分点进水脱氮除新工艺及其应用.doc

分点进水脱氮除磷工艺脱氮除磷工艺脱碳、脱氮效高，总停留时间短，运行费用较低的显著优点fficient Nutrient Removal Li Ang, Zhang Yanqiu, Li Yan （School of Environment Science and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, XuZhou 221008, China） Abstract: ECOSUNIDE (ecological superior nitrification denitrification), based on advanced theories including uniform dynamic, dynamic loading, sludge concentraion optimization, simultaneous nitrification and denitrification, etc., is characterized by high removal efficiency of COD, BOD, nutrient, short total detention period, low operating cost, etc.. This process has been successfully applied in several engineering practices. Key words: ecological superior nitrification denitrification；activated sludge；nutrient removal；废水中氮、磷含量的增加会引起水体的富营养化。传统化学法或物理化学法进行脱氮、除磷不仅运行费用高，也不适合污水处理量很大的城市。生物脱氮除磷技术由于具有同时脱除C、N、P且处理成本低等优点而得到广泛应用。但脱氮除磷过程中存在的基质竞争和泥龄不同的矛盾使得处理效果相对较差，因此，处理好两者之间的矛盾成为城市污水处理工艺亟待解决的问题。 1．分点进水高效脱氮除磷理论 分点进水高效脱氮除磷新工艺[1]以张雁秋教授自主提出的统一动力学理论、动力学负荷理论、回流污泥浓度优化理论等为理论依据，创造出特殊工艺条件，提高活性污泥的硝化菌、聚磷菌的比例，突破了传统活性污泥法硝化速度慢、除磷量较少的瓶颈，实现了短时高效脱氮除磷。该工艺脱碳、脱氮效高，总停留时间短，运行费用较低的显著优点 活性污泥自创始以来，并没有一个是通用的并广泛被接受的动力学方程；Michaelis and Menten提出的一相说与Eckenfeider提出的两相说之间存在着明显矛盾。为解决这一长期悬而未决的的矛盾，张雁秋教授提出一个新的酶动力学方程[1]: (1) *国家科技成果重点推广计划（2004EC000132） *基金项目：中国矿业大学科技基金（0P080307） 此方程从理论上成功解决了废水生物处理反应动力学领域内多种学说不统一的问题。 统一动力学理论揭示了生物因子非线性反应的现象，即生物浓度较高时，反应速度与生物浓度呈非线性关系。 动力学负荷理论 污水处理厂水处理系统中，定义有许多负荷类型，这些负荷有各自的适用范围。为了更能够从生物自身生长特性反应有机物的动力学降解过程，接近生物处理本质，结合米-门方程，提出了动力学负荷理论及其设计方法[2]： （2） （3） 式中，―活性污泥系统动力学负荷；―最大反应速度常数；―反应器内底物对数平均浓度；―米氏常数，又称半饱和常数；—活性污泥比增殖速度。 根据式（2）及式（3）可以分别计算出脱碳菌类及硝化菌类在不同浓度下的比增殖速度V，并绘图如图1。从图1可以看出，要提高硝化微生物在活性污泥中的比例，造成硝化过程优势，必须使BOD、NH4+浓度不大于图2中两条曲线的交点。 回流污泥浓度优化理论 回流污泥浓度优化理论与传统理论模型相比能更为准确地找出最佳污泥回流比[3]，提高活性污泥法工艺效率。根据曝气池污泥浓度计算公式，提出回流污泥浓度计算模型为： （4） 式中，X为曝气池污泥浓度；r为污泥回流比；Xr为回流污泥浓度；Xm为重力沉降情况下的最高污泥浓度；k为沉降速度常数，与二沉池构造和污泥特性有关；Vr为二沉池污泥区容积；Q为处理水量。 曝气池污泥浓度X及回流污泥浓度Xr随回流比的变化趋势见图2。由图2可以看出：回流比增大，Xr随之逐渐降低，而X则逐渐增高；当回流比趋向于无穷大时，二者趋向于同一数值。 同步硝化反硝化理论 通过控制曝气池溶解氧浓度，结合分点多段进水，创造有利于同步硝化反硝化的工况，从而降低回流污泥中的