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遇水還清 潔善自然

汙水處理提標改造新技術----多點進水
時間:2020-04-21
 

進水碳源不足,工藝上難以同時實現高效的脫氮和除磷,主要原因之一是缺氧段的反硝化脫氮效果較差,聚磷菌優先消耗易生物降解的有機物,引起反硝化菌和聚磷菌對碳源的競爭,致使反硝化菌由於得不到充足的碳源而限製脫氮效果。傳統的AAO工藝,主要以調節溶解氧,內、外回流比為主要控製手段,手段有限,出水總氮無法進一步降低,有機物含量低,COD:N:P比例失衡這一現狀無法改變且有長期持續的特征。


而內碳源的開發利用不僅對提高脫氮除磷效率能起到一定的積極作用,而且也可減少廢物排放量達到節能減排的效果。采用多點進水,可以充分利用原水中的易生物降解COD為反硝化提供碳源。此外,缺氧區進水,反硝化消耗大量的可利用碳源,進入好氧區的可利用碳源較少,異養菌的生長受到限製,利於自養硝化菌的生長。


多點進水也稱為分段進水活性汙泥法,汙水經過簡單的物理處理後,直接進入生物池。早期采用多點進水方式的目的是減少生物池需氧量和供氧量的差異,起到節能降耗的作用。目前采用該方式的目的一方麵是增加脫氮除磷段的碳源含量,另一方麵也是消耗汙泥回流和硝化液回流所攜帶的剩餘溶解氧,優化脫氮除磷的反應環境,從而提高處理效果。目前,國內外不少汙水處理行業之前已嚐試出很成功的多點進水方式。比較常見的有:多點進水導致A/A/O工藝,連續流分段進水缺氧/好氧(A/O)工藝以及多點多級前置預缺氧段A/O工藝等。


一、分段進水A/O脫氮工藝的特點


(1)為生物脫氮過程提供足夠的碳源

該工藝采用分段進水至各級缺氧區,為各級反硝化提供足夠的碳源,不需要提供外加碳源,提高了生化係統的脫氮效率。


(2)脫氮效率高
分段進水A/O生物脫氮工藝中的氮經過多級硝化及反硝化而被去除,反應器級數越多,汙泥回流比越大,脫氮效率越高;與常規活性汙泥脫氮工藝相比,分段進水A/O脫氮工藝可以在常規活性汙泥回流比下,獲得較高的脫氮效率。各級等比例進水流量分配情況下的最大理論脫氮關係式:

式中   

η----脫氮效率,%;

n----反應器級數;

r----汙泥回流比,%


(3)汙泥平均濃度高、泥齡長、池容小、基建投資省

由於進水沿反應器投配,而汙泥回流至第一級首端,係統的SRT比相同池容的推流係統長,可見分段進水係統在不增加反應器出流MLSS濃度的情況下使汙泥齡得以增加,而終沉池的水力負荷與固體負荷沒有變化,不影響終沉池運行的穩定性。


(4)節能降耗,減少運行費用

由於好氧區硝化液直接進入下一級缺氧區,不需要設置混合液回流設施。但對於單級A/O工藝,除了50%~100%汙泥回流外,還需200%~300%的混合液內回流。由於分段進水A/O工藝不需要混合液內回流,僅需50%左右的汙泥回流即可達到較高的汙染物去除效率,因此,可大大降低反應器回流係統能耗,節省運行費用。


(5)承受衝擊負荷能力強

由於分段進水反應器中液體的流態接近完全混合,因此可以承受水質變化和避免衝擊負荷的影響。


(6)易於操作運行

分段進水A/O脫氮工藝提高了係統的可控性,可以根據進水水質和環境條件的變化,靈活調整運行方式,得到穩定的出水效果。


二、分段進水A/O工藝參數確定

分段進水缺氧/好氧工藝是一種高效的汙水生物脫氮工藝,但原水多點投配給該工藝帶來諸多好處的同時,也為其生產運行帶來一定的困難。比如,進水點選擇、分多少段、流量如何輸送和分配、缺氧池與好氧池的體積等.


(1)汙泥回流比

分段進水A/O工藝中,由於汙泥回流比對脫氮效率的影響比對傳統的前置反硝化係統要小,且回流比增大會使反應器中沿程的MLSS的質量濃度梯度降低,所以工藝中不宜采用過大的汙泥回流比,一般取50%左右。


(2)反應器級數

反應器級數是根據需要達到的TN去除率來確定的。假設反應器每段進水量相同,汙泥回流比r=50%,根據實際汙水的TN濃度及所要求的出水TN濃度計算得到設計的TN去除率,代入到(3)式中即可估算出所需反應器的段數。然後,根據實際工程的預算、占地等因素綜合考慮,並最終確定工藝的段數。實際工程中反應器段數一般取2~4。


(3)進水流量分配

各段進水的流量分配是多級A/O工藝設計中的一個極為重要也是較難確定的參數。下麵列出兩種主要的流量分配方法:一是等負荷流量分配法,根據係統各段硝化容量分配流量,優先保證硝化效果,用於高氨氮負荷時保證係統穩定運行有效方式;二是采用流量分配係數,根據進水C/N進行流量分配,目的是充分利用進水碳源,並保證最後一段進水量最少,該方法是提高脫氮效率乃至深度脫氮的重要方式。


(4)反應器各段容積比
對於新建汙水處理廠,可根據水力停留時間來確定反應器各段的容積。n級反應器串聯所需總的水力停留時間為:

式中

T----總水力停留時間;

K----反應速率常數(與水溫、水的pH值及細菌種類等有關,通過試驗確定),mg/(g·h);
C0----進水有機物濃度,mg/L;

Cn----出水有機物濃度,mg/L


隨著反應器段數的增加,單個反應器內的流態接近完全混合式,整個反應器係統的流態接近推流式。第1級反應器在高濃度下進行反應,反應推動力較大,反應速度最快,而後濃度逐漸降低,反應推動力減小,反應速度也逐漸降低。因此水力停留時間沿反應器逐級增加。對於城市生活汙水,反硝化KDN速率一般為0.27mg/(g·h)左右,硝化速率KN一般為0.4 mg/(g·h)左右。對於新建汙水廠,可根據水力停留時間來確定各段容積,各級缺氧段與好氧段的比值可采用1:1.5,後1級缺氧段與前1級好氧段可采用相同的水力停留時間。