进水量、浓度、温度及所需投加的营养等，处理效果一般比较稳定，微生物生长情况良好。在废水水质变化，形成负荷冲击的情况下，出水水质恶化，但很快就能恢复。

生物滤池的运行中还应注意检查布水装置及滤料是否有堵塞现象。

生物膜的设备检修或停产时，应保持膜的活性。对生物滤池，只要保持自然通风，或打开各层的观察孔，保持池内空气流动；对生物转盘，可以将氧化槽放空，或用人工营养液循环。停产后，膜的水分会大量蒸发，一量重新开车，可能有大量膜质脱落，因此，开始投入工作时，水量应逐步增加，防止干化生物膜脱落过多，一量微生物适应后，即可得到恢复。

【应用举例】

1.生物膜法是一种污水（ ）处理技术。

A厌氧生物

B厌氧微生物

C好氧生物

D兼氧生物

【答案】C

2.生物膜法在微生物相方面的特征主要有三种，下列不属于这三种特征的是（ ）。

A参与净化反应的微生物多样化

B生物的食物链长

C分段运行

D泥龄较短，能抑制丝状菌生长

【答案】D

【解析】生物膜法中微生物以附着的状态存在，泥龄长，有利于世代周期长的微生物种群的生长，因此选项D是错误的，ABC三个选项均是关于生物膜法微生物相方面的特征的正确说法。

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环保工程师专业知识一精讲班第19讲讲义

污水生物脱氮除磷

2.3污水生物脱氮除磷

2.3.1污水生物脱氮

1.生物脱氮的基本原理

废水生物脱氮利用自然界氮素循环的原理，在水处理构筑物中营造出适宜于不同微生物种群生长的环境，通过人工措施，提高生物硝化反硝化速率，达到废水中氮素去除的目的，一般由三种作用组成：氨化作用、硝化作用和反硝化作用。

⑴氨化作用

未经处理的城市污水中的有机氮主要有蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、氰化物和硝基化合物等。有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下被分解转化为氨态氮。

⑵硝化反应

生物硝化反应是亚硝化菌、硝化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，是由一群自养型好氧微生物通过两个过程完成的：第一步先由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，称为亚硝化反应，第二步由硝酸菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。

⑶反硝化反应

生物反硝化反应是在缺氧状态下，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成气态氮或氮氧化物的过程，它是一群异氧型微生物通过同化作用和异化作用来完成的。异化作用就是将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气和氮的氧化物等气体物质，主要是氮气。而同化作用是反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氨氮供新细胞合成之用。

物硝化过程的主要影响因素

2.生物硝化过程的主要影响因素

影响生物硝化过程的环境因素主要有基质浓度、温度、溶解氧浓度、pH值、以及抑制物质的含量等。

⑴碳氮比

对于硝化过程，碳氮比影响活性污泥中硝化细菌所占的比例，过高的碳氮比将降低污泥中硝化细菌的比例。

⑵温度

温度不但影响硝化菌的比增长速率，而且影响硝化菌的活性，亚硝化菌最佳的生长温度为35℃，硝化菌的最佳生长温度为35～42℃。生物硝化反应的最佳温度范围为20～30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时反应基本停止。反硝化适宜的温度范围为20～40℃，15℃以下反硝化反应速率下降。

⑶溶解氧

硝化反应必须在好氧条件下进行，所以溶解氧的浓度也会影响硝化反应速率，一般建议硝化反应中溶解氧的质量浓度大于2mg/L。

⑷pH值

在硝化反应中，每氧化1g氨氮需要7.14g碱度（以碳酸钙计），如果不补充碱度，就会使pH值下降。硝化菌对pH值的变化十分明显，硝化反应的最佳pH值范围为7.5～8.5，当pH值低于7时，硝化速率明显降低，低于6和高于10.6时，硝化反应将停止进行。

⑸抑制物质

许多物质会抑制活性污泥过程中的硝化作用，例如：过高浓度的氨氮、重金属、有毒物质以及有机物。对硝化反应的抑制作用主要有两个方面：一是干扰细胞的新陈代谢，二是破坏细菌最初的氧化能力。

⑹泥龄

硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2倍以上，生物脱氮过程泥龄宜为12～25d。

3.生物脱氮的典型工艺

生物脱氮的典型工艺主要有SBR工艺、氧化沟工艺和厌氧/好氧工艺（即A/O工艺）等，下面介绍一下A/O工艺。

⑴工艺流程

污水先进入缺氧池，再进入好氧池，同时将好氧池的混合液与部分二沉池的沉泥一起回流到缺氧池，确保缺氧池和好氧池中有足够数量的微生物，同时由于进水中存在大量的含碳有机物，而回流的好氧池混合液中含有硝酸盐氮，这样就保证了缺氧池中反硝化过程的顺利进行，提高了氮的去除效果。

⑵工艺特点

①流程简单、构筑物少，基建费用低；②反硝化池不需外加碳源，降低了运行费用；③好氧池在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步的去除，提高出水的水质，而缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。

⑶影响因素

主要有水力停留时间、BOD5浓度、温度、pH值、溶解氧、有机碳源及混合液回流比等。

污水生物除磷

2.3.2污水生物除磷

城市污水所含的磷主要来源于人类活动的排泄物及废弃物、工矿企业、合成洗涤剂和家用清洗剂等，所存在的含磷物质基

本上都是不同形式的磷酸盐。

1.生物除磷的基本原理

在废水生物除磷过程中，活性污泥在好氧、厌氧交替条件下时，在活性污泥中可产生所谓的“聚磷菌”，聚磷菌在好氧条件下可超出其生理需要而从废水中过量摄取磷，形成多聚磷酸盐作为贮藏物质。在生物除磷污水处理厂中，都能观察到聚磷菌对磷的转化过程，即厌氧释放磷酸盐——好氧吸收磷，也就是说，厌氧释放磷是好氧吸收磷和最终除磷的前提条件。

2.生物除磷的影响因素

⑴有机物负荷及其性质

⑵温度

温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显，在一定温度范围内，温度变化不是十分大时，生物除磷都能成功运行。试验表明，生物除磷的温度宜大于10℃，因为聚磷菌在低温时生长速度会减慢。

⑶溶解氧

由于磷是在厌氧条件下被释放、好氧条件下被吸收而被去除，因此，溶解氧对磷的去除速率和去除量影响很大。溶解氧的影响体现在厌氧区和好氧区两个方面。

⑷厌氧区的硝态氮

在生物除磷工艺中，硝酸盐的去除是除磷的先决条件。进入生物除磷系统厌氧区的硝态氮会降低除磷能力。

⑸泥龄

由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的，因此，处理系统中泥龄的长短对污泥摄磷作用及剩余污泥的排放量有直接的影响，从而决定系统的脱磷效果，以除磷为目的的污水处理系统的污泥龄一般控制在3.5～7d。

⑹pH值

生物除磷系统合适的pH值范围与常规生物处理相同，为中性和弱碱性。较高的pH值会导致磷酸钙的沉积，堵塞管道，影响污水厂的正常运行。

3.生物除磷的典型工艺

典型工艺为A/O除磷工艺，由活性污泥反应池和二沉池构成。活性污泥反应池分为厌氧区和好氧区，污水和污泥顺次经厌氧和好氧交替循环流动。回流污泥进入厌氧池，微生物在厌氧条件下吸收去除一部分有机物，并释放出大量的磷，然后进入好氧池并在好氧条件下摄取比在厌氧条件下所释放的更多的磷，同时废水中有机物得到好氧降解，部分富磷污泥以剩余污泥的形式排出处理系统，实现磷的去除。

2.3.3同时生物脱氮除磷典型工艺

在厌氧-缺氧的工艺基础上为了能达到同时脱氮除磷的目的，增设了一个缺氧区，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区，使其进行反硝化脱氮，也就是将生物脱氮与生物除磷工艺进行组合。

污水首先进入厌氧池，可生物降解的大分子有机物在兼性厌氧的发酵细菌作用下转化为挥发性的脂肪酸。随后污水进入缺氧池，反硝化细菌利用好氧区中经混合液回流而带来的硝态氮作为底物，同时利用污水中的有机碳源进行反硝化，达到同时降低有机物和脱氮的目的。接下来，污水进入好氧池，聚磷菌在此除了吸收和利用污水中残留的可生物降解的有机物外，主要是分解体内贮存的PHB。

该工艺的特点是：通过厌氧、缺氧、好氧交替运行，具有同步脱氮除磷的功能，基本上不存在污泥膨胀问题；工艺流程简单，总水力停留时间短，不需外加碳源。缺点是因受到污泥龄、回流污泥中挟带的溶解氧和硝酸盐氮的限制，除磷效果不可能十分理想。

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