生物脱氮除磷原理、控制及异常分析
一、a-a-o生物脱氮除磷的原理及过程 a-a-o生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除bod、cod、ss的同时可生物脱氮除磷。
在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;
在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;
在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。
以上三类细菌均具有去除bod5的作用,但bod5的去除实际上以反硝化细菌为主。
污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,bod5浓度逐渐降低。
在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,tp浓度逐渐升高,至缺氧段升至。
在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,tp保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,tp迅速降低。在厌氧段和缺氧段,nh3-n浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,nh3-n逐渐降低。
在缺氧段,由于内回流带入大量no3-n,no3-n瞬间升高,但随着反硝化的进行,no3-n浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,no3-n浓度逐渐升高。
二、a-a-o脱氮除磷系统的工艺参数及控制 a-a-o生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。
如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除bod5。
但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,环保小蜜蜂具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是a-a-o系统工艺系统控制较复杂的主要原因。
1.f/m和srt。
生物硝化,是高效生物脱氮的前提。
因而,f/m(污泥负荷)越低,srt(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高f/m低srt。
a-a-o生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。
如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,f/m一般应控制在0.1-0.18㎏bod5/(kgmlvss·d),srt一般应控制在8-15d。
2.水力停留时间。水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。
厌氧段水力停留时间一般在1-2h范围内,缺氧段水力停留时间1.5-2.0h,好氧段水力停留时间一般应在6h。
3.内回流与外回流。内回流比r一般在200-500%之间,具体取决于进水tkn浓度,以及所要求的脱氮效率。一般认为,300-500%时脱氮佳。
内回流比r与除磷关系不大,因而r的调节与反硝化工艺一致。
4.溶解氧(do)。厌氧段do应控制在0.2mg/l以下,缺氧段do应控制在0.5mg/l以下,而好氧do应控制在2-3mg/l之间。
因生物除磷本身并不消耗氧,所以a-a-o脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。
5.bod5/tkn与bod5/tp。
对于生物脱氮来说,bod5/tkn至少应大于4.0,而生物除磷则要求bod5/tp﹥20。
运行中应定期核算入流污水水质是否满足bod5/tkn﹥4.0,bod5/tp﹥20。
如果其中之一不满足,则应投加有机物补充碳源。
为了提高bod5/tkn值,宜投加甲醇做补充碳源。为了提高bod5/tp值,则宜投加乙酸等低级脂肪酸。
6.ph控制及碱度核算。
a-a-o生物除磷脱氮系统中,污泥混合液的ph应控制在7.0之上;如果ph﹤6.5,应外加石灰,补充碱度不足。
三、工艺运行异常问题的分析与排除 传统活性污泥工艺的故障诊断及排除技术,一般均适用于a-a-o脱氮除磷系统。
如果某处理厂控制水质目标为:bod5≦25mg/l;ss≦25mg/l;nh3-n≦3mg/l;no3-n≦7mg/l;tp≦2mg/l。
则当实际水质偏离以上数值时,属异常情况。
现象一:tp﹤2mg/l,nh3-n﹤2mg/l,no3n﹥7mg/l。 其原因及解决对策如下: 1.内回流比太小。增大内回流。
2.缺氧段do太高。如果do﹥0.5mg/l,则首先检查内回流比r是否太大。如果太大,则适当降低。
另外,还应检查缺氧段搅拌强度是否太大,形成涡流,产生空气复氧。
现象二:tp﹤2mg/l,nh3-n﹥3mg/l,no3-n﹥5mg/l,bod5﹤25mg/l。
其原因及解决对策如下: 1.好氧段do不足。
如果1.5﹤do﹤2.0mg/l,则可能只满足bod5分解的需要,而不满足硝化的需要,应增大供气量,使do处于2-3mg/l。
2.存在硝化抑制物质。检查入流中工业废水的成分,加强上游污染源管理。
现象三:tp﹥2mg/l,nh3-n﹤3mg/l,no3-n﹥5mg/l,bod5﹤25mg/l。 其原因及解决对策如下: 1.入流bod5不足。检查bod5/tkn是否大于4,bod5/tp是否大于20,否则应采取增加入流bod5的措施,如跨越初沉池或外加碳源。
2.外回流比太小,缺氧段do太高。检查缺氧段do值,如果do﹥0.5mg/l,则应采取措施,见“现象一”。
外回流比太大,把过量的no3-n带入了厌氧段,应适当降低回流比。 现象四:tp﹥2mg/l,nh3-n﹤3mg/l,no3-n﹤5mg/l,bod5﹤25mg/l。
其原因及解决对策如下: 1.泥龄太长。
可适当增大排泥,降低srt。
2.厌氧段do太高。如果do﹥0.2mg/l,则应寻找do升高的原因并予以排除。首先检查是否搅拌强度太大,造成空气复氧,否则检查回流污泥中是否有do带入。
3.入流bod5不足。检查bod5/tp值。如果bod5/tp﹤20,则应外加碳源。
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在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;
在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;
在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。
以上三类细菌均具有去除bod5的作用,但bod5的去除实际上以反硝化细菌为主。
污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,bod5浓度逐渐降低。
在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,tp浓度逐渐升高,至缺氧段升至。
在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,tp保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,tp迅速降低。在厌氧段和缺氧段,nh3-n浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,nh3-n逐渐降低。
在缺氧段,由于内回流带入大量no3-n,no3-n瞬间升高,但随着反硝化的进行,no3-n浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,no3-n浓度逐渐升高。
二、a-a-o脱氮除磷系统的工艺参数及控制 a-a-o生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。
如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除bod5。
但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,环保小蜜蜂具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是a-a-o系统工艺系统控制较复杂的主要原因。
1.f/m和srt。
生物硝化,是高效生物脱氮的前提。
因而,f/m(污泥负荷)越低,srt(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高f/m低srt。
a-a-o生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。
如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,f/m一般应控制在0.1-0.18㎏bod5/(kgmlvss·d),srt一般应控制在8-15d。
2.水力停留时间。水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。
厌氧段水力停留时间一般在1-2h范围内,缺氧段水力停留时间1.5-2.0h,好氧段水力停留时间一般应在6h。
3.内回流与外回流。内回流比r一般在200-500%之间,具体取决于进水tkn浓度,以及所要求的脱氮效率。一般认为,300-500%时脱氮佳。
内回流比r与除磷关系不大,因而r的调节与反硝化工艺一致。
4.溶解氧(do)。厌氧段do应控制在0.2mg/l以下,缺氧段do应控制在0.5mg/l以下,而好氧do应控制在2-3mg/l之间。
因生物除磷本身并不消耗氧,所以a-a-o脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。
5.bod5/tkn与bod5/tp。
对于生物脱氮来说,bod5/tkn至少应大于4.0,而生物除磷则要求bod5/tp﹥20。
运行中应定期核算入流污水水质是否满足bod5/tkn﹥4.0,bod5/tp﹥20。
如果其中之一不满足,则应投加有机物补充碳源。
为了提高bod5/tkn值,宜投加甲醇做补充碳源。为了提高bod5/tp值,则宜投加乙酸等低级脂肪酸。
6.ph控制及碱度核算。
a-a-o生物除磷脱氮系统中,污泥混合液的ph应控制在7.0之上;如果ph﹤6.5,应外加石灰,补充碱度不足。
三、工艺运行异常问题的分析与排除 传统活性污泥工艺的故障诊断及排除技术,一般均适用于a-a-o脱氮除磷系统。
如果某处理厂控制水质目标为:bod5≦25mg/l;ss≦25mg/l;nh3-n≦3mg/l;no3-n≦7mg/l;tp≦2mg/l。
则当实际水质偏离以上数值时,属异常情况。
现象一:tp﹤2mg/l,nh3-n﹤2mg/l,no3n﹥7mg/l。 其原因及解决对策如下: 1.内回流比太小。增大内回流。
2.缺氧段do太高。如果do﹥0.5mg/l,则首先检查内回流比r是否太大。如果太大,则适当降低。
另外,还应检查缺氧段搅拌强度是否太大,形成涡流,产生空气复氧。
现象二:tp﹤2mg/l,nh3-n﹥3mg/l,no3-n﹥5mg/l,bod5﹤25mg/l。
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如果1.5﹤do﹤2.0mg/l,则可能只满足bod5分解的需要,而不满足硝化的需要,应增大供气量,使do处于2-3mg/l。
2.存在硝化抑制物质。检查入流中工业废水的成分,加强上游污染源管理。
现象三:tp﹥2mg/l,nh3-n﹤3mg/l,no3-n﹥5mg/l,bod5﹤25mg/l。 其原因及解决对策如下: 1.入流bod5不足。检查bod5/tkn是否大于4,bod5/tp是否大于20,否则应采取增加入流bod5的措施,如跨越初沉池或外加碳源。
2.外回流比太小,缺氧段do太高。检查缺氧段do值,如果do﹥0.5mg/l,则应采取措施,见“现象一”。
外回流比太大,把过量的no3-n带入了厌氧段,应适当降低回流比。 现象四:tp﹥2mg/l,nh3-n﹤3mg/l,no3-n﹤5mg/l,bod5﹤25mg/l。
其原因及解决对策如下: 1.泥龄太长。
可适当增大排泥,降低srt。
2.厌氧段do太高。如果do﹥0.2mg/l,则应寻找do升高的原因并予以排除。首先检查是否搅拌强度太大,造成空气复氧,否则检查回流污泥中是否有do带入。
3.入流bod5不足。检查bod5/tp值。如果bod5/tp﹤20,则应外加碳源。
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