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污水处理SBR新工艺脱氮除磷-DAT-IAT工艺

发布时间:2016-12-31 来源:本站 浏览次数:0

1)概述

DAT-IAT工艺是连续进水、连续间歇曝气工艺,它是利用单一SBR反应池实现连续运行的新型SBR工艺。工艺由DAT和IAT双池串联组成,DAT池连续进水、连续曝气(也可间歇曝气);IAT池连续进水、间歇曝气,排水和排泥均从IAT排出,其工艺布置见下图。

DAT-IAT工艺脱氮除磷反应池工艺布置图

DAT-IAT反应池工艺布置

2)特点

DAT-IAT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:

(1)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。

(2)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。

(3)工艺处理的稳定性增加。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;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。

(4)提高了池容的利用率。对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。

(5)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。

(6)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。

3)缺点

(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)除磷效果差。由于DAT -IAT工艺的厌氧只发生在滗水阶段末期,持续时间短,磷的释放不充分;此外,泥龄越短,除磷效果越好,而DAT-IAT工艺属于长泥龄工艺,除磷效果差。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。

目前,针对DAT-IAT工艺研究在不断深入,并开发了BO/DAT -IAT工艺A/DAT-

IAT工艺。

4)设计参数

(1)池子个数3座以上。小规模时,取3 -6座;大规模时取若干组,每组3池;

(2)有效水深3~7m;

(3)污泥回流比50%~200%;

(4)一般采用低负荷运行,污泥负荷0.05~0. 1kgBOD5/kgMLVSS•d;

(5)混合液污泥深度3~5g/L;

(6)泥龄20~30d;

(7)耗氧量1.3~2.0kgO2/kgBOD5;

(8)排出比1/6~1/3。

其具体的DAT-IAT主要设计与运行参数如下表所示。

处理要求

有机物污泥负荷/[kgBOD5/(kgMLVSS·d)]

混合液悬浮固体浓度

回流比/%

泥龄/d

DAT/IAT容积比

DAT

IAT

去除含碳有机物

0.1

2500~4500

3500~5500

100~400

6~8

1

有硝化

0.07~0.09

10

1

有有硝化与反硝化

0.07

12

1

DAT-IAT主要设计与运行参数

(三)SBR工艺影响因素

1.有机物浓度

在厌氧状态下,聚磷菌释磷越多,则聚磷菌在好氧段摄取磷量越大,因此如何提高厌氧状态下聚磷菌的释磷是达到高效除磷的重要条件。而在厌氧条件下,有机物BOD需要从兼性异养菌转化为低分子脂肪酸(如甲、乙、丙酸及乳酸等)之后,才能被聚磷菌所利用,而这种转化对聚磷菌的释磷起着诱导作用,如果这种转化速率高,则聚磷菌的释磷速率就越大,从而有利于磷的去除。所以污水易被生物降解的有机物浓度越大,则除磷越高,通常以B0D5/总P的比值作为评价指标,一般认为BOD5/TP >20,则磷的去除效果较稳定,实验得出BOD5/TP的一般关系见下表

BOD5/TP

28.8:8

13.8:1

5:1

BOD5去除率/%

92.11

89.08

91.64

TP的去除率/%

97.22

70

57.36

BOD5/TP的比例与磷的去除率关系

2. NOx-N 对脱氮除磷的影响

当进水处于厌氧状态时,进水带来了极少量的NOx-N,  但主要是好氧停止曝气后至沉淀及排水工序的缺氧段的反硝化作用不完全而留下的Nox-N。由于NOx-N的存在会发生反硝化反应,反硝化消耗生物降解的有机物( BOD5),因为反硝化速率比聚磷菌的磷释放速率快,所以反硝化菌与聚磷菌争夺有机碳源,当厌氧池混合液中NOx-N浓度大于1.5mg/L时,会使聚磷菌释放时间滞后,释磷速率减缓,释磷量少,最终导致好氧状态下聚磷菌摄磷能力下降,影响除磷效果,所以应尽显降低曝气池内进水前留于池内的NOx-N浓度,主要靠好氧池曝气停止后沉淀及排水段的缺氧运行。如反硝化彻底,残留的NOx-N浓度小,同时也提高了氮的去除率。对此应对曝气好氧反应阶段以灵活的运行控制,如采取曝气(去除 BOD、硝化、摄磷)一停止曝气缺氧(投加少量碳源,进行反硝化脱氧)一再曝气(去除剩余有机物)的运行方式,提高脱氮效率,减少下一周期进水工序厌氧状态时Nox-N浓度。

3.运行时间和溶解氧(DO)的影响

运行时间和DO是SBR取得良好脱氮除磷效果的两个重要参数。进水工序的厌氧状态DO应控制在0. 3~0. 5mg/L,以满足释磷要求,有机物BOD浓度高则释磷速率快,当释磷速率为9~10mg/( gMLVSS•h),水力停留时间大于1h,则聚磷菌体内的磷已充分释放。所以一般城市污水经2h厌氧状态释磷,可基本达到释磷效果。

好氧曝气工序DO应控制在2. 5mg/L 以上,曝气时间4h为宜。主要满足BOD降解和硝化需氧以及聚磷菌摄磷过程的高氧环境。由于聚磷菌的好氧摄磷速率低于硝化速率,因此,应以摄磷来考虑曝气时间较合适,但曝气时间也不要过长,以免使聚磷菌进入内源呼吸,导致菌体衰亡和磷的释放。

好氧曝气之后,沉淀、排放工序均为缺氧状态,DO不高于0.7mg/L,时间为2h左右为宜。在此条件下,反硝化菌将好氧曝气工序时贮存体内的碳源释放,进行SBR所特有的贮存性反硝化阶段,使NOx-N转化为分子态氮而达到脱氮之 目的,见下表。

进水

曝气/h

沉淀/h

排水待机

总时间/h

BOD5去除率/%

TP去除率/%

N去除率/%

搅拌(缺氧)/h

停止搅拌(厌氧)/h

1.5

0.5

4

1.5

0.5

8

80.3

93.2

 

1

0.5

3

1

0.5

6

71.5

96.8

 

1

1

4

1

1

8

93

96.8

82

1

1

3

1

1

8

80

77.8

92.5

各工序运行时间分配对处理效果的影响

另外,进水慢速搅拌,可提前进入厌氧状态,利用磷的释放,并缩短厌氧反应时间。



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