AO工藝設(shè)計參數(shù)

1、污水處理A/O工藝設(shè)計參數(shù)1.HRT水力停留時間：硝化不小于56h；反硝化不大于2h,A段:0段=1:3在A/0工藝中，好氧池的作用是使有機(jī)物碳化和使氮硝化；缺氧池的作用是反硝化脫氮，故兩池的容積大小對總氮的去除率極為重要。A/0的容積比主要與該廢水的曝氣分?jǐn)?shù)有關(guān)。缺氧池的大小首先應(yīng)滿足N03-N利用有機(jī)碳源作為電子供體，完成脫氮反應(yīng)的需要，與廢水的碳氮比，停留時間、回流比等因素相應(yīng)存在一定的關(guān)系。借鑒于類似的廢水以及正交試驗(yàn)，己內(nèi)酷胺生產(chǎn)廢水的A/0容積比確定在1：6左右，較為合適。而本設(shè)計的A/0容積比為亞：2，缺氧池過大，導(dǎo)致缺氧池中的m(B0D)/m(N03-N)比值下降，當(dāng)比值低于1

2、.0時，脫氮速率反趨變慢。另外，缺氧池過大，廢水停留時間過長，污泥在缺氧池內(nèi)沉積，造成反硝化嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)大塊上浮死泥，影響后續(xù)好氧處理。后將A/0容積比按1：6改造，缺氧池運(yùn)行平穩(wěn)。1.1、A/0除磷工藝的基本原理A/0法除磷工藝是依靠聚磷菌的作用而實(shí)現(xiàn)的，這類細(xì)菌是指那些既能貯存聚磷(polyp)又能以聚B羥基丁酸(PHB)形式貯存碳源的細(xì)菌。在厭氧、好氧交替條件下運(yùn)行時，通過PHB與polyp的轉(zhuǎn)化，使其成為系統(tǒng)中的優(yōu)勢菌，并可以過量去除系統(tǒng)中的磷。其中聚磷是若干個基團(tuán)彼此以氧橋聯(lián)結(jié)起來的五價磷化合物，亦被稱為聚磷酸鹽，其特點(diǎn)是：水解后生成溶解性正磷酸鹽，可提供微生物生長繁殖所需的磷源；

3、當(dāng)積累大量聚磷酸鹽的細(xì)菌處于不利環(huán)境時，聚磷酸鹽可分解釋放能量供細(xì)菌維持生命。聚B羥基丁酸是由多個B羥基丁酸聚合而成的大分子聚合物，當(dāng)環(huán)境中碳源物質(zhì)缺乏時，它重新被微生物分解，產(chǎn)生能量和機(jī)體生長所需要的物質(zhì)。這一作用可分為兩個過程：厭氧條件下的磷釋放過程和好氧條件下的磷吸收過程。厭氧條件下，通過產(chǎn)酸菌的作用，污水中有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)物(如醋酸等)聚磷菌則分解體內(nèi)的聚磷酸鹽釋放出磷酸鹽及能量，同時利用水中的低分子有機(jī)物在體內(nèi)合成PHB，以維持其生長繁殖的需要。研究發(fā)現(xiàn)，厭氧狀態(tài)時間越長，對磷的釋放越徹底。好氧條件下，聚磷菌利用體內(nèi)的PHB及快速降解C0D產(chǎn)生的能量，將污水中的磷酸鹽吸收到細(xì)

4、胞內(nèi)并轉(zhuǎn)變成聚磷貯存能量。好氧狀態(tài)時間越長，對磷的吸收越充分。由于好氧狀態(tài)下微生物吸收的磷遠(yuǎn)大于厭氧狀態(tài)下微生物釋放出的磷，隨著厭氧好氧過程的交替進(jìn)行，微生物可以在污泥中形成穩(wěn)定的種類并占據(jù)一定的優(yōu)勢，磷就可以通過系統(tǒng)中剩余污泥的排放而去除(見圖1)。I曲線ROD-i曲鶉4S0r-400厶35030U1a2S(?二200§150旳io65«圖1A/O除磷工藝中P、BOD降解曲線研究發(fā)現(xiàn)：同時進(jìn)行生物脫氮除磷工藝難以達(dá)到理想效果，因而A/O除磷工藝已經(jīng)在城市污水處理的生產(chǎn)運(yùn)行中被廣泛使用。1.2、停留時間的控制污水在系統(tǒng)中停留的時間越長，投資越大，運(yùn)行成本也越高，合理地控制污

5、水在系統(tǒng)中的停留時間對實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用十分重要。A、厭氧段停留時間磷的過量攝取與磷的釋放量關(guān)系很大，一般來說，釋放越徹底，則好氧段磷的吸收越充分。但是，如果要使磷的厭氧釋放比較徹底，則需提高厭氧段停留時間，這樣一方面要增加造價，另一方面還會發(fā)生磷的無效釋放，因此，確定適當(dāng)?shù)膮捬醵瓮Ａ魰r間是很重要的。圖2是污水在厭氧狀態(tài)下的磷釋放曲線，圖中四條曲線分別表示厭氧進(jìn)水處不同TP濃度時TP隨t的變化。可以看到，污水在厭氧段停留2h左右就可以使磷的釋放達(dá)到一定程度，此后磷的釋放很緩慢。(JL30&()90L20150圖2厭氧釋磷與停留時間關(guān)系B、好氧段停留時間好氧段停留時間對于除磷也是一個較為重要的

6、參數(shù)。磷在好氧段的吸收受到吸收速率與吸收量等很多因素的限制。但一般來說，在好氧段停留2.53h后總磷一般可以降到1mg/L以下，3.04.Oh后降到0.5mg/L以下(見圖3)。圖中四條曲線分別表示好氧段進(jìn)水處不同TP濃度時TP隨t的變化。因此，一般情況下好氧段停留時間保持在3.04.Oh為宜，有時考慮到有機(jī)物的降解與去除，適當(dāng)延長停留時間到4.05.0h，就可以基本保證出水水質(zhì)。從以上分析中可以看出，厭氧、好氧段停留時間比在1：2125比較適宜。C、二沉池停留時間二沉池的停留時間由下式確定：t=AH/Q式中H二沉池有效水深，mA二沉池表面積，m2Q污水最大日平均時進(jìn)水量，m3/h但在實(shí)際運(yùn)行

7、時可適量通過污泥回流比進(jìn)行調(diào)節(jié)。加大回流則t縮短，減少回流則t延長。在A/O除磷工藝系統(tǒng)中，對二沉池的停留時間應(yīng)嚴(yán)格控制，否則將會由于停留時間過長而導(dǎo)致磷在二沉池及剩余污泥處理系統(tǒng)中過量釋放，從而影響除磷效果。為了確定合理的停留時間，在A/O池出口處對混合液磷的釋放進(jìn)行一段時間的釋磷測試，結(jié)果見表1。表1A/O池出口處混合液的磷釋放測試結(jié)果mg/Lt(h)0.51.01.52.03.04.05.06.07.08.024.048.0TP0TP0.030.050.110.341.061.534.105.807.508.204.940.020.030.040.381.772.495.017.208.

8、008.607.770.030.040.390.742.182.535.176.607.508.805.690.020.030.210.521.741.904.826.207.308.5614.822.27.860.020.110.521.544.066.618.3511.821.35.600.030.230.531.754.377.869.0014.525.65.98注t混合液靜沉?xí)r間TP上清液總磷濃度TP0進(jìn)水總磷濃度通過測試發(fā)現(xiàn)，污泥在缺少營養(yǎng)物質(zhì)條件下（簡稱為缺養(yǎng)條件）磷的釋放完全不同于在營養(yǎng)物質(zhì)豐富條件下（簡稱為富養(yǎng)條件）磷的釋放。前者進(jìn)行較緩慢，同樣處于厭氧狀態(tài)，缺養(yǎng)條件下磷的釋放

9、在開始2h內(nèi)進(jìn)行得特別緩慢，之后釋放速度逐漸加快，至完全釋放需要很長時間；后者進(jìn)行比較快，在富養(yǎng)條件下磷的釋放一開始就很快，經(jīng)過2h左右便達(dá)到最佳的完全釋放狀態(tài)?？梢哉J(rèn)為：污水在二沉池的短暫停留不會造成磷的大量釋放，影響除磷效果。在A/0生物除磷工藝中，二沉池的停留時間可以控制在2h左右2.污泥回流比：30100%，具體根據(jù)污泥生長所處階段確定，保證污泥濃度在設(shè)計濃度左右混合液回流比：300400%，混合液回流主要目的是將硝化作用下產(chǎn)生的氨氮送到A段進(jìn)行反硝化，生成氮?dú)?，從而降低總排水氨氮濃度。所以回流比除要調(diào)節(jié)平衡污泥濃度外，還有促進(jìn)反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行的目的。回流比（R）也是A/0系統(tǒng)運(yùn)行中

10、的一個重要控制參數(shù)，包括混合液回流比（R）和污泥回流比（r）。混合液回流的作用是向缺氧池提供硝態(tài)氮.作為反硝化的電子受體；污泥回流的作用主要是保持系統(tǒng)的污泥平衡。前置反硝化A/0工藝要求大部分混合液回流到缺氧池，以確保反硝化的正常進(jìn)行，因此回流比的大小直接影響系統(tǒng)的脫氮效果?；亓鞅忍。瑒t出水N03-N偏高，大部分硝態(tài)氮隨終沉池出水流出；無足夠的硝態(tài)氮供反硝化，勢必影響脫氮效率，且廢水中有機(jī)碳源不能充分利用。一般認(rèn)為回流比越大，脫氮效率越高，其實(shí)不然，當(dāng)回流比過高，則不僅多耗費(fèi)動力，還會因回流量增加，導(dǎo)致缺氧池中m（B0D5）/m（NO3-N）比值下降，若低于1.0時，脫氮速率反趨變慢。我們分

11、別在回流比在2，3，4三種情況下進(jìn)行運(yùn)行比較，當(dāng)回流比控制在4時，去降率可達(dá)到91.3，脫氮效果好。3. 反硝化段碳/氮比：BOD5/TN>4,理論BOD消耗量為1.72gBOD/gNOx-N4. 硝化段的TKN/MLSS負(fù)荷率（單位活性污泥濃度單位時間內(nèi)所能硝化的凱氏氮）：<0.05KgTKN/KgMLSSd5. 硝化段污泥負(fù)荷率：BOD/MLSSv0.18KgBOD5/KgMLSSd污泥負(fù)荷:生物脫氮是在CODcr,BOD5充分去除的基礎(chǔ)上才發(fā)生的，若污泥負(fù)荷過高，則曝氣池僅產(chǎn)生有機(jī)物氧化反應(yīng)而不產(chǎn)生硝化反應(yīng)，因此要保持較高的脫氮效率，污泥負(fù)荷必須控制在一定范圍內(nèi)。當(dāng)進(jìn)水的CO

12、Dcr濃度高，污泥負(fù)荷超過0.25kgBOD5/(kgMLSSd)時,好氧池中的異養(yǎng)菌增多，使得硝化細(xì)菌的增殖受到限制，使硝化反應(yīng)不完全。后來在勻質(zhì)池進(jìn)口外增加2根DNO稀釋水管線，保證了進(jìn)水濃度的相對穩(wěn)定，污泥負(fù)荷穩(wěn)定控制在O.25kgBOD5/(kgMLSSd)以下，脫氮效果很好，NH3N去除率由50%上升到90%以上。CODcr，BOD5去除率分別為95，99左右。硝化負(fù)荷:硝化負(fù)荷將影響氨氮的轉(zhuǎn)化，負(fù)荷太大，硝化反應(yīng)不完全，脫氮效果變差。當(dāng)硝化負(fù)荷超過0.10kgNH3-N/(kgMLSSd)時，出水NH3-N明顯上升，去除率急劇下降，活性污泥結(jié)構(gòu)松散，終沉池污泥成顆粒狀隨水帶出。當(dāng)發(fā)

13、現(xiàn)硝化負(fù)荷高時，可采取減少進(jìn)水量，降低硝化負(fù)荷；適當(dāng)提高勻質(zhì)池CODcr的濃度，保持m(C)：m(N)=6:l左右，這個比例能使硝化菌較快地增長；為保持曝氣池適當(dāng)污泥濃度和增加供氧，可將污泥全部回流至曝氣池。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，硝化負(fù)荷控制在0.040.06kgNH3-N/(kgMLSSd)范圍內(nèi)，脫氮效果好，NH3N去除率在85%以上。6混合液濃度x=30004000mg/L(MLSS)普通生活廢水取高值，部分生化性能較差工業(yè)廢水，MLSS取值3000以下7. 溶解氧(重點(diǎn)項(xiàng)目)：A段DO<0.20.5mg/L,O段DO>24mg/L。生物硝化脫氮處理，氨氮硝化需氧量很大，曝氣池內(nèi)必須供給

14、足夠的溶解氧，硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。通常當(dāng)曝氣池內(nèi)溶解氧質(zhì)量濃度在26mg/L時，硝化率與溶解氧質(zhì)量濃度關(guān)系不大，如果在2mg/L以下，溶解氧濃度就成了硝化反應(yīng)的抑制因素。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，裝置要保持NH3N有較好的去除效果，曝氣池內(nèi)溶解氧的質(zhì)量濃度應(yīng)保持在2.04.0mg/L范圍內(nèi)。8. PH值：A段pH=6.57.5,O段pH=7.08.0。pH值對硝化和反硝化都有一定的影響，由于在硝化過程中有H+產(chǎn)生，水的pH值將下降，要使硝化過程正常穩(wěn)定運(yùn)行，曝氣池混合液必須有足夠的堿度。以保證硝化作用完成以后，水中尚有3050mg/L剩余堿度為宜。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),pH值控制在88.4范圍內(nèi)是硝化速率的高效

15、反應(yīng)區(qū)。9. 水溫：硝化2030°C，反硝化2030°C。10. 堿度：硝化反應(yīng)氧化1gNH4+-N需氧4.57g，消耗堿度7.1g(以CaCO3計)。反硝化反應(yīng)還原1gN03-N將放出2.6g氧，生成3.75g堿度（以CaC03計）11需氧量Ro單位時間內(nèi)曝氣池活性污泥微生物代謝所需的氧量稱為需氧量（KgO2/h）。微生物分解有機(jī)物需消耗溶解氧，而微生物自身代謝也需消耗溶解氧，所以Ro應(yīng)包括這三部分。Ro=a'QSr+b'VX+4.6Nra'平均轉(zhuǎn)化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBODb'微生物（以VSS計）自身氧化（代謝）所需氧量K

16、gO2/KgVSSd。上式也可變換為：Ro/VX二a'QSr/VX+b'或Ro/QSr二a'+b'VX/QSrSr所去除BOD的量（Kg）Ro/VX氧的比耗速度，即每公斤活性污泥（VSS）平均每天的耗氧量KgO2/KgVSSdRo/QSr比需氧量，即去除IKgBOD的需氧量KgO2/KgBOD由此可用以上兩方程運(yùn)用圖解法求得a'b'Nr被硝化的氨量kd/d4.61kgNH3-N轉(zhuǎn)化成NO3-所需的氧量（KgO2）幾種類型污水的a'b'值污水名稱b'石油化工污水0.750.160含酚污水0.56合成纖維污水0.550.142

17、漂染污水0.50.60.065煉油污水0.50.12釀造污水0.44制藥污水0.350.354亞硫酸紙漿污水0.400.185制漿造紙污水0.380.092生活污水0.120.530.1880.11012.供氧量一單位時間內(nèi)供給曝氣池的氧量，因?yàn)槌溲跖c水溫、氣壓、水深等因素有關(guān)，所以氧轉(zhuǎn)移系數(shù)應(yīng)作修正。A.理論供氧量1.溫度的影響KLa(e)=KL(20)x1.024Q-20e-實(shí)際溫度2分壓力對Cs的影響(p壓力修正系數(shù))p二所在地區(qū)實(shí)際壓力(Pa)/101325(Pa)=實(shí)際Cs值/標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下Cs值3.水深對Cs的影響Csm二Cs/2(Pb/0.1013+Qt/21)Csm-曝氣池中氧的

18、平均飽和濃度(mg/L)Pb-曝氣設(shè)備裝設(shè)深度(Hm)處絕對氣壓(Mpa)Pb二Po+9.81x10-3HPo-當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?Mpa)Qt=21(1-EA)/79+21(1-EA)?EA擴(kuò)散器的轉(zhuǎn)移效率Qt-空氣離開池子時含氧百分濃度綜上所述，污水中氧的轉(zhuǎn)移速率方程總修正為：dc/dt二aKLa(20)(BpCsme-Clx1.024e-20理論推出氧的轉(zhuǎn)移速率dc/dt二aKLa(BCs-Cl)在需氧確定之后，取一定安全系數(shù)得到實(shí)際需氧量RaRo二RaCsm(20)/a(BpCsm(e)-CL)x1.024e-20則所需供氣量為：q=(Ro/0.3EA)x100m3/hCL-混合液溶解氧濃度

19、，約為23(mg/L)Ra實(shí)際需氧量KgO2/hRo-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)需氧量KgO2/h在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)需氧量確定之后，根據(jù)不同設(shè)備廠家的曝氣機(jī)樣本和手冊，計算出總能耗。總能耗確定之后，就可以確定曝氣設(shè)備的數(shù)量和規(guī)格型號。B實(shí)際曝氣池中氧轉(zhuǎn)移量的計算1. 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法當(dāng)曝氣池水深為2.53.5m時，供氣量為：采用穿孔管曝氣，去除1KgB0D5的供氣量80140m3/KgBOD5擴(kuò)散板曝氣，去除1KgBOD5供氣量4070m3空氣/KgBOD52. 空氣利用率計算法:每m3空氣中含氧209.4升1大氣壓（101.325Kpa）,0°C1m3空氣重1249克含氧300克1大氣壓（101.325Kpa）,20C1m3空氣重1221克含氧280克按去除1Kg的BOD5需氧1Kg計算，需空氣量分別為3.33和3.57m3，曝氣時氧的利用率一般510%（穿孔管取值低，擴(kuò)散板取值高），假定試驗(yàn)在20C進(jìn)行:若氧利用率為5%,去除1Kg的BOD5需供空氣72m3若氧利用率為10%，去除1Kg的BOD5需供空氣36m3算出了總的空氣供氣量，就可根據(jù)設(shè)備廠家提供的機(jī)樣選擇曝氣設(shè)備的規(guī)格型號和所需臺數(shù)。（6）活性污泥法系統(tǒng)的工藝設(shè)計（1）處理效率（E