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ECOSUNIDE工艺在污水厂升级改造中的应用 中国矿业大学环境与测绘学院 2009年04月 《国家科技成果重点推广计划》项目“城市污水生物处理高效硝化新工艺”（2004EC000132） 江苏省建设厅科研项目《徐州、常州市城市污水处理厂尾水回用相关技术研究》（三.13）(JS2002Z01) 发明专利：“一种污水生物处理高效硝化工艺” （ZL200510094560.9） 研究背景 研究思路 理论部分 一、统一动力学理论 一相说是将有机物的降解用以下数学模型描述： 二相说为埃肯费尔德Eckenfelder等人所支持，是将有机物的降解分为高有机物浓度和低有机物浓度二相而分别采用不同的数学模式。 高浓度时，有机物降解速度与其浓度无关，呈零级反应，与活性污泥浓度呈一级反应；低有机物浓度时，有机物降解速度与其浓度和活性污泥浓度均呈一级反应，用下式可表达： 统一说由中国矿业大学张雁秋提出，并证明一相说与二相说是统一说的两种极端形式，统一说的数学模型表示如下： 式中字母意义均同前。 二、活性污泥法动力学负荷 活性污泥法动力学负荷由中国矿业大学张雁秋首次提出： 硝化反应是由亚硝酸菌和硝酸菌两种细菌共同完成的，这两种细菌均属于化能自养型微生物。在活性污泥微生物中，硝化菌的比例与污水的BOD5/TKN有关，若水中BOD5值高，有助于异养菌的迅速繁殖，使硝化菌的生长受到抑制，只有当BOD5低于20mg/L时，硝化反应才开始进行。 高污泥浓度对硝化有利 增加活性污泥浓度可以相对提高硝化菌的优势。在此情况下,脱碳菌类因浓度过高而生长速度相对下降,使得硝化菌的比例有所提高。因此,在同样的污泥总量情况下,短时高污泥浓度要比延时低污泥浓度在硝化脱氮方面更为有效.这是我们开发研究短时硝化脱氮工艺的主要理论根据。 分点进水使曝气池中的活性污泥浓度在池首端明显较高，在同样条件（同样的回流污泥浓度及同样的污泥回流比）下，曝气池中污泥平均浓度明显高于推流式活性污泥法的污泥浓度。 就除磷来说，活性污泥微生物中聚磷菌类和其他菌种并存，一般情况下，聚磷菌类处于弱势，在活性污泥中比例较小。根据前述公式可计算出污泥浓度下的比增殖速度V（增长率），并绘出上图，从上图中可以看出，要提高聚磷菌群在活性污泥总量中的比例，提高厌氧释磷负荷，造成释磷、聚磷优势，必须使污泥浓度不低于上图中两条曲线的交点。 三、回流污泥浓度优化理论 工程部分 环境效益 污水处理出水从二级提高到一级（B）,运行稳定，克服了污泥膨胀及二沉池飘泥问题，从根本上解决了下游水体奎河的污染问题。 经济效益 2002年当时最优改造方案为：按出水一级（B）计算，投资6000万元。同时16.5万吨/日规模减少至10万吨/日运行。应用新工艺多处理134225000吨污水，每吨污水处理费用为0.8元，新增产值10738万元，吨水新增成本0.2元，吨水净收入为0.6元，新增纯收入8590.4万元，新工艺投资1000万元，当年节约5000万元，增收节支总额13590.4万元。 社会效益 工艺改造后，排入奎河的污水处理厂出水水质明显改善，下游安徽段面水质明显改善为安徽合理利用奎河进行农灌奠定了基础，解决了江苏、安徽奎河段面水质纠纷。 环境效益 污水处理出水从二级提高到一级（B）,运行稳定，克服了污泥膨胀及二沉池飘泥问题，很大程度上解决了沂河的污染问题。 经济效益 2006年当时最优改造方案为：按出水一级（B）计算，投资3000万元。同时10万吨/日规模减少至7万吨/日运行。应用新工艺多处理2550万吨污水，每吨污水处理费用为0.8元，新增产值2040万元，吨水新增成本0.0元，吨水净收入为0.8元，新增纯收入2040万元，新工艺投资300万元，当年节约2700万元，增收节支总额4740万元。 社会效益 工艺改造后，排入沂河的污水处理厂出水水质明显改善，下游江苏段面水质明显改善，为江苏沂河下游合理利用沂河进行农灌奠定了基础。 环境效益 污水处理出水从二级提高到一级（B）,运行稳定，克服了原工艺水解池臭味问题，部分解决了沂河的污染问题 经济效益 2007年当时最优改造方案为：按出水一级（B）计算，投资4000万元。同时5万吨/日规模减少至3万吨/日运行。应用新工艺多处理400万吨污水，每吨污水处理费用为0.8元，新增产值320万元，吨水新增成本0