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遇水还清 洁善自然

污水处理提标改造新技术----多点进水
时间:2020-04-21
 

进水碳源不足,工艺上难以同时实现高效的脱氮和除磷,主要原因之一是缺氧段的反硝化脱氮效果较差,聚磷菌优先消耗易生物降解的有机物,引起反硝化菌和聚磷菌对碳源的竞争,致使反硝化菌由于得不到充足的碳源而限制脱氮效果。传统的AAO工艺,主要以调节溶解氧,内、外回流比为主要控制手段,手段有限,出水总氮无法进一步降低,有机物含量低,COD:N:P比例失衡这一现状无法改变且有长期持续的特征。


而内碳源的开发利用不仅对提高脱氮除磷效率能起到一定的积极作用,而且也可减少废物排放量达到节能减排的效果。采用多点进水,可以充分利用原水中的易生物降解COD为反硝化提供碳源。此外,缺氧区进水,反硝化消耗大量的可利用碳源,进入好氧区的可利用碳源较少,异养菌的生长受到限制,利于自养硝化菌的生长。


多点进水也称为分段进水活性污泥法,污水经过简单的物理处理后,直接进入生物池。早期采用多点进水方式的目的是减少生物池需氧量和供氧量的差异,起到节能降耗的作用。目前采用该方式的目的一方面是增加脱氮除磷段的碳源含量,另一方面也是消耗污泥回流和硝化液回流所携带的剩余溶解氧,优化脱氮除磷的反应环境,从而提高处理效果。目前,国内外不少污水处理行业之前已尝试出很成功的多点进水方式。比较常见的有:多点进水导致A/A/O工艺,连续流分段进水缺氧/好氧(A/O)工艺以及多点多级前置预缺氧段A/O工艺等。


一、分段进水A/O脱氮工艺的特点


(1)为生物脱氮过程提供足够的碳源

该工艺采用分段进水至各级缺氧区,为各级反硝化提供足够的碳源,不需要提供外加碳源,提高了生化系统的脱氮效率。


(2)脱氮效率高
分段进水A/O生物脱氮工艺中的氮经过多级硝化及反硝化而被去除,反应器级数越多,污泥回流比越大,脱氮效率越高;与常规活性污泥脱氮工艺相比,分段进水A/O脱氮工艺可以在常规活性污泥回流比下,获得较高的脱氮效率。各级等比例进水流量分配情况下的最大理论脱氮关系式:

式中   

η----脱氮效率,%;

n----反应器级数;

r----污泥回流比,%


(3)污泥平均浓度高、泥龄长、池容小、基建投资省

由于进水沿反应器投配,而污泥回流至第一级首端,系统的SRT比相同池容的推流系统长,可见分段进水系统在不增加反应器出流MLSS浓度的情况下使污泥龄得以增加,而终沉池的水力负荷与固体负荷没有变化,不影响终沉池运行的稳定性。


(4)节能降耗,减少运行费用

由于好氧区硝化液直接进入下一级缺氧区,不需要设置混合液回流设施。但对于单级A/O工艺,除了50%~100%污泥回流外,还需200%~300%的混合液内回流。由于分段进水A/O工艺不需要混合液内回流,仅需50%左右的污泥回流即可达到较高的污染物去除效率,因此,可大大降低反应器回流系统能耗,节省运行费用。


(5)承受冲击负荷能力强

由于分段进水反应器中液体的流态接近完全混合,因此可以承受水质变化和避免冲击负荷的影响。


(6)易于操作运行

分段进水A/O脱氮工艺提高了系统的可控性,可以根据进水水质和环境条件的变化,灵活调整运行方式,得到稳定的出水效果。


二、分段进水A/O工艺参数确定

分段进水缺氧/好氧工艺是一种高效的污水生物脱氮工艺,但原水多点投配给该工艺带来诸多好处的同时,也为其生产运行带来一定的困难。比如,进水点选择、分多少段、流量如何输送和分配、缺氧池与好氧池的体积等.


(1)污泥回流比

分段进水A/O工艺中,由于污泥回流比对脱氮效率的影响比对传统的前置反硝化系统要小,且回流比增大会使反应器中沿程的MLSS的质量浓度梯度降低,所以工艺中不宜采用过大的污泥回流比,一般取50%左右。


(2)反应器级数

反应器级数是根据需要达到的TN去除率来确定的。假设反应器每段进水量相同,污泥回流比r=50%,根据实际污水的TN浓度及所要求的出水TN浓度计算得到设计的TN去除率,代入到(3)式中即可估算出所需反应器的段数。然后,根据实际工程的预算、占地等因素综合考虑,并最终确定工艺的段数。实际工程中反应器段数一般取2~4。


(3)进水流量分配

各段进水的流量分配是多级A/O工艺设计中的一个极为重要也是较难确定的参数。下面列出两种主要的流量分配方法:一是等负荷流量分配法,根据系统各段硝化容量分配流量,优先保证硝化效果,用于高氨氮负荷时保证系统稳定运行有效方式;二是采用流量分配系数,根据进水C/N进行流量分配,目的是充分利用进水碳源,并保证最后一段进水量最少,该方法是提高脱氮效率乃至深度脱氮的重要方式。


(4)反应器各段容积比
对于新建污水处理厂,可根据水力停留时间来确定反应器各段的容积。n级反应器串联所需总的水力停留时间为:

式中

T----总水力停留时间;

K----反应速率常数(与水温、水的pH值及细菌种类等有关,通过试验确定),mg/(g·h);
C0----进水有机物浓度,mg/L;

Cn----出水有机物浓度,mg/L


随着反应器段数的增加,单个反应器内的流态接近完全混合式,整个反应器系统的流态接近推流式。第1级反应器在高浓度下进行反应,反应推动力较大,反应速度最快,而后浓度逐渐降低,反应推动力减小,反应速度也逐渐降低。因此水力停留时间沿反应器逐级增加。对于城市生活污水,反硝化KDN速率一般为0.27mg/(g·h)左右,硝化速率KN一般为0.4 mg/(g·h)左右。对于新建污水厂,可根据水力停留时间来确定各段容积,各级缺氧段与好氧段的比值可采用1:1.5,后1级缺氧段与前1级好氧段可采用相同的水力停留时间。