AO工藝設(shè)計不用內(nèi)回流降低回流比的設(shè)計研究及實踐

1、A/O工藝不用內(nèi)回流降低回流比的研究與實踐作者：姚彬張幼.一點擊數(shù)：更新時間：2006-11-221:01:35（上海松江污水處理廠）1概述A/O工藝的傳統(tǒng)概念是：污水中含氮化合物在曝氣池O段內(nèi)被氧化為硝酸鹽，通過回流把含大量硝酸鹽的O段出水和二沉池底泥回流到A段，利用進水中的碳源進行反硝化脫氮。其工藝簡圖為：總氮去除率與回流比的簡略計算（1）（假定含氮化合物在O段100%M化為硝酸鹽；假定硝酸鹽在A段100喊反硝化去除；并忽略細菌同化合成去除的氮），其算式為：ri=（Rm+Rs）Q/Q+（Rm+Rs）-Q=（Rm+Rs）/1+（Rm+Rs）（1-1）式中：7系統(tǒng)的總氮去除率（%）Rm混合液回

2、流比（%）Rs二沉池污泥回流比（%）Q進水流量（m3/d）由式1-1可見：要使系統(tǒng)的總氮去除率達到7580%總回流比（Rm+Rs需達到300400%為避免大量的底部回流對二沉池工作穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，傳統(tǒng)A/O工藝均設(shè)置兩套回流系統(tǒng)，即在設(shè)二沉池底部污泥回流（外回流）系統(tǒng)之外，在曝氣池出口再加設(shè)混合液回流（內(nèi)回流）系統(tǒng)。外回流回流比一般為50100%內(nèi)回流比一般為200300%設(shè)備多，運行電耗大。本次研究著眼于簡化A/O工藝，減少回流系統(tǒng)，降低回流比。2二沉池底泥回流率對二沉池工作影響的研究。加大二沉池底泥回流率，雖出水量不變，但必然加大二沉池的進水量和排泥造成的擾動，可能對二沉池的工作穩(wěn)定性產(chǎn)生

3、影響。在與同濟大學等單位合作的城市污水生物脫氮除磷的研究中，曾在中試規(guī)模的二沉池中，對不同底部回流比時，二沉池SS濃度場進行了測定。(2)中試二沉池為平流式，池長6.0米，寬1.35米，有效水深1.9米，縱向兩個泥斗，斗深1.0米，斗底設(shè)潛污泵排泥回流。測定時二沉池表面負荷1.23m3/m2hr。在回流比R=1.5、2.5、3.5時，二沉池內(nèi)SS的等濃度曲線見圖2(a)(b)(c)。AJ1困2(a)二說池污泥濃度場(回流比R=1.5)圖2(b)二沉池污泥濃度場(回流比R=2.5)忘口口ML55*b.13t/j&口口口圖2(c)二沉池污況濃度場(回流比R=3.5)由圖2可見，二沉池內(nèi)的等濃度曲線

4、，雖回流比不同，但都呈水平狀態(tài)，說明二沉池屬成層(擁擠)沉降狀態(tài)。二沉池的泥面(SS=1.0克/升)在不同回流比條件下，均在水面下0.60.7米處，每種回流比均運行二次，每次15天，實測出水SS均小于20mg/L,說明工作都很穩(wěn)定。等濃度曲線在回流點上方有下垂現(xiàn)象，回流比越大，下垂越明顯，說明增大回流比，僅此使回流污泥下降，無污泥紊動上翻現(xiàn)象。以上測定結(jié)果證明，加大二沉池底部回流，即使回流比達350%對二沉池的工作穩(wěn)定性和出水SS均無影響。故A/O工藝中，只用一套回流系統(tǒng)，通過增加外回流來代替內(nèi)回流是可行的。3曝氣池好氧區(qū)同步反硝化作用的研究上海松江污水廠的A/O曝氣池，采用高濃度活性污泥法，

5、MLSS空制在46克/升,MLVSS控制在2.54.2克/升。好氧區(qū)在運行中經(jīng)多次測定，均發(fā)現(xiàn)存在明顯的同步反硝化現(xiàn)象。表1和圖3為某次較具代表性的曝氣池好氧區(qū)分段測定結(jié)果。測點1、2、3、4分別為好氧區(qū)進口、1/3處、2/3處和出口。表1曝氣池好氧段各點溶解性氮濃度（mg/L）測點1234有機氮4.553.501.030.66NH3-N14.58.703.421.14NO2-N0.30.160.130.06NO3-N0.253.627.158.36TKN19.0512.204.451.80TN19.6015.9811.7310.22注：表中有機氮濃度由（TKN）（NH3-N）計得TN由（TK

6、N）+（NO2-N+（NO3-N計得其他數(shù)據(jù)為混合液過濾后實測25=7有機焦好友酸進口1/3處2/3處好氣段出口圖*好氣段消解隹盆的央優(yōu)測定時，總進水口TKN為54.2mg/L,總進水量39300m3/d,回流比為116%好氧段水力停留時間10.9小時，曝氣池MLSS5.2克/升，泥齡20天左右。由表2和圖3可見，經(jīng)缺氧段的反硝化作用，進入好氧段時，硝酸鹽濃度僅0.25mg/L。污水中的氮主要是以氨氮和有機氮形式進入好氧段，在好氧段中被氧化和硝化，故濃度逐漸下降，同時硝酸鹽明顯上升，出口處達8.36mg/Lo按傳統(tǒng)觀念，在好氧段中，除微生物細胞合成之外，總氮不會明顯變化。實測結(jié)果是：總氮TN濃

7、度在好氧段內(nèi)出現(xiàn)了明顯的下降。由進口19.6mg/L下降到出口10.22mg/L。按泥齡和排泥量計算，由細胞合成隨剩余污泥排出的氮量，使好氧段的總氮降低4.41mg/L。其差額19.6-10.22-4.41=4.97mg/L的氮只能是通過同步反硝化作用從污水中逸出，進入大氣。同步反硝化去除的氮占進入好氧段總氮的25.3%。好氧段氮平衡見圖4。逸人大”同步反硝化北啜19,Mg/L近鳥弧m22唱（L上進入好氧段隨出水帶走占100%占52.1%地合成嚶隨剩余污泥排出圖d好氧段氟平街圖表2上海松江污水處理廠脫氮運轉(zhuǎn)水質(zhì)匯總表平BODCODTKNNH-NNO-NNO-NTN日處均曝氣池年/月理水回流進進

8、MLSS量出水進水出水進水出水進水出水進水出水出水進水出水(mg/L)比水水(m/d)(%)37215.0104557.420.73.1士0.030.061.38.2土3972土00/338600118土6690+76.54.4M.43.8+2.277.812.781422412.00.020.060.434416.1103573.925.68.7士0.040.081.24.5土4629土00/437100123土63班9+58.99.2B54.9+3.260.113.857816011.50.020.031.12234.5土556士62.027.4110.60.040.342.08.0土63

9、89100/533300137+10.4320+51.711.150由3.6+4.153.719.461310526.50.030.312.651.40.050.131.61998.0土617士21.51.5土8.9土5785土00/634900131405.3352+60.82.2B51.0+1.262.511.290523.60.030.072.7注：表內(nèi)TN值為（TKN+（NO2-N+（NO3-N）值之和。TKN因數(shù)據(jù)較少，只計均值。其余數(shù)據(jù)均由每日監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計而得。00/734300133211與78.5+5.2756+28356.6+17.464.52.222.4B41.5+1.10

10、.02+0.030.08+0.070.9+0.19.1士1.365.511.41967+48500/838950117212姐38.4+803+5.233751.1+19.561.22.020.4M.91.1+0.90.03+0.010.02+0.010.5+0.510.31.561.712.34396+57500/937000123189托19.7+3.8609+37649.1+13.755.81.419.9B40.9+0.60.01+0.030.04+0.031.0+0.79.4士1.856.810.84049+51000/1038300119163g98.1+4.4373+10754.0

11、+15.746.31.519.7立.80.9+0.60.03+0.030.09+0.081.6+1.18.3士2.147.89.94434+41100/1137600121177劃8.7+6.8465+16953.8+16.345.11.420.9M.30.8+0.50.02+0.020.02+0.021.2+0.59.1士1.146.310.54825+40300/1239850115202姐99.5+575+6.233450.6+13.944.71.719.6511.2+1.10.04+0.030.05+0.041.4+1.29.3士2.946.111.04487+68201/013750

12、0122236i5410.54.9767+28357.5+14.165.22.019.8M.41.4+0.90.09+0.070.06+0.020.9+0.510.01.966.212.14401+43001/0238650118291+13111.7i5.710146551.5+15.054.87.121.0M.76.0+3.90.06+0.030.06+0.021.7+2.65.5士2.256.512.75092+636好氧段的同步反硝化作用在中德合作城市污水生物脫氮除磷的研究中曾多次發(fā)現(xiàn)和利用，并應(yīng)用該原理進行了低氧曝氣污水脫氮的課題研究。（3）原理解釋是：微觀活性污泥顆粒，外層是好氧微

13、生物，而內(nèi)層因氧傳遞的濃度梯度的作用出現(xiàn)低氧或缺氧層。硝酸鹽在污泥顆粒的內(nèi)層部分被反硝化。產(chǎn)生同步反硝化的條件是：活性污泥濃度較高，溶解氧在2mg/L以下。同步反硝化在A/O工藝中具有重要意義。由圖4的氮平衡圖可見，進入好氧段的TN,經(jīng)排泥帶出和同步反硝化逸出，去除了將近一半。好氧段出水的硝酸鹽濃度比傳統(tǒng)理論降低了近一半，故回流比可大大減小。以本次測定的結(jié)果為例，回流比僅116%氮的總?cè)コ剩ú挥嫸脸刂械姆聪趸?4.2-10.2）/54.2=81.2%,出水TN10.22mg/L,優(yōu)于GB8978-1996一級排放標準（TN不大于15mg/L）的指標。同樣，充分發(fā)揮好氧區(qū)的同步反硝化作用

14、，可大大減少A/A/O工藝中硝酸鹽對厭氧釋磷的影響，回流比也可相應(yīng)減小。4實際運轉(zhuǎn)結(jié)果上海松江污水廠二期工程，A/O曝氣池容積25000m3其中缺氧段占25%二沉池為四座直徑35米的幅流式沉淀池。只設(shè)二沉池底泥回流，無混合液回流系統(tǒng)。進水水質(zhì)較濃，特別是接納了部分禽畜場污水，TKN和有機氮較高。2000年全年的運轉(zhuǎn)結(jié)果匯總于表2。長期生產(chǎn)運轉(zhuǎn)實踐證明，A/O系統(tǒng)只用二沉池底泥回流，回流比115140%雖進水濃度較高，出水水質(zhì)仍較好(2000年5月份因設(shè)備調(diào)整運行不正常)，BOD法除率95溢右，出水CODcr小于60,出水總氮小于15,優(yōu)于排放標準?？偟コ?0吐右。運行也較穩(wěn)定。5結(jié)論通過試驗和長期生產(chǎn)運轉(zhuǎn)證明：(1)A/O工藝不用混合液回流(內(nèi)回流)，只用外回流，通過二沉池底泥回流來完成全部回流，對二沉池工作的穩(wěn)定性無影響。故A/O工藝設(shè)施可簡化。(2)控制口t氣池DOWMLSS充