湖北省益境環(huán)?div id="m50uktp" class="box-center"> ?萍加邢薰?!-- 益境環(huán)保科技-專(zhuān)業(yè)從事各種廢水處理及回用工程 -->
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目前
生物脫氮過(guò)程中需要自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩類(lèi)不同微生物參與
本研究以武漢市龍王嘴污水處理廠實(shí)際處理工藝為原型建立中試裝置
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)裝置與運(yùn)行參數(shù)
本試驗(yàn)所用中試裝置以龍王嘴污水處理廠現(xiàn)有工藝為原型
①選擇池(HRT=0.625 h); ②厭氧池(HRT=1.25 h); ③缺氧池(HRT=1.875 h); ④好氧池(HRT=6.875 h); ⑤二沉池(HRT=2.5 h)
圖1 中試試驗(yàn)裝置示意
中試裝置進(jìn)水為龍王嘴污水處理廠渦流沉砂池出水
,其中20%進(jìn)水與回流污泥混合進(jìn)入選擇池,將污泥中硝酸鹽進(jìn)行反硝化,另外80%進(jìn)水直接進(jìn)入?yún)捬醭?div id="4qifd00" class="flower right">試驗(yàn)水質(zhì)情況為COD 150~350 mg ·L-1
,SS 100~350 mg ·L-1,NH+4-N 10~20 mg ·L-1,TN 20~40 mg ·L-1,TP 2~7 mg ·L-1,pH 6~9. 1.3 試驗(yàn)方法本研究在試驗(yàn)初期對(duì)A2/O工藝氮平衡建立理論模型,根據(jù)此模型調(diào)整相關(guān)的運(yùn)行參數(shù),使其在實(shí)際進(jìn)水條件下出水TN達(dá)到一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)[16]. 1.4 測(cè)試方法
NH+4-N
、 NO-3-N、 NO-2-N、 TN、 COD2 結(jié)果與分析 2.1 A2/O工藝氮平衡模型的建立
A2/O工藝中N的遷移轉(zhuǎn)化途徑如圖2所示.據(jù)此可建立N的物料平衡方程:
圖2 A2/O工藝氮物料平衡示意
為簡(jiǎn)化模型
(1)進(jìn)水TN在好氧區(qū)經(jīng)充分氧化后幾乎全部轉(zhuǎn)化為NO-3-N,出水NH+4-N一般小于1mg ·L-1
(2)好氧池中MLVSS/MLSS取值為0.5.
(3)二沉池出水SS一般在10~20 mg ·L-1之間
(4)龍王嘴污水處理廠出水達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),出水TN≤15 mg ·L-1.
(5)進(jìn)水TN與進(jìn)水COD同步增減
(6)脫氮碳源充足,缺氧池對(duì)NO-3-N的去除率高達(dá)90%(但當(dāng)進(jìn)水TN≥ 30mg ·L-1時(shí)
,一般處于冬季
,此時(shí)水溫較低,反硝化去除率在50%以上),系統(tǒng)中不存在同步硝化反硝化作用.(7)通過(guò)排出剩余污泥排出的TN主要指污泥中的有機(jī)氮
,忽略剩余污泥排出的NH+4-N和NO-3-N.若生物池體積為V(m3),設(shè)計(jì)處理水量為Q(m3 ·d-1)
,污泥濃度為X(mg ·L-1),回流污泥濃度為XR(mg ·L-1),污泥齡為θC(d)
,c為出水中NO-3-N的含量(mg ·L-1),TN為進(jìn)水總氮含量,污泥回流比為R1,混合液回流比為R2(見(jiàn)圖3),r為缺氧池的反硝化去除率,進(jìn)水中TN的含量Ni則可以得到:圖3 A2/O工藝脫氮各單元參數(shù)示意
剩余污泥量為:
生物池水力停留時(shí)間延長(zhǎng)至10.6 h
,即0.44 d(見(jiàn)圖1),通過(guò)剩余污泥排放的有機(jī)氮為:在圖3所示節(jié)點(diǎn)1處存在以下生物量物料平衡關(guān)系式:
由此推出:
剩余污泥的流量為:
通過(guò)排出剩余污泥所排出的NH+4-N和NO-3-N為:
QWQ
,根據(jù)假設(shè)(7),可以得到下列關(guān)系:由式(2)~(4),(6)和(10)得出:
令R=R1+R2為總回流比(R≥ 0.5)
,當(dāng)R≤ 1時(shí),此時(shí)R1=R,R2=0; 當(dāng)R>1時(shí),此時(shí)R1=100%,R2=(R-1).根據(jù)上述假定,在不同進(jìn)水TN、θC 及反硝化去除率(50%~90%)作用下,計(jì)算在不同X(絮狀污泥MLSS一般在3000~7000 mg ·L-1之間)時(shí)對(duì)應(yīng)的R值(見(jiàn)表1).表1 不同運(yùn)行參數(shù)時(shí)R值
根據(jù)表1并結(jié)合中試進(jìn)水水質(zhì)(TN濃度)及調(diào)試運(yùn)行方便,反應(yīng)器可以按以下4個(gè)工況運(yùn)行.
工況一:進(jìn)水TN在25mg ·L-1以下
,水溫一般較高,此時(shí)可取MLSS在3000mg·L-1左右,污泥回流比為50%,硝化液回流比為0.工況二:進(jìn)水TN在25~30mg ·L-1
,水溫一般較高,此時(shí)可取MLSS在4000mg·L-1左右,污泥回流比100%工況三:進(jìn)水TN在30~35mg ·L-1,水溫一般較低
工況四:進(jìn)水TN在35mg ·L-1以上
,水溫偏低,此時(shí)可取MLSS在7000mg·L-1左右,污泥回流比100%,硝化液回流比為200%或更高.通過(guò)調(diào)試中試試驗(yàn)裝置在4個(gè)工況下的運(yùn)行狀況,不僅可以驗(yàn)證脫氮模型假定和算法的合理性
,更重要之處在于可以為龍王嘴污水處理廠在不同進(jìn)水條件下提供合理最佳回流運(yùn)行方案,達(dá)到穩(wěn)定脫氮效果. 2.2 A2/O工藝氮平衡模型的中試驗(yàn)證 2.2.1 工況一試驗(yàn)2012年5月13日~6月30日和2012年8月4日~8月27日期間,進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)平均值如下:COD221.2 mg ·L-1
,SS224.5 mg ·L-1,TN 24.3 mg ·L-1(在25mg ·L-1以下),NH+4-N 14.1 mg ·L-1,NO-3-N 1.2 mg ·L-1,TP 5.1 mg ·L-1,水溫 23℃±2℃.該工況共運(yùn)行72 d,運(yùn)行參數(shù)為:污泥回流比50%,生物反應(yīng)池平均MLSS為3734 mg ·L-1,MLVSS/MLSS比值約為0.48,污泥齡為20.8 d. 在該工況下,出水COD和SS平均值分別為21.1 mg ·L-1和11.2 mg ·L-1,平均去除率分別達(dá)到89.6%和93.5%; 出水NH+4-N平均值為0.4 mg ·L-1,平均去除率達(dá)到96.9%,出水NO-3-N相對(duì)較高,平均值為11.0 mg ·L-1,出水TN平均值11.7 mg ·L-1,主要來(lái)自于NO-3-N,平均去除率達(dá)到51.5%,采樣點(diǎn)達(dá)標(biāo)率為94.9%.出水TN和NH+4-N優(yōu)于國(guó)家一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn),由此可見(jiàn),該工況下模型預(yù)測(cè)可靠有效. 2.2.2 工況二試驗(yàn) 2012年7月1日~7月31日期間,進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)平均值如下:COD224.6mg ·L-1在該工況下
2012年10月19日~2013年1月16日期間
運(yùn)行過(guò)程中為保證系統(tǒng)脫氮效果
,在不同溫度下及時(shí)調(diào)控MLSS,試驗(yàn)調(diào)整情況及平均進(jìn)水水質(zhì)詳見(jiàn)表2和表3.表2 取樣序號(hào)與工況運(yùn)行參數(shù)
表3 中試裝置出水指標(biāo)值
該工況運(yùn)行期間,出水COD和SS平均值分別為26.0 mg ·L-1和13.8 mg ·L-1
,平均去除率分別為90.0%和94.4%.當(dāng)水溫在10~15℃之間,平均MLSS為4558 mg ·L-1,好氧末端DO在4mg ·L-1左右時(shí),出水TN達(dá)標(biāo)效率僅為52%對(duì)照表1 和表3 分析看出
另外
在整個(gè)中試試驗(yàn)期間
由于在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中TN濃度基本維持在35mg ·L-1以下
3 結(jié)論
綜上所述
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