改良倒置A～2O工艺脱氮效率的研究与分析

污水的脱氮技术 ,主要有氨的吹脱法 、化学中和 法 、化学沉淀法 、折点加氯法 、生物处理法等 [ 4 ] 。因 为生物处理法较为经济而且处理效果较好 ,所以目 前被广泛应用 。生物脱氮原理是废水中的有机氮首 先在氨化细菌的作用下转化为氨氮 ,然后在有氧的 条件下经硝化菌的作用将氨氮转化为硝态氮 ,并在 反硝化细菌的作用下进行反硝化将硝态氮还原成氮
Research and ana lysis of n itrogen rem ova l on m od if ied and reversed A2 /O process
GAO J un2fa1, 2 , ZHOU Yan2 , L Β Ping2hai2 , GAO W ei2 , TIAN Hai2yan2
(1. School of Environmental and M unicipal Engineering, Xi’an University of A rchitecture & Technology, Xi’an 710055, China; 2. School of Environmental Science and Engineering , Chang’an University, Xi’an 710054, China)
盐的一 、二级排放标准分别为 ≤0. 5 mg /L 及 ≤1. 0
mg /L ) 。
根据城市污水的各项指标 [ 2 ] ,取进水 BOD 浓度
So 为 200 mg /L ,污泥回流比 R 为 100% ,内回流比 取 300% ,根据式 (2)和式 ( 4)可得缺氧池进水分量
为 β≥ (37. 2% ～62% ) 。同样对于进入厌氧池污水
。对于典型城市污水存在脱氮率
为 84. 5% ,出水硝态氮浓度为 6. 2 mg /L。
(3)对典型城市污水 ,采用改良倒置 A2 /O 工
对于城市污水典型水质一般可取 So = 200 mg /L , TNo = 40 m g /L , Se = 20 m g /L ,代入式 ( 3 ) ,得关系曲 线见图 3。
图 3 改良倒置 A2 /O工艺脱氮效率与总回流比 (R + r)关系曲线 Fig. 3 N itrogen removal efficiency and returning ratio of modified and reversed A2 /O p rocess
Q TN o =Q TN e + 0. 05 (So - Se ) Q + ( r + R ) QCNox 式中 R ———污泥回流比 ;
r———混合液回流比 ;
CNOX ———混合液硝酸盐浓度 , mg /L; TNo ———进水总氮浓度 , mg /L; TN e ———出水总氮的浓度 , mg /L。 可以认为混合液硝酸盐的浓度与出水总氮浓度
在稳定条件下 ,微生物同化作用合成的生物量
等于剩余污泥排除量 [ 1 ] ,即 :
△X = 0. 05 (So - Se ) Q
(1)
式中 △X ———剩余污泥的排除量 , kg / d;
So ———进水 BOD 浓度 , mg /L;
Se ———出水 BOD 浓度 , mg /L;
0. 05———同化作用率 ;
Abstract: The modified and reversed A2 /O p rocess is discussed in this article, also the nitrogen removal
efficiency of it and the ratio of the sewage that going to the anaerobic and anoxic tank are analyzed. For urban waste water, the results show that: ① The removal efficiency of nitrogen is 84. 5% and the nitroge2 nous consistency of outlet is 6. 2 mg /L. ② The ratio that going to the anoxic and anaerobic tank should be
该工艺的特点是 [ 1, 8 ] : ①将 A2 /O 工艺中的缺氧 池和厌氧池倒置 ,回流污泥和内回流中的硝酸盐首 先进入缺氧池 ,反硝化菌在缺氧条件下利用原水中
收稿日期 : 2005206203 作者简介 :高俊发 (1961 - ) ,男 ,河北正定人 ,长安大学教授 ,在读博士 ,主要从事污水处理的理论与技术研究 、教学 、设计
气从水中逸出 ,从而达到废水脱氮的目的 。
1 改良倒置 A2 /O 工艺
污水脱氮除磷典型工艺是 A2 /O 法 [ 5～7 ] , 即厌 氧 2缺氧 2好氧法 。厌氧区主要的功能是污泥释放 磷 ,缺氧区主要是进行反硝化除氮 ,好氧区主要是进 行硝化反应和去除 BOD、COD、污泥吸磷等 。由于 从沉淀池回流来的污泥中含有一定量的硝酸盐 ,硝 酸盐会对厌氧区的厌氧释磷过程产生不利影响 ,从 而影响整个工艺对磷的去除 。若把 A2 /O 工艺的缺 氧池和厌氧池倒置就可以从一定程度上消除这种影 响 ,基于这种考虑有人提出了倒置 A2 /O 工艺 。传 统倒置 A2 /O 工艺由于脱氮效率不高 ,故对好氧池 的混合液进行回流 ,进水按比例进入缺氧池和厌氧 池 ,其工艺流程见图 1。
Q ———污水进水流量 , m3 / d。
假定原水中的 NO3- —N 为零 ,进入缺氧池的硝
酸盐来自好氧池的混合液回流和污泥回流 ,并认为
其浓度与出水硝酸盐浓度一致 , 同时假设回流的
NO3- —N 在整个系统中完全反硝化 ,所以出水氮的
浓度和此系统氮的总去除率可以根据系统的物料平
衡进行计算 。该工艺中氮的物料平衡见图 2。
摘 要 :对改良倒置 A2 /O 工艺进行了讨论 ,并对其脱氮效率以及进入缺氧池和厌氧池的污水分配系数进行了研究 分析 ,对于典型城市污水得出 : ①系统的脱氮效率为 84. 5% ,出水硝态氮浓度为 6. 2 mg /L; ②进入缺氧池的污水分 配系数 β≥37. 2% ～62% ,厌氧池污水分配系数 α≥40%。 关键词 :脱氮效率 ;内循环 ;改良倒置 A2 /O工艺 中图分类号 : X 703. 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1671 - 3206 (2005) 08 - 0487 - 03
式 (2)得出水硝态氮浓度为 6. 2 mg /L。
3 分配系数 α、β的确定
该工艺采用多点进水 ,能够对污水中的碳源进 行合理分配 ,从而使各段反应达到最佳 。结合污水 生物脱氮除磷的理论和实践 ,为了有效脱氮除磷 ,根 据 BOD /N ≥3 ～5, C / P ≥20 的要求 ,可以确定进入 缺氧池的污水分量 β和进入厌氧池的污水分量 α。
图 1 改良倒置 A2 /O 工艺流程图 Fig. 1 Process diagram of modified and reversed A2 /O p rocess
改良倒置 A2 /O 工艺得到了北京市卢沟桥污水 处理厂 、郑州市新王庄污水处理厂 、西安市第四污水
处理厂等厂的实际应用 。
2 脱氮效率的分析
分量 α≥40% [进水磷取 5 mg /L ,出水磷取 1 mg /L
代入式 (5) ]。
4 结论
(1)改良倒置 A2 /O 工艺从理论和实践来看 ,可 以提高污水的脱氮除磷效果 。
(2)改良倒置 A2 /O 工艺脱பைடு நூலகம்效率 η = r + R 1 + r+R
+
0. 05 (So - Se ) (1 + r + R ) TNo
3. 2 确定进入厌氧池的污水分量 α
进入厌氧池的 BOD 总量 去除的磷总量
=
Q
(
QαSo TPo - TPe
)
≥20
整理得 :α≥20 ×TP - Pch
(5)
So
式中 α———厌氧池进水分量 ;
TPo ———进水磷浓度 , mg /L;
TPe ———出水磷浓度 , m g /L , (城市污水磷酸
图 2 改良倒置 A2 /O 工艺氮的物料平衡示意图 Fig. 2 N itrogen flow diagram of modified and reversed A2 /O p rocess
根据图 2可以得出总氮的物料平衡为 [ 3 ] :进水 总氮 =出水总氮 +微生物合成消耗的氮量 +缺氧池 反硝化脱氮量 ,即 :
一致 ,即 :
CNOX
=
TN o
- 0. 05 (So 1 + r+R
- Se )
(2)
氮的去除率 :η = TNo - CNOX
TN o
把式 (2)代入得 :
η=
r+R 1 + r+R
+
0. 05 (So (1 + r +R)
Se ) TN o
(3)
由公式 ( 3)可知氮的去除率与总回流比有关 ,
3. 1 确定进入缺氧池的污水分量 β
进入去缺除氧的池硝的态B氮OD量总量
= Q
(
QβSo r + R ) CNOX
≥3～5
整理得 :
β≥ ( 3～5) ( r + R ) CNOX
(4)
So
第 8期
高俊发等 :改良倒置 A2 /O工艺脱氮效率的研究与分析
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式中 β———缺氧池进水分量 。
随着工农业生产的迅速发展以及城市化进程的 加快 ,含有较高浓度氮 、磷营养物质的生活污水 、工 业废水和农田地表径流汇入湖泊 、水库 、河流和海湾 水域 ,并在水体中积累 ,导致水体的富营养化 ,引起 水体中藻类大量繁殖 。富营养化改变水体的理化性 质 ,使水质日趋恶化 。这不但对生活用水 、工业用水 带来了很大的危害 ,而且还会造成严重的经济损失 。 自 20世纪 60 ～70年代以来 ,水质富营养化被视为 全球性的水污染问题 。所以污水的脱氮除磷日益被 重视 。