DAT-IAT工艺

DAT-IAT工艺在同一个反应池中设置导流墙，导流墙的前后分别作为DAT池和IAT池。原污水连续进入DAT池并连续曝气，对整个处理系统起到了水力均衡的作用，显著提高了系统运行的稳定性，特别是处理高浓度有机废水时，连续曝气加强了对难降解有机物的降解，相对缩短了运行周期，使鼓风曝气机的额定风量和功率也随之减少；而且DAT池的连续进水，利用普通的污水泵就能实现该操作，完全不必采用复杂的顺序进水闸阀及自控系统。因此，DAT-IAT工艺不仅具备SBR工艺的诸多优点，而且解决了SBR工艺所存在的问题，是一项值得研究、推广的新工艺。DAT-IAT系统是SBR工艺完善和发展的新型式，它的反应机理以及污染物去除机制与连续活性污泥法相同，DAT池为预反应池，也称为连续曝气区，池中水流呈完全混合流态，绝大部分有机物在这个池中降解。IAT相当一个传统的SBR池，但进水为连续流。DAT-IAT工艺基本操作运行程序如下：⑴进水：污水连续进入DAT池经连续曝气后，通过DAT池与IAT池之间导流设施进入IAT池。DAT池不直接排放处理水，因此不像连续进连续出水的活性污泥法容易受负荷变化的影响。⑵反应：反应工艺分两部分进行。首先发生在DAT池，该池在连续进水的同时连续曝气。去除有机物的机理和操作与连续流活性污泥法相同。反应工序的第二部分发生在IAT池，经DAT池初步生物处理的污水连续进入IAT。按工艺设置进行一定时间的曝气以达到好氧的目的。⑶沉淀：沉淀工序仅发生在IAT池。当IAT池停止曝气以后，活性污泥絮体开始重力沉淀和泥水分离。IAT池的沉淀工序相当于连续流活性污泥法中的二次沉淀池功能。⑷排水：排水工序只发生在IAT池。IAT池池水位达到最高水位，并经过沉淀工艺以后，上清液由设置在IAT池末端的滗水器缓慢排出池外。当池水位达到处理周期开始时的最低水位时，停止滗水。⑸闲置：在IAT池沉淀后到下个周期开始期间可视污水的性质设置一闲置期，在该时间段内可根据需要进行搅拌或曝气。在厌氧条件下搅拌比好氧条件下的曝气要省能量，同时对保持污泥的活性也是有利的。在以脱磷为目的的装置中，剩余污泥的排放一般是在闲置工序之初和沉淀工序的最后进行。DAT-IAT池去除的COD总量较常规法高，因为IAT系统是在非稳态条件下运行，经历厌氧、缺氧、好氧阶段，IAT池内生物相当复杂，微生物种类丰富，可通过多种途径代谢，使有机物降解更完全。DAT-IAT系统是传统SBR工艺的一种改进型式，整个系统继承了SBR工艺的优点，同时在进水形式和运行方式设计上作了改进，使系统操作、管理和维护更加简化。整个系统具有以下特点：⑴该系统为一组集调节、曝气、沉淀功能于一体反应池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性。⑵易产生污泥膨胀的丝状细菌在SBR反应池中因反应条件的不断的循环变化，而得到有效的抑制。而污泥膨胀问题是其它活性污泥方法中很常见且很难控制的问题之一。⑶增加了工艺处理的稳定性DAT池起到了水力均衡的作用，并防止连续进水对出水水质的影响，特别是在处理高浓度和水质波动较大的工业废水时；DAT连续曝气加强了系统对难降解有机物的降解，相对缩短了运行周期；DAT池连续曝气也使整个系统更接近了完全混合式，更有利于消除高浓度工业废水中毒性物质或COD浓度过高积累而带来的不良影响。⑷提高了池容的利用率对于曝气池和二沉池合建的污水处理构筑物来说，在保留沉淀分离效果前提下，应尽可能提高曝气容积比。与传统SBR法及其它变型方法来比，DAT池连续曝气，使该工艺的曝气容积比更高。⑸提高了设备的利用率由于DAT池连续进水，因此不需要顺序进水的闸阀及自控装置：DAT池连续曝气，减少整个系统的曝气强度，提高了曝气装置的利用率，所需鼓风机的额定风量和功率也相应减少。⑹增加了系统的灵活性：DAT-IAT系统可以根据进、出水水量、水质变化来调节DAT池的工作状态和IAT池的运转周期，使之处于最佳工况；同时也可根据脱氮除磷要求，调整曝气时间，创造缺氧或厌氧环境客观地认识和评价一个新的工艺是进一步开发研究的基础，尽管DAT--IAT工艺有如前所述的诸多优点，但同时也存在一些不足之处：(1)回流污泥量大：能耗高为了保持DAT池内较长的污泥龄和较高的微生物浓度，得在IAT池内安装污泥泵，将IAT池内的部分污泥用污泥泵连续抽回DAT池。(2)脱氮除磷需要延长运行周期：增加搅拌脱氮除磷要求好氧/缺氧/厌氧交替的环境，由于该工艺的缺氧、厌氧环境是从好氧环境转变过去，且只发生在滗水阶段末期，反硝化和磷的释放不充分，脱氮除磷的效果是有限的，因此，可根据要求增设搅拌装置延长缺氧、厌氧的时间，但这却相应地延长了运行周期。(3)除磷效果差：由于DAT-IAT工艺的厌氧只发生在滗水阶段末期，持续时间很短，磷的释放不充分，并且IAT池中残留的溶解氧和N0x-N浓度对其也会产生影响；同时，滗水阶段末期可生物降解的有机物浓度很低，使聚磷菌没有合适的基质可利用；此外，泥龄愈短，除磷效果愈好，而DAT-IAT工艺属于长泥龄工艺，故而除磷效果差。DAT-IAT工艺和传统SBR工艺一样，虽然在处理污水方面都有很多的优点，但同时也存在一些不足之处。DAT-IAT工艺最大的缺点就是除磷效果差，因此，针对这个问题，在DAT-IAT工艺的基础上开发了BD/DAT-IAT工艺。工艺流程如图所示。BD/DAT-IAT工艺是在DAT-IAT进水工艺原理的基础上，将处于厌氧环境的生物选择区与DAT-IAT工艺有机结合的一种新工艺。其平面布置与DAT-IAT工艺相类似，只不过是在DAT池前面加了一个生物选择区。为了使厌氧环境更佳，通常在生物选择区内增加搅拌。这种工艺不仅具有基质浓度梯度和较高的絮体浓度，而且有较高的耐冲击负荷能力。生物选择区的设置除了能有效地抑制污泥膨胀外，最主要的作用是能够为竞争能力很差的聚磷菌创造专门的厌氧环境，以消除滗水阶段末期溶解氧和NOx-N对摄磷的不利影响，并且生物选择区内聚磷菌具有足够的基质可利用以储存能量，为下一阶段的摄磷做好准备。到目前为止，DAT-IAT的研究已经愈来愈深入，而且已经大量应用于实际的污水处理中，但是BD/DAT-IAT工艺的研究还只是局限在试验研究阶段，在实际的污水处理工程中还没有应用的先例。试验研究表明，BD/DAT-IAT系统是一种高效且灵活的污水处理系统，出水水质良好且稳定。当反应器中的MLSS浓度为2000～3000mg/L，进水C0D浓度在15O～700mg/L时，经过3h运行周期后，C0D去除率可高于9O%；同时发现，在试验范围内增加进水C0D浓度会使池中F/M(污泥负荷)增加，cOD去除率也会增加。可见BD/DAT-IAT工艺具有处理高浓度有机废水的潜力。根据试验研究，总结出其主要设计和运行参数与DAT-IAT工艺相同，只是增加了一个外回流比，一般为2O%～3O%。BD/DAT-IAT工艺与其他传统SBR工艺的变型工艺相比是最有优势的，它除了具有DAT-IAT工艺的诸多优点外，还具有自身的一些特点：(1)除磷效果好这是BD/DAT-IAT工艺最主要的特点。由于生物选择区设置在整个工艺的最前端，不仅为除磷创造了良好的厌氧环境，消除了滗水阶段末期溶解氧和NOx-N对摄磷的不利影响，而且在很大程度上满足了聚磷菌对易生物降解有机物浓度的要求；此外，DAT池连续曝气也降解了大部分有机物，削弱了有机物对脱氮过程中硝化作用的抑制作用。(2)无基质和毒物的抑制作用BD/DAT-IAT工艺采用连续进水，DAT池连续曝气，可以有效地限制有机污染物在反应池内的积累，不会引起基质抑制和毒物抑制。(3)基质去除率高研究表明，当BD/DAT-IAT工艺的回流比在20%～30%、生物选择区与整个工艺系统的体积比大于6%时，系统的总磷去除率大于9O%。