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当前位置:首页 > 行业资料 > 其它行业文档 > 第4章活性污泥204NP1
第六节脱氮除磷活性污泥工艺及其设计污水经传统的活性污泥处理以后,虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了,但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物,如氮和磷等的化合物。氮、磷为植物营养物质,能助长藻类和水生生物,引起水体的富营养化,影响饮用水水源安全。且要实现回用,确保安全,必须进行高级处理(深度处理)!关于绝氧、厌氧、缺氧、好氧的定义厌氧anaerobic——混合液中溶解氧接近于0,一般溶解氧低于0.2mg/L好氧aerobic——混合液中溶解氧充足,大于2mg/L,缺氧anoxic——介于好氧、厌氧之间的状态,一般溶解氧低于0.5mg/L绝氧——混合液中游离溶解氧接近于0,硝酸态氧也趋于0一、生物脱氮工艺设计2323NNNONNONNHNOrg硝化反应正常进行应保持的环境条件好氧条件,氧是电子受体,DO不能低于1.0mg/l,满足硝化需氧量(NOD:4.57gO2/gN)的要求,并保持一定的浓度;混合液中有机物含量不应过高,BOD5值应在15~20mg/L适宜温度:20~40℃碱度:7.1g碱度(以CaCO3计)/1g氨态氮(以N计),一般碱度不低于50mg/l最佳PH值:8.0~8.4反硝化反应正常进行应保持的环境条件碳源有三种:污水所含碳源;外加碳源(甲醇);内源呼吸代谢产物溶解氧:在工程实际运行时应低于0.5mg/L,反硝化菌以在缺氧、好氧交替的环境中生活为宜适宜温度:20~30℃最佳PH值:6.5~7.5(a)三段生物脱氮工艺:将有机物氧化、硝化以及反硝化段独立开来,每一部分都有其自己的沉淀池和各自独立的污泥回流系统。1、常见工艺(1)流程说明“一级”曝气池:去除COD、BOD,BOD15-20mg/l有机氮转化为NH3NH4+;“二级”硝化曝气池,NH3、NH4+生成NO3—N,碱度下降;“三级”反硝化池:厌氧、好氧交替运行。投甲醇时,CM=2.47N0(初始NO3—N浓度)+1.53N(初始NO2—N浓度)+0.87D(初始DO浓度)(2)优缺点去除效果好各类菌类环境条件好设备多,造价高,能耗大(b)Bardenpho生物脱氮工艺:设立两个缺氧段,第一段利用原水中的有机物为碳源和第一好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。为进一步提高脱氮效率,废水进入第二段反硝化反应器,利用内源呼吸碳源进行反硝化。曝气池用于吹脱废水中的氮气,提高污泥的沉降性能,防止在二沉池发生污泥上浮现象。(c)缺氧——好氧A1/O生物脱氮工艺:该工艺将反硝化段设置在系统的前面,又称前置式反硝化生物脱氮系统。反硝化反应以水中的有机物为碳源,曝气池中含有大量的硝酸盐的回流混合液,在缺氧池中进行反硝化脱氮。缺氧-好氧生物脱氮工艺1)工艺流程:工艺由缺氧段和好氧段组成,两段可分建,也可合建在一个反应器中,用隔板分开;缺氧段水力停留时间0.5-1.0h;溶解氧小于0.5mg/L,同时加强搅拌混合作用,防止污泥沉积,应该设置搅拌器或水下推进器,功率一般10W/m3,好氧段与活性污泥相同,水力停留时间2.5-6.0h;溶解氧小于1-2mg/L2)结构特点:3)设计参数:名称数值水力停留时间HRT/h溶解氧/mg/LpH温度污泥龄c/d污泥负荷Ns/kgBOD5/(kgMLSS.d)污泥浓度X/mg/L总氮负荷/[kgTN/(kgMLSS.d)]混合液回流比RN/%污泥回流比R/%BOD5/TKN反硝化池S-BOD5/NOx-NA:0.5-1.0;O:2.5-6。A/O=1/(2-4)A:0;O:1-2A:8-8.4。O:6.5-820-30100.183000-5000(3000)0.05200-50050-100344)计算方法与公式:一)按BOD5污泥负荷计算二)按活性污泥动力学计算(e)同步硝化反硝化工艺(SND)分类:1)硝化、反硝化在不同区域内进行,如:氧化沟(Orbal),人工湿地(CW)2)硝化、反硝化在不同时间内进行,如:SBR(脱氮除磷)原理:1)反应器DO分布不均匀理论;2)缺氧微环境理论;3)微生物学解释;2、工艺设计计算缺氧区容积设计计算好氧区容积计算需氧量计算混合液回流量计算碱平衡计算缺氧区、好氧区容积设计计算1)根据污泥负荷计算2)根据动力学计算反硝化区容积:好氧区容积:按照泥龄计算01224VsQLVVNX12/3~4VV()0.12kteVDdeVQNNXVKX0()(1)coeVdcoQYSSVXK需氧量的计算O2=有机物降解需氧量+硝化需氧量-反硝化产氧量-排放剩余污泥减少的BOD的氧当量(kg/d)混合液回流比(内回流比)100%1NNNR碱度校核每氧化1mgNH4+-N需消耗7.14mg碱度;去除1mgBOD5产生0.1mg碱度;每还原1mgNO3--N产生3.57mg碱度;剩余碱度SALK1=进水碱度-硝化消耗碱度+反硝化产生碱度+氧化去除BOD5产生碱度100mg/L(以CaCO3计),保证pH7.2A1/O工艺设计计算-1(1)选定Ns(BOD污泥负荷率)→SVI→回流污泥浓度XR,r=1(2)确定污泥回流比R→算出曝气池混合液污泥浓度X(3)混合液回流比(4)生化反应池总有效容积V(5)按推流式设计,确定反应池主要尺寸a.取有效水深H1,一般为3.5~6m;b.反应池总表面积;c.每组反应池表面积S=S总/n,式中:n—分组数;d.确定廊道宽(b)和廊道数m使b/H1=1~2,算出单组曝气池长度L1=S/b使L1/b≥10rSVI10X6R)L/mg(XR1RXR%100TNiTNTNeiTK)(N3mXKQLVsa)m(HVS21总100%1NNNRA1/O工艺设计计算-2(6)污水停留时间(7)取A1:O段停留时间比为1:(3~4),分别求出A1、O段的停留时间,从而算出A1、O段的有效容积。(8)每日产生的剩余污泥干量W(kg/d)及其容积量q(m3/d)a.每日产生的剩余污泥干量W(kg/d)b.剩余污泥容积量q(m3/d)(9)污泥龄(10)曝气系统需氧量O2=aSr+bNr-bNd-cXw(kg/d)(11)曝气系统其它部分计算同普通活性污泥法(12)缺氧段A1宜分成几个串联的方格,每格内设置一台水下推进式搅拌器或水下叶片式浆扳搅拌器,其功率按3~5W/m3计算。)()(dWVXds)d/m(100)P1(Wq3)d/kg(10050)SS(BVX)CC(aWe0ve0)h(KQVt(1)A/O法是由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统。厌氧-好氧除磷工艺流程1、常见工艺二、生物除磷工艺设计工艺特征:流程简单,既不用投药,也无需内循环,有利于好氧(厌氧)状态的保持HRT段,3-6h曝气池SS浓度2700-3000mg/l之间,BOD与一般活性污泥法相同,磷的去除率较好,P1.0mg/l沉淀污泥含磷率4%,肥效好SVI低于100,易沉淀,不膨胀除磷率难以进一步提高,P/BOD高时尤其是这样沉淀池产生磷的释放现象工艺存在的问题:(2)Phostrip去除磷工艺流程:工艺的特点出水含磷量低于1mg/l;SVI值小于100,丝状菌难于增值,污泥不膨胀;可根据BOD/P调节回流污泥与混凝污泥的比例。三、生物脱氮除磷工艺①BOD5/COD0.35,表明污水可生化性较好。②BOD5/TN3.0,COD/TN7。满足反硝化需求;如果BOD5/TN5,N的去除率大于60%。③BOD5/TP20,COD/TP30,表明生物除磷效果好。B:生物脱氮除磷工艺设计参数A:污水的特性指标:项目F/MSRT/dMLSSHRT/h污泥回流比/%混合比/%厌氧区缺氧区1好氧区1缺氧区2好氧区2A2/O0.15-0.74-273000-50000.5-1.50.5-1.03-640-100100-300Phoredox0.1-0.210-402000-40001-22-44-122-40.5-1.050-100400UCT0.1-0.210-302000-40001-22-44-122-450-100100-600进水沉淀池厌氧池缺氧池好氧池剩余污泥出水内回流污泥回流进气管1.A2/O(Anaerobic/Anoxic/Oxic):效果好(1)A2/O工艺基本流程反应器单元功能:厌氧反应池:释放磷+氨化(有机氮)缺氧反应器:脱氮好氧反应器:去除BOD,硝化,吸收磷工艺特点•除磷效果很难提高•脱氮效果难于进一步提高,内循环量2Q,不宜太高•进入沉淀池的处理水要保持一定的溶解氧最简单的同步脱氮除磷技术总的HRT很短丝状菌不能大量繁殖(好氧,厌氧交替运行),无污泥膨胀,SVI100污泥中含磷浓度高,肥效高勿需投药,两个A段只用轻搅拌,运行费用低缺点(2)A2/O工艺参数与过程:名称数值BOD污泥负荷NS/kgBOD5/kgMLSS.dTN负荷/kgTN/kgMLSS.dTP负荷/kgTP/kgMLSS.d污泥浓度/mg/L水力停留时间/h污泥回流比/%混合液回流比/%泥龄/d溶解氧/mg/LTP/BOD5COD/TN反硝化BOD5/NO3-温度0.15-0.20.050.003-0.0062000-40006-8;厌氧:缺:好=1:1(3-4)25-10020015-20厌氧:0.2;缺:0.5;好:2<0.06>8>413-18计算过程:确定进水及出水要求;保证进水pH(碱度>100mg/L)和营养(C:N:P=100:16:1)计算在硝化时消耗的碱度和脱氮时产生的碱度,反应器中能够保持100mg/L碱度;计算硝化的反应体积和水力停留时间;选择反硝化速率,根据前面给出的反硝化区体积计算公式确定所需的缺氧反应器体积;根据选的停留时间计算厌氧区体积;计算需氧量。【计算例题】城市污水设计流量5400m3/h,Kz=1.3,一级出水COD=265mg/L,BOD5=180mg/L,SS=130mg/L,TN=25mg/L,TP=5mg/L,水温10-25。要求二级出水BOD5=20mg/L,SS=30mg/L,TN<5mg/L,TP≤1mg/L,【解】首先判断是否可以采用A2/O:COD/TN=10.24>8TP/BOD5=0.028<0.061.设计参数:(1)水力停留时间HRT:t=8h;一般6-8h(2)Ns=0.18(3)回流污泥浓度Xr=10000mg/L(Xr=106/SVI:一般100)(4)污泥回流比R=0.5(5)曝气池混合液浓度X=R/(1+R)Xr=3333mg/L一般2000-4000mg/L(6)内回流比RN=4RN=e/(1-e)e:TN的去除率:=25-5/25=0.82.曝气池容积:(1)有效容积:V=Qt=5400*8=43200m3(2)有效深度:H1=4.5m(3)有效面积:S=V/H1=9600m2(4)分组:2,S1=4800m2(5)设5廊道,廊宽8m,单组曝气池长L1=S1/8*5=120m。(6)各段停留时间:A1:A2:O=1:1:4,t1=1.33ht2=1.33ht3=5.34h3剩余污泥量:(1)W=a(L0-Le)Q-bVXv+(S0-Se)Q*0.5=8055.2kg/d(2)湿污泥量:Qs=W/[(1-P)*1000]=1007m3/d(3)泥龄=XV/W=3.3*43200/8055.2=17.7d一般15-20d4.需氧量的计算厌氧段缺氧段好氧段好氧段好氧段进水出水污泥回流管硝化液回流管厌氧-缺氧-好氧池平面图5.进出水系统1)曝气池进水的设计进水渠道的宽度为1.2m,水深1.0m,则渠道内最大流速:V1=Q/(Nb1h1)=1.5/2*1.2*1.0=0.625m/s用潜孔进水,孔口面积:F=Q/NV2(孔口流速,一般0.2-1.5m/s)=1.5/2*0.4=1.875m2每个孔口的尺寸:0.5*0.5m,则孔口数n
本文标题:第4章活性污泥204NP1
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