改良倒置A~2_O工艺设计.pdf

改良倒置 A 2 O 工艺设计 高俊发 1,2 吕平海 2 高 伟 2 周 艳 2 田海燕 2 张格红 2 1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 陕西 710054; 2.长安大学环境科学与工程学院, 西安 710061 摘要 在目前广泛采用的A O、A2 O、倒置 A2 O 等工艺的基础上, 为提高脱氮除磷效率, 提出改良倒置 A2 O 工艺。 并 对其工艺的特点、设计和脱氮除磷效率进行了详细的研究和分析。 关键词 改良倒置A2 O 工艺 进水分配系数 脱氮效率 0 引言 近年来 ,由于水体富营养化日趋严峻 ,污水进行 脱氮除磷迫在眉睫 ,针对这种情况, 国内外开发出多 种脱氮除磷工艺 ,典型的有巴氏脱氮工艺 、 A O 工艺、 A 2 O 工艺等, 其中尤其以 A O 工艺 、 A2 O 工艺得到了 广泛的应用。 为降低污水处理厂出水的含氮磷量 ,因此建议对 上述工艺加以改良, 以提高生物脱氮除磷的效率。 1 对缺氧池和厌氧池采用分点进水方式 ,使缺 氧池中的反硝化和厌氧池的生物除磷效果达到最佳。 2 采用混合液内回流形式, 提高系统生物脱氮 效率 。 3 采用污水完全硝化 ,确保出水水质达到氨氮 排放指标 。 根据以上要求, 提出改良倒置A 2 O 工艺, 其流程 见图 1。 图 1 改良倒置 A2 O 工艺流程图 1 工艺特点 1 混合液内回流 混合液内回流是为了提高污 水反硝化率,以达到提高生物脱氮效率而符合我国污 水排放标准的目的。 2 缺氧池与厌氧池的倒置 将缺氧池放在厌氧 池前面,回流污泥、 混合液和部分污水先进入缺氧池, 回流污泥和混合液中的硝酸盐在此进行反硝化,以确 保后边的厌氧池处于绝对厌氧状态 ,加强了对磷的去 除效率。 3 污水全部硝化 由于硝化反应主要取决于泥 龄,所以要严格控制硝化的程度, 按完全硝化进行设 计。确保出水水质完全达到氨氮出水指标。 4 部分污水 aQ 进入缺氧池,部分污水 bQ 进 入厌氧池, 分别为反硝化和生物除磷提供碳源, 分配 系数 a 和 b 根据水质条件计算确定 ,原则是脱氮除磷 效果最佳。 2 工艺设计计算 该工艺以泥龄 θc进行设计计算。 2. 1 好氧池容积计算 好氧池容积计算的公式为 Vh QθcY S0-Se Xv 1 Kdθ c 1 式中 Vh 好氧池容积 m 3 ; Q 设计流量 m 3 h; θ c 设计污泥龄 d ; Y BOD5污泥产率系数 kg kg ; Se 出水的 BOD5 mg L; S0 进水的 BOD5 mg L ; Kd 衰减系数 d -1 ; Xv 混合液挥发性悬浮固体浓度 mg L。 由于 Q 、Se、S0是设计初始条件 ,在设计前已经 确定 ,因此只需计算 θ c、 Kd、 Y 、 Xv即可算出 Vh。 2. 1. 1 好氧池泥龄的确定 本工艺要求污水完全硝化 , 则污泥龄 θ c根据硝 化的要求确定, 因硝化菌是生长缓慢的自养菌, 世代 周期长,所以好氧池的泥龄必须大于硝化菌的世代周 期,其计算公式为 θcf 1 μ0 2 式中 θc 满足硝化要求的设计泥龄 d ; 33 环 境 工 程 2006年 2 月第24 卷第1 期 f 修正系数 ,取值范围 2. 0～ 3. 0; μ 0 硝化菌比生长速率。 硝化菌比生长速率计算公式为 μ00. 47 1. 103 T- 15 3 式中 T 设计污水温度, 应按冬季平均水温考 虑,北方通常取10 ℃, 南方可取 11 ～ 12 ℃。 2. 1. 2 混合液挥发性悬浮固体浓度 Xv的确定 混合液挥发性悬浮固体浓度可按式 4 计算 Xvf Xh 4 式中 f 系数 ,取值范围为 0. 7～ 0. 8; Xh 混合液悬浮固体浓度 mg L ; 有初沉 池取 2. 5～ 3. 5 mg L ; 无初沉池取3. 5～ 4. 5 mg L。 2. 1. 3 污泥产率系数 Y 的确定 参照国外计算公式, 并结合我国具体情况, 污泥 产率系数可由公式 5 计算 Y k 0. 6 Nss S0 1 -0. 072 0. 6θ cFT 1 0. 08θcFT 5 式中 K 结合我国具体情况增加的修正系数 ,取 值范围为 0. 8～ 0. 9; Nss 进水悬浮固体浓度 mg L ; FT 温度修正系数。 温度修正系数可由公式 6 计算 FT1. 072 T- 15 6 式中 T 设计水温, 与污泥计算取值相同 。 2. 1. 4 衰减系数 Kd的确定 衰减系数 Kd在20 ℃时的通常取 0. 04 ～ 0. 075, 而Kd应按当地冬季和夏季的污水温度加以修正, 修 正公式为公式 7 KdTKd20θ T- 20 T 7 式中 KdT T ℃ 时的 Kd值 d - 1 ; Kd20 20 ℃时的 Kd值 d -1 ; θ T 温度系数,通常取 1. 02～ 1. 06。 2. 2 缺氧池容积计算 缺氧池容积可由公式 8 计算 Vq 1 000NT 1 r R -a DNR Xh 1 r R 8 式中 Vq 缺氧池容积 m 3 ; NT 需要去除的硝酸盐氮量 kg d; DNR 反硝化速率 kg kgd; Xq 混合液悬浮固体浓度 mg L; r 混合液内回流比 , 取值 范围 200 ～ 400; R 污泥回流比, 取值范围 50～ 100; a 进水分配系数 。 2. 2. 1 需要去除硝酸盐氮量 NT的确定 NT可由公式 9 计算 NTN0-Nw-Ne 9 式中 N0 进水总氮量 kg d; Nw 随剩余污泥排放而去除的氮量 kg d ; Ne 随处理水排放挟走的氮量 kg d。 2. 2. 2 反硝化速率 DNR的确定 反硝化速率与温度有关, 水温越高 ,反硝化速率 越大 ,其值可由图 2查出。 图 2 反硝化速率与温度之间关系 2. 3 厌氧池容积计算 厌氧池容积按水力停留时间计算,其值可按公式 10 计算 VyQ t 10 式中 Vy 厌氧池容积 m 3 ; t 水力停留时间 h。 根据大量实践 , 厌氧池实际停留时间 ≮ 0. 75 h。 随着时间的延长 ,费用增加过多, 对聚磷菌的生长过 程也不利, 所以水力停留时间不宜超过 2 h 。 2. 4 校核 缺氧池和厌氧池容积之和不宜超过好氧池,当计 算结果超过时, 应减少缺氧池的容积, 带来的对除磷 的不利影响根据具体情况解决 ,达不到出水要求时可 增加化学除磷设施。 3 工艺脱氮效率分析 改良倒置A 2 O 脱氮工艺物料平衡见图 3。 根据物料平衡可以得出 进水总氮量 反硝化氮 34 环 境 工 程 2006年 2 月第24 卷第1 期 图 3 改良倒置 A2 O 脱氮工艺物料平衡图 量微生物同化作用消耗氮量 出水氮量 Q TN r R Q SNOX0. 05Q S0-Se Q SNOX 11 经整理得出 SNOXTN -0. 05 S 0-Se 1 r R 12 式中 SNOx 出水硝酸盐浓度 mg L ; TN 进水总氮浓度 mg L 。 则该工艺脱氮效率为 f 1 - SNOX TN 13 把 12 式代入 13 式, 经整理得 f r R 1 r R 0. 05 S0-Se 1 r R TN 14 式中 f 工艺脱氮效率 。 由 14 式可知, 改良倒置 A 2 O 生物脱氮系统的 脱氮效率 f 与总回流比r R 有关 。总回流比 r R 越大 ,脱氮效率越高。以一般城市污水水质为例, 即 R 100, r 300, S0200 mg L , Se20 mg L, TN 40 mg L时,脱氮效率 f 84. 5。如果考虑在二 沉池发生反硝化也可去除一定量的 NO - 3-N, 则系统 的脱氮率比理论计算值略高一些。 4 分配系数 a 、b 的确定 根据国内外污水生物脱氮的理论与实践 ,为了实 现缺氧池理想的反硝化 ,进入缺氧池的 BOD5总量与 进入缺氧池的NO - 3- N ,总量比值 ≮ 3,即 进入缺氧池的 BOD5总量 进入缺氧池 NO3-N 总量 Q a S0 Q r R SNOX ≥3 15 经整理得 a ≥3 R r S NOX S0 16 式中 a 进水分配系数 。 同时为了实现有效除磷, 进入厌氧池的 BOD5总 量与要求去除磷的总量比值≮20 ,即 进入厌氧池的 BOD5总量 要求去除的磷总量 Q bS0 Q TP -Pc≥20 17 经整理得 b ≥20 TP -P c S0 18 式中 b 进水分配系数; TP 进水总磷浓度 mg L ; Pc 出水磷浓度 mg L ; 再由 a b 1, 即可确定进水最佳分配系数 a 和b 。 5 结论 1 为了提高生物脱氮除磷效率, 采用改良倒置 A 2 O 工艺是适宜的 。该工艺在达到较高脱氮效果的 基础上,还实现了最佳除磷效果。 2 改良倒置A 2 O 工艺的技术关键之一是合理 确定进水分配系数 a 和 b。 a 和b 并非固定值 ,而是 根据进水水质和出水水质确定的, 如果 a 过小 , 则 C N过低, 影响反硝化效率; 如果 a 过大, 则 b 过小, 使C P 过低 ,影响除磷效果 。因此可根据实际进水水 质调节 a 和b ,以实现除磷的最佳效果 。 3 改良倒置 A 2 O 工艺流程简单 , 增加设施不 多,易于操作。当污水处理要求不高时 , 可以实现减 少混合液内循环量, 减低能耗, 便于改造成一般 A 2 O 工艺 。 4 当出水要求 TP 按一级排放标准即 TP ≤ 0. 5 mg L时 ,绝大多数生物除磷工艺难以达标 , 这时 可以增加化学除磷设施。 参考文献 [ 1] 高俊发, 王社平. 污水处理厂工艺设计手册. 北京 化学工业出 版社, 2003, 154-166. [ 2] 李亚新. A O 前置反硝化和巴氏生物脱氮工艺脱氮效率分析. 给水排水, 1996, 22 10 20 -22. [ 3] 周雹, 周丹. 多点进水倒置 A2 O 工艺. 给水排水, 2002, 28 1 39 -42. [ 4] 张自杰. 排水工程. 北京 中国建筑工业出版社, 2000, 172 -173, 306 -314. 作者通讯处 高俊发 710061 陕西省西安市雁塔路 126 号 长安大 学环境科学与工程学院 电话 029 82339959 2005- 05-23 收稿 35 环 境 工 程 2006年 2 月第24 卷第1 期 Keywords combined, micro -aerobic, hydrolytic acidification and antibiotic wastewater EXPERIMENT ON BIOLOGICAL NITRIFICATION AND DENITRIFICATION OF DIGESTION LIQUID OF ALCOHOL WASTEWATERYang Jian Zhou Xiaobo 27 Abstract The digester liquid of alcohol wastewater was identified at CODCr, BOD5, TN andNH3-N concentrations of 3 500～ 4 300 mg L , 1 500～ 2 100 mg L, 400～ 700 mg L and 300～ 600 mg L respectively. The objective of this experiment was to investigate the nitrification and denitrification by SBR with specific emphasis on the main operational parameters. The results demonstrated that when the anoxic time was 3 h, the sludge loading 0. 26～ 0. 32 kg BOD5 kg MLSSd and carbon source enough, the effluent concentrations were 598～ 632 mg CODCr L, 60 ～ 100 mg BOD5 L, 6～ 9 mg NH3-N L, and 200～ 216 mg TN Lwith about 60 removal efficiency respectively. In spite of the short anoxic time, the system removed by 70～ 75 of total CODCr, which improved the organic and ammonia nitrogen loading exceptionally. Sodium acetate can be taken as the external carbon source of biological denitrification with an appropriate dosage of 500 mg L CODCrunder scarce carbon source condition. Keywords digester liquid of alcohol wastewater, SBR, biological nitrification a novel multi- tube Venturi scrubber was developed here asdesulfurizing and dedusting equipment for flue gas, and has been used for the purification of coal flue gas. The practical application indicated that the desulfurizing efficiency of this equipment can be as high as above 90. Keywords multi -tube Venturi scrubber, desulphurization and dust removal TEST OF COLLECTION DUST CAPABILITY OF EXTENSIVE RESISTIVITY ELECTROSTATIC PRECIPITATORHuang Sanming Li Hua Tao Hongsen 41 Abstract Extensive resistivity electrostatic precipitator is a new type ESP with assistant electrodes and interlaced collectionplates. In the lab conditions, cold -state simulated tests of extensive resistivity ESP have been done, the test results show that the collection dust capability of extensive resistivity ESP is better than the HARRAR ESP S and the common ESP S. The closed -velocity s modified coefficients of extensive resistivity ESP are in the range of 1. 30 to 1. 33, and energy consuruption is reduced by 14 to 32. What s more, extensive resistivity ESP can adapt the changeable dust concentration. Keywords extensive resistivity electrostatic precipitator, simulated test, collection dust capability PRIMARY STUDY ON DIGESTIVE METHANE DESULFURIZATIONH2S OF SEWAGE 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24, No. 1,Feb. , 2006