A2/O工艺
▪ 除磷脱氮工艺在涉及泥龄上的矛盾：
▪ 1）除磷需要泥龄短
▪ 生物除磷主要靠排出剩余污泥而带走磷， 因此，如要除磷效率高，就必须加大污泥排 泥量。
▪ 从θ=VX/ΔX 可以看出，VX是系统效率的基 本参数， ΔX可以看作变量，调整ΔX可以调 整泥龄。
▪ 2）脱氮需要泥龄长
▪ 脱氮的关键步骤是硝化，硝化过程不充分， 则无法提高脱氮效率。
2.2.1 反硝化除磷细菌
▪ 脱氮要经历好氧(硝化)/厌氧(反硝化), ▪ 除磷要经历厌氧(释放磷)/好氧(积聚磷). ▪ 如果能使反硝化细菌同时具有生物摄/放
磷作用则可以将反硝化脱氮与生物除磷 有机地合二为一。
▪ 在缺氧(无氧但存在硝酸氮)条件下，反 硝化除磷细菌DPB (Denitrifying Phosphorus removing Bacteria) 能够 象在好氧条件下一样，利用硝酸氮充当 电子受体，产生同样的生物摄磷作用。 在生物摄磷的同时，硝酸氮被还原为氮 气。
▪ 2.1 脱氮新工艺 ▪ 2.2 除磷新工艺
▪ 2.1脱氮新工艺
▪ 2.1.1中温亚硝化
▪ (Single reactor for High Ammonium Removal Over Nitrite，简称为 SHARON)
▪ 亚硝化/反硝化脱氮 ▪ 即(NH+4→NO-2) ， ▪ (NO-2 → N2)
▪ 一般而言，要同时达到氮磷的去除目的，城 市污水中碳氮比(COD/TKN）至少为 9。当城 市污水中碳源低于此要求时，由于大多数处 理工艺流程都把缺氧反硝化置于厌氧释磷之 后，反硝化效果受到碳源量的限制，大量的 未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区， 干扰厌氧释磷的正常进行，最终影响到整个 营养盐去除系统的稳定运行。
▪ 传统上，通过两步生物反应，即硝化 (NH+4→ NO-3)与反硝化(NO-3→N2)，实 现污水的生物脱氮。
▪ 硝化反应可表示为:
▪ 亚硝化反应
▪ NH4+ + O2 + HCO3- →
▪
NO2- + H2O + H2CO3 + 亚硝酸菌
▪ 硝化反应
NO2- + NH4+ + H2CO3 + HCO3-+ O2 → NO3- + H2O + 硝酸菌
污水生物脱氮除磷新工艺文稿演示
▪ 1、 脱氮的传统工艺 ▪ 自然界中氮一般有四种形态： ▪ 有机氮、 ▪ 氨氮、 ▪ 亚硝酸盐氮 ▪ 硝酸盐氮
▪ 生活污水中的氮主要形态是有机氮和氨 氮。
▪ 有机氮占生活污水含氮量的40-60%， ▪ 氨氮占50-60%， ▪ 亚硝酸盐和硝酸盐氮仅占0-5%。
污水生物脱氮的可能途径
▪ 聚磷菌在好氧条件下从废水中过量摄取
磷，形成多聚磷酸盐作为贮藏物质。
▪ 排放的剩余污泥中的含磷量在6%左 右（污泥干重）。
A/O除磷工艺系统
进水
厌氧池
好氧池
污泥回流（0.5Q）
二沉池
出水 剩余污泥
▪ 为防止水体富 营养化，一般 污水处理既需 要脱氮,也需要 除磷，是否可 以把两者结合 起来实现氮磷 同时去除？
▪ 总反应
▪ NH4+ + O2 + HCO3- →
▪
NO3- + H2O + H下：
▪
▪ NO3- + CH3OH + H2CO3 → ▪ N2↑+H2O + HCO3-+微生物细胞 ▪
生物脱氮工艺
▪ 传统生物脱氮存在问题?
▪ 首先，需要充分地氧化氨氮到硝酸氮， 要消耗大量能源(因为曝气)；
6HCO3- + 7H2O ▪ 节约 CH3OH 40%
亚硝化细菌和硝化细菌的 最小污泥龄与温度关系
0.8d 0.4d
▪ SHARON工艺的基本工作原理便是利用 温度高有利于亚硝化细菌增殖这一特点， 使硝化细菌失去竞争。
▪ 2.2 除磷新工艺
▪ 2.2.1 反硝化除磷细菌 ▪ 2.2.2反硝化除磷工艺
▪ 其次，还需要有足够碳源(COD)来还原 硝酸氮到氮气。
▪1.2除磷传统工艺
▪ 磷最常见的形式有： ▪ 无机磷: 磷酸盐（H2PO4-、
HPO42-、PO43-）；聚磷酸盐； ▪ 有机磷。
▪ 生活污水中的含磷量一般在1015mg/L左右，其中70%是可溶性的。
▪ 活性污泥在好氧、厌氧交替条件下时， 活性污泥中可产生所谓的“聚磷菌”。
▪ 但是，硝化菌（包括亚消化菌）是一类增 值速度较慢的微生物，所需要的世代时间比 较长，通常需要3-5天，因此在泥龄短的系统 中，硝化菌量极少。
▪ 因此，如何确定合理的泥龄是提高除磷脱 氮效率的技术关键。不可只偏重于其中一个 方面。
▪ 在特殊的情况下，可以改变泥龄的长短来 调节除磷脱氮的重心。
▪ 二、脱氮除磷的新工艺
厌氧 缺氧 好氧
内回流
二沉池
污泥回流
Ａ2/Ｏ工艺
▪ 从此之后，脱氮除磷被统一在一个系统中，既简化 了污水处理的操作，又增加了处理工艺的功能
▪ 然而实际应用表明脱氮与除磷之间存在一些矛盾， 很难在同一系统中同时获得氮磷的高效去除。其中 最主要的矛盾是厌氧环境下反硝化与释磷对碳源的 竞争。
▪ 根据生物除磷原理，在厌氧条件下，聚磷菌通过菌 种间的协作，将有机物转化为挥发酸，借助水解聚 磷释放的能量将之吸收到体内，并以聚β羟基丁酸 （PHB）贮存，提供后续好氧条件下过量摄磷和自 身增殖所需的磷源和能量。如果厌氧区存在较多的 硝酸盐，反硝化菌会以有机物为电子供体进行反硝 化，消耗进水中有机碳源，影响厌氧产物PHB的合 成，进而影响到后续除磷效果。
▪ 硝化作用
▪ NH+4 + 1.5O2 →→→→ NO-2 + H2O + 2H + ▪ NH+4 + 2O2 →→→→ NO-3 + H2O + 2H+
▪ 节约O2 25%
▪ 脱氮作用
▪ 6 NO-2 + 3CH3OH + 3CO2 →→→→ 3N2 +
6HCO3- + 3H2O
▪ 6 NO-3 + 5CH3OH + CO2 →→→→ 3N2 +
3、同步脱氮除磷
▪ 连续流脱氮除磷工艺的发展主要是围绕 着在同一污水处理系统中实现脱氮与除 磷所存在的矛盾展开的。最初，脱氮和 除磷是在不同的生物处理工艺中实现的。
▪ 1972年，Barnard在研究缺氧、好氧交 替进行的Bardenpho脱氮工艺时发现废 水中的磷也得以高效率的去除。于是， 他在流程之初增加了一个厌氧区，提出 同时实现脱氮除磷的Phoredox工艺，它 的简化流程就是Ａ2/Ｏ。