更新時間(jian)：2023-05-29 10:54 來源：凈水(shui)技(ji)術 作者: 葉寧 閱讀：6889 網友評論0條

【谷騰環保網訊】我(wo)(wo)國淡水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)短缺(que),全國約有1/5的(de)(de)城市(shi)嚴重缺(que)水(shui)(shui),為了緩(huan)解水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)短缺(que)問(wen)題,亟需開發(fa)利(li)用(yong)(yong)非常(chang)規水(shui)(shui)源(yuan),減(jian)(jian)輕用(yong)(yong)水(shui)(shui)壓力。再(zai)(zai)生水(shui)(shui)是人工的(de)(de)第二(er)水(shui)(shui)源(yuan),城市(shi)污(wu)水(shui)(shui)再(zai)(zai)生水(shui)(shui)就屬于第二(er)水(shui)(shui)源(yuan)。污(wu)水(shui)(shui)再(zai)(zai)生利(li)用(yong)(yong)能夠(gou)(gou)(gou)減(jian)(jian)少(shao)對常(chang)規水(shui)(shui)的(de)(de)消耗,不僅能夠(gou)(gou)(gou)節約水(shui)(shui)資(zi)源(yuan),而且(qie)能夠(gou)(gou)(gou)減(jian)(jian)少(shao)污(wu)水(shui)(shui)排放(fang)給環(huan)境水(shui)(shui)體(ti)所(suo)帶來(lai)的(de)(de)污(wu)染。這對污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理行(xing)業提(ti)出(chu)了更高的(de)(de)要求(qiu),帶來(lai)了新的(de)(de)挑戰與(yu)機遇。為克服傳統污(wu)水(shui)(shui)脫氮除磷技(ji)術的(de)(de)缺(que)點(dian),多(duo)(duo)點(dian)進水(shui)(shui)多(duo)(duo)級(ji)(ji)(ji)(ji)AO工藝應運而生。多(duo)(duo)點(dian)進水(shui)(shui)多(duo)(duo)級(ji)(ji)(ji)(ji)AO工藝是在(zai)傳統AAO工藝及Bardenpho工藝的(de)(de)基礎上結合發(fa)展而來(lai),在(zai)日(ri)本應用(yong)(yong)較(jiao)為廣泛,最近在(zai)我(wo)(wo)國開始逐步推廣使用(yong)(yong),其(qi)多(duo)(duo)級(ji)(ji)(ji)(ji)AO的(de)(de)級(ji)(ji)(ji)(ji)數(shu)在(zai)2～4級(ji)(ji)(ji)(ji)。我(wo)(wo)國目(mu)前應用(yong)(yong)該(gai)工藝的(de)(de)類似案例(li)包括遼寧錦(jin)州、天津張(zhang)貴莊(zhuang)、石家莊(zhuang)橋西等污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理廠的(de)(de)提(ti)標改造工程,均取得了較(jiao)好的(de)(de)效(xiao)果。

本文(wen)針對北方寒冷地區污水處理廠污水在冬季(ji)一(yi)般低碳(tan)高氮、達標困難(nan)的難(nan)題,提(ti)出了(le)多點進水多級AO工(gong)藝的技術特點、影響因素及設計(ji)計(ji)算方法,可(ke)為類似(si)項(xiang)目的設計(ji)計(ji)算提(ti)供(gong)參(can)考。

01項目概況

1.1背景

唐山市中心城(cheng)區(qu)規劃污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)量約為80萬m3/d,根據市政(zheng)府的(de)規劃要求,對再生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)處理必(bi)須占到(dao)集中處理污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)60%以上。唐山市政(zheng)府在2018年又出(chu)臺了(le)《全(quan)域治水(shui)(shui)(shui)(shui)清水(shui)(shui)(shui)(shui)潤城(cheng)工程實(shi)施方案》,由于原中心城(cheng)內污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠對周邊(bian)環(huan)境影響日益受到(dao)公(gong)眾關注,以及排放標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)進(jin)一步提(ti)(ti)高,須將原中心城(cheng)的(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠進(jin)行遷建(jian),新(xin)建(jian)2座大型(xing)規模(mo)的(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠,出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)達到(dao)“準(zhun)(zhun)Ⅳ類(lei)”水(shui)(shui)(shui)(shui)(除TN外,其(qi)余指標(biao)(biao)均(jun)達到(dao)地表水(shui)(shui)(shui)(shui)Ⅳ類(lei)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)),同時可為唐山市提(ti)(ti)供(gong)再生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)。

唐山市地(di)(di)處(chu)(chu)渤海灣中(zhong)心(xin)地(di)(di)帶(dai),多(duo)年年平均(jun)氣溫在10.0～11.3℃。1月溫度(du)最(zui)低,平均(jun)溫度(du)只有-6.4℃,且曾出現(xian)(xian)-28.2℃的(de)(de)極端氣溫。寒冷地(di)(di)區冬(dong)季溫度(du)較低,在生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反應(ying)階段,由于污(wu)水中(zhong)的(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)性(xing)(xing)以(yi)及微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)(sheng)長代(dai)謝受到(dao)低溫的(de)(de)影響(xiang),污(wu)水廠的(de)(de)脫(tuo)氮除磷效(xiao)果明顯下(xia)降。在活(huo)性(xing)(xing)污(wu)泥法處(chu)(chu)理(li)(li)(li)過程(cheng)中(zhong),大部分微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)屬于中(zhong)溫菌,在低溫條件下(xia)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)對(dui)污(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)吸附、降解性(xing)(xing)能會下(xia)降,極大提高了污(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)去除難度(du),在深(shen)度(du)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)階段依靠消(xiao)耗大量藥劑和能源(yuan)(yuan)(yuan)進行處(chu)(chu)理(li)(li)(li),以(yi)滿足現(xian)(xian)行的(de)(de)排放標(biao)準。若采(cai)(cai)用(yong)常規工藝(yi),將消(xiao)耗更多(duo)的(de)(de)資源(yuan)(yuan)(yuan)和能源(yuan)(yuan)(yuan),能耗過大。因此,針對(dui)唐山當地(di)(di)污(wu)水水質的(de)(de)特點采(cai)(cai)用(yong)多(duo)點進水多(duo)級(ji)AO生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)工藝(yi)進行處(chu)(chu)理(li)(li)(li),可顯著節約碳源(yuan)(yuan)(yuan),實現(xian)(xian)污(wu)水節能降耗精準治理(li)(li)(li)和再生(sheng)(sheng)。

1.2水質分析

1.2.1現狀水質分析

(1)進水水質實測統計分析

對現(xian)狀污水(shui)(shui)廠2016年1月—2018年11月每天的(de)進(jin)水(shui)(shui)化學(xue)需氧量(COD)、生(sheng)化需氧量(BOD5)、懸浮物(SS)、氨氮、總(zong)氮(TN)、總(zong)磷(TP)實驗室實測水(shui)(shui)質(zhi)指標進(jin)行統計分析,按85%或(huo)以上(shang)保(bao)證(zheng)率的(de)水(shui)(shui)質(zhi)濃度作(zuo)基(ji)本依據進(jin)行確定的(de)進(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)如表1所示。

實際進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)一般都會與原設(she)計的(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)有(you)(you)一定程(cheng)度的(de)(de)差異,本(ben)工程(cheng)設(she)計進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)主要需按(an)(an)照實測水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)統計值(zhi)(zhi)進行確定。由于D廠(chang)和B廠(chang)現狀進水(shui)(shui)量(liang)和設(she)計污水(shui)(shui)量(liang)均(jun)基(ji)本(ben)相同,按(an)(an)照二者進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)加權(quan)平均(jun)值(zhi)(zhi)作為本(ben)工程(cheng)進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)參考(kao)值(zhi)(zhi)。(2)按(an)(an)《污水(shui)(shui)排(pai)入城鎮(zhen)下(xia)水(shui)(shui)道(dao)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)》復核進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)在《污水(shui)(shui)排(pai)入城鎮(zhen)下(xia)水(shui)(shui)道(dao)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)》(GB/T31962—2015)中,對排(pai)入城市下(xia)水(shui)(shui)道(dao)的(de)(de)工業廢水(shui)(shui)有(you)(you)明(ming)確的(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)指(zhi)標(biao)(biao)規(gui)定,主要水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)指(zhi)標(biao)(biao)如表(biao)2所(suo)示(shi)。

本工(gong)程(cheng)中,實(shi)際進(jin)水水質(zhi)不能超過《污水排入城鎮下水道水質(zhi)標準》(GB/T31962—2015)的水質(zhi)指標要(yao)求,因(yin)此,將進(jin)水水質(zhi)的標準設計為CODCr≤500mg/L。

(3)遠期納管水質構成分析

根據(ju)規劃(hua),本工(gong)程(cheng)遠(yuan)(yuan)期進水(shui)(shui)中工(gong)業(ye)污(wu)(wu)水(shui)(shui)所占比例會(hui)越來(lai)越低,生活污(wu)(wu)水(shui)(shui)比例逐步提(ti)高。目前(qian),進水(shui)(shui)BOD5較低,遠(yuan)(yuan)期隨(sui)著生活污(wu)(wu)水(shui)(shui)比例上(shang)升(sheng),BOD5將有(you)所提(ti)高,污(wu)(wu)水(shui)(shui)BOD5/CODCr會(hui)提(ti)高,可生化性相(xiang)應提(ti)高,將有(you)利于水(shui)(shui)處理的效果提(ti)升(sheng),因此,BOD5按實測統計(ji)(ji)值(175mg/L)設(she)計(ji)(ji)。按上(shang)述進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質作為(wei)設(she)計(ji)(ji)依據(ju)可以滿(man)足遠(yuan)(yuan)期需求。同時(shi)在近(jin)期污(wu)(wu)水(shui)(shui)廠工(gong)藝設(she)計(ji)(ji)時(shi),也會(hui)考慮近(jin)期短歷時(shi)高濃度進水(shui)(shui)影響因素,選(xuan)擇合適的處理工(gong)藝。

(4)設計進水水質的最終確定

通(tong)過(guo)上述分(fen)析,本(ben)工(gong)程進水水質如(ru)表3所示。

(5)污水性質分析

本工(gong)程中,進水(shui)水(shui)質(zhi)設定(ding)為TN質(zhi)量濃度(du)為63mg/L;BOD5質(zhi)量濃度(du)為175mg/L,BOD5/TN=2.78,而(er)一般認定(ding)污(wu)水(shui)中碳(tan)源(yuan)充(chong)足的(de)(de)標準為BOD5/TN≥3,同(tong)時計算(suan)結果顯示,進水(shui)水(shui)質(zhi)中的(de)(de)碳(tan)源(yuan)達不到反(fan)硝化菌(jun)的(de)(de)供應要求,因此(ci),需補(bu)充(chong)碳(tan)源(yuan)。為節約碳(tan)源(yuan)和運行費用(yong),本工(gong)程需采用(yong)適應低碳(tan)高氮污(wu)水(shui)的(de)(de)節碳(tan)工(gong)藝(yi)。

1.2.2設計出水水質

本工程中,經處理后的廢水,出水指(zhi)標(biao)達(da)到北京地標(biao)《城鎮污水處理廠污染(ran)物排放標(biao)準(zhun)》(DB11/890—2012)中B標(biao)準(zhun)的要(yao)求,主(zhu)要(yao)水質指(zhi)標(biao)符合Ⅳ類(lei)水體標(biao)準(zhun)的要(yao)求,具體要(yao)求如表(biao)4所示。

02多點進水多級AO工藝

2.1工藝概況

多點(dian)(dian)進水(shui)多級AO在(zai)流程上與(yu)改(gai)良Bardenpho工(gong)藝相類似,但AO段(duan)根據(ju)脫氮需求,增加(jia)至3段(duan),并通過(guo)精確的分點(dian)(dian)進水(shui),有(you)(you)(you)效(xiao)分配(pei)碳源(yuan)(yuan)。多段(duan)AO按照(zhao)缺氧(yang)/好(hao)氧(yang)安排系(xi)統(tong)結構,此環(huan)境下,反硝化菌以及硝化菌能夠(gou)(gou)更好(hao)地生長。通過(guo)交替性(xing)布(bu)置,使(shi)得進水(shui)的有(you)(you)(you)機碳源(yuan)(yuan),在(zai)各段(duan)中都能夠(gou)(gou)進行(xing)充(chong)分地反硝化,保(bao)證最(zui)(zui)后的出水(shui)TN濃度達到(dao)標準要求,從(cong)而為深度脫氮提供良好(hao)的基礎。如(ru)果(guo)能夠(gou)(gou)確保(bao)最(zui)(zui)后一(yi)段(duan)有(you)(you)(you)足夠(gou)(gou)小的進水(shui)量(liang),或在(zai)最(zui)(zui)后一(yi)段(duan)適量(liang)投加(jia)一(yi)定的碳源(yuan)(yuan),可保(bao)證出水(shui)TN質量(liang)濃度<1mg/L。本(ben)工(gong)程通過(guo)交替性(xing)布(bu)置,使(shi)得缺氧(yang)/好(hao)氧(yang)無需增加(jia)內循環(huan)系(xi)統(tong)就可以實現(xian),不僅有(you)(you)(you)利于降低(di)項(xiang)目投資,而且系(xi)統(tong)運行(xing)能耗有(you)(you)(you)效(xiao)下降。這一(yi)設計(ji)手(shou)法有(you)(you)(you)效(xiao)解決了AO的高效(xiao)運行(xing)難題。多點(dian)(dian)進水(shui)多級AO工(gong)藝流程如(ru)圖1所示。

2.2工藝特點

多點(dian)進水多級AO工藝(yi)的(de)形式使(shi)其(qi)具有以下(xia)優(you)點(dian)。

(1)交替布置(zhi)使得缺氧(yang)/好氧(yang)無需增加內(nei)循環(huan)系統就(jiu)可以實(shi)(shi)現,不僅(jin)不需要增加硝化(hua)液回流設施來促進內(nei)循環(huan),而(er)且還能充分發揮(hui)水(shui)質中碳源的(de)作(zuo)用,讓反硝化(hua)更為充分并持續(xu)進行,在(zai)低C/N的(de)污水(shui)中能夠實(shi)(shi)現效(xiao)(xiao)果非常好的(de)高效(xiao)(xiao)脫氮。

(2)各段中(zhong)的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)通過分散進入的(de)(de)(de)方式,來推遲總稀釋作用的(de)(de)(de)發生,使得各段中(zhong)水(shui)(shui)體的(de)(de)(de)污(wu)泥(ni)濃度(MLSS)形(xing)成梯度式的(de)(de)(de)分布(bu)。相比其他的(de)(de)(de)脫氮(dan)(dan)工(gong)藝,如(ru)果(guo)二(er)沉(chen)池具有同樣的(de)(de)(de)MLSS,假設(she)不增(zeng)加(jia)二(er)沉(chen)池負荷,多點進水(shui)(shui)多級(ji)AO工(gong)藝的(de)(de)(de)MLSS更高,固(gu)體物的(de)(de)(de)停留時(shi)間也(ye)會更長。多點進水(shui)(shui)多級(ji)AO工(gong)藝還(huan)可(ke)以(yi)通過合理設(she)置進水(shui)(shui)點與進水(shui)(shui)流量(liang)分配比,來提(ti)(ti)高系統的(de)(de)(de)MLSS平均水(shui)(shui)平,一般可(ke)以(yi)提(ti)(ti)高35%～70%,不僅(jin)單(dan)位(wei)池容(rong)處理能力(li)得到有效(xiao)提(ti)(ti)升,而且脫氮(dan)(dan)所需池容(rong)也(ye)大大減少。

(3)缺(que)氧(yang)區進(jin)水中(zhong)的(de)(de)有(you)機物(wu)可(ke)作為反(fan)硝(xiao)化所需的(de)(de)碳源(yuan)(yuan),反(fan)硝(xiao)化菌(jun)充(chong)分利(li)(li)用原生污水中(zhong)易(yi)生物(wu)降(jiang)解的(de)(de)CODCr,從而達(da)到節省投加外部碳源(yuan)(yuan)的(de)(de)目的(de)(de);缺(que)氧(yang)區進(jin)水中(zhong)可(ke)利(li)(li)用碳源(yuan)(yuan)在反(fan)硝(xiao)化過程中(zhong)消耗(hao)非常大,后續好氧(yang)區可(ke)利(li)(li)用的(de)(de)碳源(yuan)(yuan)因(yin)此大大減少,可(ke)以抑制(zhi)異(yi)養菌(jun)的(de)(de)生長,為自養硝(xiao)化菌(jun)創造(zao)更有(you)利(li)(li)的(de)(de)生長環境。

(4)缺(que)氧(yang)(yang)區(qu)在布置時(shi)與(yu)好(hao)氧(yang)(yang)區(qu)形成(cheng)交(jiao)替形式,缺(que)氧(yang)(yang)區(qu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)堿(jian)度可以用來補充好(hao)氧(yang)(yang)區(qu)的(de)(de)(de)(de)堿(jian)度,使得(de)系統的(de)(de)(de)(de)堿(jian)度能夠維(wei)持(chi)相對的(de)(de)(de)(de)平衡;缺(que)氧(yang)(yang)區(qu)與(yu)好(hao)氧(yang)(yang)區(qu)交(jiao)替布置的(de)(de)(de)(de)形式使得(de)每段的(de)(de)(de)(de)缺(que)氧(yang)(yang)區(qu)成(cheng)為(wei)高負荷選擇器,對絲(si)狀(zhuang)菌的(de)(de)(de)(de)污(wu)泥膨脹形成(cheng)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)抑制作用。

(5)生反池中的(de)污水,通過分散進入方(fang)式,能夠有(you)(you)效(xiao)增強系統(tong)(tong)(tong)的(de)抗(kang)沖(chong)擊負荷力(li)。如果是合流制排水系統(tong)(tong)(tong)或者有(you)(you)雨(yu)污混接的(de)分流制系統(tong)(tong)(tong),只需調(diao)整流量(liang)分配(pei)比,就可有(you)(you)效(xiao)避免暴雨(yu)所產(chan)生的(de)巨大洪峰流量(liang)對污泥的(de)沖(chong)刷損失。2.3影響因(yin)素

影響多(duo)點(dian)進水(shui)多(duo)級AO工藝處理(li)效率的因素主要(yao)包(bao)括污泥(ni)齡、混合液回流、進水(shui)分配比、缺氧(yang)/好氧(yang)可調(diao)容積比、反(fan)應(ying)器段數、溫(wen)度、BOD5污泥(ni)負荷等(deng)。03多(duo)點(dian)進水(shui)多(duo)級AO工藝工程設計(ji)

本工程近期共設置3座(zuo)(zuo)多(duo)點(dian)進(jin)水多(duo)級AO生(sheng)物反應池,單座(zuo)(zuo)規模為10萬m3/d,每(mei)(mei)座(zuo)(zuo)設厭氧段(duan)、一段(duan)AO、二(er)段(duan)AO、三段(duan)AO。每(mei)(mei)池空氣管(guan)形(xing)成支狀(zhuang),并設有(you)電(dian)動調節(jie)閥,可通過電(dian)動調節(jie)閥對好氧池內溶解氧(DO)進(jin)行控制,對生(sheng)物脫氮(dan)以(yi)及(ji)節(jie)能都(dou)有(you)較好的(de)效果。生(sheng)反池分段(duan)分區(qu)如圖2所示(shi)。

缺(que)(que)氧(yang)與好氧(yang)交替布(bu)置的(de)(de)形式使得(de)原水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)碳源得(de)到充分(fen)利用(yong),從而讓污(wu)水(shui)(shui)(shui)在各段中(zhong)完全完成反(fan)硝化反(fan)應,因此,最后一段AO池(chi)的(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)進水(shui)(shui)(shui)量決定了生反(fan)池(chi)的(de)(de)出水(shui)(shui)(shui)TN濃度,這種缺(que)(que)氧(yang)與好氧(yang)的(de)(de)交替布(bu)置能(neng)(neng)實現深(shen)度脫(tuo)氮的(de)(de)目的(de)(de)。AO池(chi)數量為3座,每座分(fen)2組,每組可獨立運(yun)行,每組處理能(neng)(neng)力為5萬(wan)m3/d,有效水(shui)(shui)(shui)深(shen)為7.0m。多點進水(shui)(shui)(shui)多級AO工(gong)(gong)藝工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設計方法主要參考《廢水(shui)(shui)(shui)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng):處理及回用(yong)》(第4版)。

(1)分段數量n

等比例(li)進水情(qing)況(kuang)下,各段的(de)脫氮效(xiao)率計算如式(1)。

其中(zhong):η——脫(tuo)氮效率;

n——分段(duan)數量(liang);

r——污泥回(hui)流比,取100%。

實際脫氮效率η計算如式(2)。

η=(1-Ne/N0)×100%(2)

其中:N0——進(jin)水TN質量濃度,mg/L;

Ne——出水TN質量濃度,mg/L。

本工程(cheng)實際脫氮效率η=(1-Ne/N0)×100%=(1-15/63)×100%=76%。

 根據式(1),n=1/(1-76%)/(1+100%)=2.1,為保證脫氮效果(guo),取分段(duan)數n=3。

(2)流量分(fen)配比例(li)αn

采用變比例(li)(li)進(jin)水,假設前一段(duan)硝(xiao)(xiao)化產生(sheng)的(de)在隨后的(de)缺氧(yang)段(duan)完全反硝(xiao)(xiao)化,則工藝(yi)最后出水的(de)含(han)量僅與(yu)末端(duan)進(jin)水比例(li)(li)有關,變比例(li)(li)進(jin)水脫氮效率如式(3)。

其中:αn——最(zui)后一段進(jin)水比例;

R——系統最后一段(duan)的(de)內回流比,取100%。

 由于實際(ji)脫氮效(xiao)率為(wei)76%,校核變比例進水計(ji)算的脫氮效(xiao)率需大于此(ci)數值。

當(dang)第(di)一缺氧(yang)段完(wan)成對硝(xiao)(xiao)氮的反硝(xiao)(xiao)化,且第(di)一段進水中的BOD5全部用(yong)于反硝(xiao)(xiao)化時(shi),則式(4)成立。

 其(qi)中(zhong):k——反硝(xiao)化單位所需要(yao)的有機物的量,取圖片

Nc——出(chu)水硝氮質量(liang)濃度,mg/L;

S0——進水BOD5質量(liang)濃度(du),mg/L。

可利用此(ci)公式校核第一缺氧段進水中反硝化需要的碳源是否充足。

流(liu)量(liang)分配比例的兩種(zhong)設計計算方法如下。

(a)等(deng)負荷流量分配法:保(bao)持各(ge)段好養區(qu)硝(xiao)化菌(jun)的污泥負荷相(xiang)等(deng)(假定(ding)各(ge)段AO容積(ji)相(xiang)同),如(ru)式(5)和式(6)。

求解得到α1=39.8%;α2=32.4%;&alpha;3=28.1%。

采(cai)用式(7)復核缺氧池(chi)反硝化所(suo)需碳源是否充足。

αi/αi-1=k×Nk/S0(7)

其中,Nk——進水凱氏氮(TKN)質量濃度,mg/L。

本工程(cheng)k×Nk/S0=3×59.85/149=1.21,缺氧池碳源(yuan)不足,無法(fa)采(cai)用等負荷(he)流量分配法(fa)。

(b)流量分配系數法,如(ru)式(8)和式(9)。

求解得到α1=25.79%;α2=32.71%;&alpha;3=41.50%。

校(xiao)核(he)缺氧(yang)1段碳(tan)源：

α1=25.79%>kr（Nc/S0）=3×100%×（10.5/149）=21%，碳(tan)源充足(zu)。

校核脫(tuo)氮效(xiao)率(lv)：

η=[1-41.50%/(1+100%+100%)]×100%=86.2%>75%,可(ke)實現出水TN質量(liang)濃度<15mg/L。

冬(dong)季時硝化(hua)反應受低溫限制(zhi),應適當延長(chang)硝化(hua)時間,可通過調整減少(shao)最后1～2級的進水(shui)量,以此來彌(mi)補低溫帶來的影(ying)響。

(3)好氧段泥齡θco,計算(suan)如式(10)。

其中(zhong):θco——好(hao)氧段泥(ni)齡(ling),d。

F——安全(quan)系(xi)數,取3;

Na——生反(fan)池(chi)中氨氮質量(liang)濃度,mg/L;

Kn——硝化作用中氮(dan)的半速率常數,一般取1mg/L,mg/L;

T——設計最低(di)水溫(wen),取12℃,℃。

計算得到：

θco=3×1/[0.47×1.5/(1+1.5)×e0.098×(12-15)]=14.3d,取&theta;co=14.3d。

(4)污泥總產(chan)率系數Yt,計算如式(11)。

其中:Yt——污(wu)泥總產率(lv)系數;

f——污泥產(chan)率修正系數(shu),取0.85;

Yh——異養菌產率系數,取0.6kgSS/(kgBOD5);

bh&mdash;—異(yi)養菌(jun)內源衰(shuai)減系(xi)數,取(qu)0.08d-1,d-1;

ft——溫度修正系數,為1.072(T-15);

ψ——進水中不(bu)可降解SS與總SS比例,取0.5;

S00——進水SS質量濃度,mg/L。

計算得到：

Yt=0.85×[0.6-（0.9×0.08×0.6×1.07212-15）/（1/14.3+0.08×;1.07212-15）+0.5×165/149]=0.76kgSS/（kgBOD5）。

(5)污泥凈產率系數Y,計(ji)算如式(12)。

求解得到：

Y=0.85×[0.6-（0.9×0.08×0.6×1.07212-15）/（1/14.3+0.08×1.07212-15）]=0.29kgVSS/（kgBOD5）。

(6)每(mei)段AO容(rong)積比VA∶VO,計算如(ru)式(13)。

其中:Q——生反(fan)池進水量,萬m3/d;

SMLSS——污泥質量(liang)濃(nong)度,mg/L;

 Se——出水BOD5質(zhi)量濃(nong)度(du),mg/L;

Rn——剩余(yu)污泥含氮(dan)率,取12%;

kde——20℃時(shi)脫氮速率,取0.05kgNO3--N/(kgMLSS·d）

將相關參(can)數帶入,得到VA∶VO=0.61∶1。

每段AO容積(ji)比相同(tong),亦可根(gen)據每段去(qu)除TN及BOD5量,優化(hua)每段AO采用不同(tong)的容積(ji)比。

(7)總泥(ni)齡θc、好氧段泥(ni)齡&theta;co、缺氧段泥(ni)齡θcd之(zhi)間的關系如式(14)和式(15)。

θcd∶θco=VA∶VO(14)

θc=θcd+θco(15)

其中:θc——總(zong)泥齡,d;

θcd——缺(que)氧(yang)段泥(ni)齡,d。

計算得：

θcd∶θco=VA∶VO=0.61；

&theta;c=θcd+&theta;co=14.3×1.61=23.0d。

(8)回流污泥濃度(du)Xr,計算(suan)如式(shi)(16)。

其中(zhong):tE——二沉池濃縮時間,取2h,h。

RSVI——污泥(ni)容積指數,取125。

圖片取7g/L。

(9)反應(ying)池內污泥濃(nong)度Xi,計算如式(shi)(17)。

其中:Xi——反應池(chi)內污(wu)泥質量濃(nong)度,g/L。

求解得到：

X1=7×100%/(100%+25%)=5.6g/L;

X2=7×100%/(100%+35%+25%)=4.4g/L;

X3=7×100%/(100%+1)=3.5g/L。

(10)每段AO池容Vi,計算如式(18)。

其中:Vi——每段(duan)AO池容,m3。

經復核,各段AO停留時間分別為(wei)T1=2.68h,T2=4.77h,T3=6.85h,設計取值分別為(wei)T1=3.0h,T2=5.0h,T3=7.0h。

(11)單組(zu)生反(fan)池設計(ji)參數匯總如(ru)下(xia)。

本(ben)工程(cheng)單組生反池(chi)處理規(gui)模為(wei)5m3/d,設(she)計最(zui)低水(shui)溫(wen)為(wei)12℃,最(zui)高(gao)水(shui)溫(wen)為(wei)25℃。

經計算,產(chan)泥率為(wei)0.76kgDS/(kgBOD5),好氧區(qu)污(wu)泥負荷為(wei)0.12kgBOD5/(kgMLSS·d),系統泥齡(ling)為(wei)23.0d,好氧泥齡(ling)為(wei)14.3d。

停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)方面(mian),厭氧(yang)停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)為(wei)1.0h,多段(duan)AO區停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)為(wei)15h,總(zong)停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)為(wei)16h,其中各段(duan)AO停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)比例(li)為(wei)3∶5∶7,每段(duan)AO停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)比例(li)為(wei)0.61∶1,缺(que)氧(yang)區總(zong)停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)為(wei)5.7h,好氧(yang)區總(zong)停留時(shi)(shi)(shi)間(jian)為(wei)9.3h。

進水分(fen)配(pei)比例(li)采(cai)用2.5∶3.5∶4.0,設計水深為7.0m,外回流污泥為50%～100%。

曝氣(qi)(qi)系(xi)統總的氣(qi)(qi)水比(bi)為6.3∶1,各(ge)段好氧區曝氣(qi)(qi)量比(bi)例為1.0∶1.6∶2.0,采用曝氣(qi)(qi)管,通過(guo)精確曝氣(qi)(qi)系(xi)統進行控制。

(12)后續深度處理工藝段

本工(gong)程后續污水(shui)深度處理工(gong)藝方案為“高(gao)效沉淀(dian)池(chi)+深床濾池(chi)”工(gong)藝,以進一步去(qu)除(chu)生反池(chi)出(chu)水(shui)中的SS和TP。同時(shi)在末端設置了O3催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)系(xi)統,當出(chu)水(shui)CODCr不達標(biao)時(shi),啟用該系(xi)統投加(jia)O3進行強化(hua)處理,確保出(chu)水(shui)達標(biao),在平時(shi)能達標(biao)時(shi)則不開啟O3催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)系(xi)統。

04效益分析

多(duo)點進水多(duo)級(ji)AO工(gong)(gong)藝(yi)(yi)無需內(nei)回流,根據內(nei)回流污泥泵的功率計算,與(yu)常規100%內(nei)回流相比,多(duo)點進水多(duo)級(ji)AO工(gong)(gong)藝(yi)(yi)按(an)30萬m3/d的污水處理規模計算,全年可節(jie)約用電(dian)228萬kW·h,約占全廠用電(dian)量的2%,按(an)0.573元(yuan)/(kW·h)電(dian)核算,可每年節(jie)約運(yun)行成本約為131萬元(yuan)。

多點進水多級AO工藝無需(xu)額外補充碳(tan)源,按30萬(wan)m3/d的(de)污水處理(li)規模計算,每天可節(jie)(jie)約(yue)33%濃度的(de)乙(yi)酸鈉溶液約(yue)為18m3,按乙(yi)酸鈉3000元/m3計算,全年可節(jie)(jie)約(yue)運行費用約(yue)為1944萬(wan)元。

05結語

 (1)多點進水多級AO工藝交替布置缺氧和好氧段,使得無需增(zeng)加內循環系統就可以實現脫氮(dan),節(jie)約能源(yuan)。

(2)多點進水多級AO工藝在寒冷(leng)地區低(di)碳(tan)高氮污(wu)水處理(li)中(zhong)有比(bi)較明顯的(de)優勢,其可(ke)優化(hua)分配污(wu)水中(zhong)的(de)碳(tan)源(yuan)(yuan),使(shi)得碳(tan)源(yuan)(yuan)能夠(gou)精準地被(bei)用(yong)于脫氮除(chu)磷,節約碳(tan)源(yuan)(yuan)。

(3)多點進(jin)水(shui)多級AO工(gong)藝節能降耗,節約碳(tan)(tan)源,是新時代碳(tan)(tan)達峰碳(tan)(tan)中和(he)背(bei)景下(xia)值得廣泛推廣的技術。

相關文章

昵稱：

驗證碼：

文明上網，理性發言

網友評論(lun)僅供其表達個人看法，并(bing)不表明谷騰(teng)網同意其觀點或證實(shi)其描述。