AO工藝生物脫氮工藝原理、設(shè)計(jì)與計(jì)算

A/O工藝生物脫氮工藝原理、設(shè)計(jì)與計(jì)算〔一〕工藝流程A/O工藝以除氮為主時(shí)，根本工藝流程如下列圖1。圖1

缺氧/好氧工藝流程A/O工藝有分建式和合建式工藝兩種，分別見(jiàn)圖2、圖3。分建式即硝化、反硝化與BOD

的去除分別在兩座不同的反響器內(nèi)進(jìn)行；合建式那么在同一座反響器內(nèi)進(jìn)行。合建式反響器節(jié)省了基建和運(yùn)行費(fèi)用以及容易滿足處理工程對(duì)碳源和堿度等條件的要求，但受以下因數(shù)影響：溶解氧(0.5~1.5mg/L)、污泥負(fù)荷[0.1~0.15kgBOD5/(kgMLVSS?d)]、C/N比(6~7)、pH值(7.5~8.0),而不易控制。對(duì)于pH值，分建式A/O工藝中，硝化液一局部回流至反硝化池，池內(nèi)的反硝化脫氮菌以原污水中的有機(jī)物作碳源，以硝化液中NOx-N中的氧作為電子受體，將NO3-N復(fù)原成N2,不需外加碳源。反硝化池復(fù)原1gNOx-N產(chǎn)生3.57g堿度，可補(bǔ)償硝化池中氧化1gNH3-N所需堿度(7.14g)的一半，所以對(duì)含N濃度不高的廢水，不必另行投堿調(diào)pH值，反硝化池殘留的有機(jī)物可在好氧硝化池中進(jìn)一步去除。一般來(lái)說(shuō)分建式反響器(A/O工藝〕硝化、反硝化的影響因素控制范圍可以相應(yīng)增大，更為有效地發(fā)揮和提高活性污泥中某些微生物〔如硝化菌、反硝化菌等〕所特有的處理能力，從而到達(dá)脫、處理難降解有機(jī)物的目的，減少了生化池的容積，提高了生化處理效率，同時(shí)也節(jié)省了環(huán)保投資及運(yùn)行費(fèi)用；而合建式A/O工藝便于對(duì)現(xiàn)有推流式曝氣池進(jìn)行改造。圖2分建式缺氧一好氧活性污泥脫氮系統(tǒng)圖3

合建式缺氧好氧活性污泥脫氮系統(tǒng)〔二〕A/O工藝生物脫氮工藝的特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)①同時(shí)去除有機(jī)物和氮，流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)，節(jié)省基建費(fèi)用。②反硝化缺氧池不需外加有機(jī)碳源，降低了運(yùn)行費(fèi)用。③好氧池在缺氧池后，可使反硝化殘留的有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，提高了出水水質(zhì)。④缺氧池中污水的有機(jī)物被反硝化菌所利用，減輕了好氧池的有機(jī)物負(fù)荷，同時(shí)缺氧池中反硝化產(chǎn)生的堿度可彌補(bǔ)好氧池中硝化需要堿度的一半。2.缺點(diǎn)①脫氮效率不高，一般去除率為70%~80%。②好氧池出水含有一定濃度的硝酸鹽，如二沉池運(yùn)行不當(dāng)，那么會(huì)發(fā)生反硝化反響，造成污泥上浮，使處理水水質(zhì)惡化?！踩秤绊懝に嚨囊蛩丌偎νＡ魰r(shí)間t反硝化t≤2h,硝化t≤6h,當(dāng)硝化水力停留時(shí)間與反硝化水力停留時(shí)間為3:1時(shí)，氨氮去除率到達(dá)70%~80%,否那么去除率下降。②有機(jī)物濃度與DO進(jìn)入硝化好氧池中BOD5≤80mg/L;硝化好氧池中DO大于2mg/L。③BOD5/NOx-N比值反硝化缺氧池污水中溶解氧性的BOD5/NOx-N比值應(yīng)大于4,以保證反硝化過(guò)程中有充足的有機(jī)碳源。④混合液回流比混合液回流比不僅影響脫氮效率，而且影響動(dòng)力消耗?；旌弦夯亓鞅葘?duì)脫氮效率的影響見(jiàn)下表。從表中可以看出，RN≤50%,脫氮效率加很低；RN<200%,ηN隨RN的上升而顯著上升；當(dāng)RN>200%后，ηN上升比擬緩慢，一般內(nèi)回流比控制在200%~400%?；旌弦夯亓鞅葘?duì)脫氮效率的影響⑤污泥濃度(MLSS)污泥濃度一般要求大于3000mg/L,否那么脫氮效率下降。⑥污泥齡〔θc〕污泥齡應(yīng)到達(dá)15d以上。⑦硝化段的污泥有機(jī)負(fù)荷率硝化段的污泥有機(jī)負(fù)荷率要小于0.18kgBOD5/(kgMLVSS?d);硝化段的TKN/MLVSS負(fù)荷率小于0.05kgTKN/(kgMLVSS?d)。⑧溫度與pH值硝化最適宜的溫度20~30℃、反硝化最適宜的溫度20~40℃；硝化最正確pH值為8~8.4,反硝化最正確pH值為6.5~7.5。⑨原污水總氮濃度TN原污水總氮濃度TN<30mg/L?！菜摹矨/O工藝設(shè)計(jì)參數(shù)A/O工藝設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)下表。〔五〕A/O工藝設(shè)計(jì)計(jì)算包括缺氧池〔區(qū)〕容積計(jì)算、好氧區(qū)容積、混合液回流量、需氧量的計(jì)算。1.缺氧池〔區(qū)〕容積計(jì)算、好氧區(qū)容積、混合液回流量計(jì)算其計(jì)算公式見(jiàn)表下。算工程計(jì)算公式參數(shù)說(shuō)明缺氧池〔區(qū)〕有效容積Vn=0.001Q(Nk-Nte)-0.12ΔXv/Kde(T)XVn—缺氧池〔區(qū)〕，m3；Q—生物反響池的設(shè)計(jì)流盤(pán)，m3/d;X—生物反響池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度，gMLSS/L;Nk—生物反響池進(jìn)水總凱氏氮濃度，mg/L;Nte一生物反響池出水總氮濃度，mg/L;ΔXv—排出生物反響池系統(tǒng)的微生物量，kgMLVSS;Kde(T)—T℃時(shí)的脫氮速率，kgNOx-N/(kgMLVSS·d),宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定；Kde(20)—20℃時(shí)的脫氮速率，宜取0.03~0.06kgNOx-N/(kgMLVSS·d);缺氧池〔區(qū)〕有效容積T—設(shè)計(jì)溫度，℃

Y—污泥總產(chǎn)率系數(shù)，宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，系統(tǒng)有初沉池時(shí)取0.3kgMLVSS/kgBOD5,無(wú)初沉池時(shí)取0.2~0.6kgMLVSS/kg80D5;y—單位容積混合液中，活性污泥固體物質(zhì)總量(MLSS)中揮發(fā)性懸浮固體物質(zhì)總魚(yú)

(MLVSS)所占比例；S0—生物反響池進(jìn)水五日生化需氧量濃度，mg/L;Se—生物反響池出水五日生化需氧量濃度，mg/L好氧池〔區(qū)〕容積V0—好氧池〔區(qū)〕容積，m3；Q—生物反響池的設(shè)計(jì)流量，m3/d;S0—生物反響池進(jìn)水五日生化需氧量濃度，mg/L;Se—生物反響池出水五日生化需氧量濃度，mg/L;θco—好氧池〔區(qū)〕設(shè)計(jì)污泥泥齡值，d;Y1—污泥總產(chǎn)率系數(shù)，宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定，無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，系統(tǒng)有初沉池時(shí)取0.3kgMLVSS/kgB0D5,無(wú)初沉池時(shí)取0.2~0.6kgMLVSS/kgB0D5；X—生物反響池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度，gMLSS/L;F—平安系數(shù)，取1.5~3.0;μ—硝化菌生長(zhǎng)速率，d-1；Na—生物反響池中氨氮濃度，mg/L;KN—硝化作用中氮的半速率常數(shù)，mg/L;

T—設(shè)計(jì)溫度，℃；0.47—15℃時(shí)硝化菌最大生長(zhǎng)速率，d-1混合液回流量QRi—混合液回流量，m3/d,混合液回流比不宜大于400%;Vn—缺氧池〔區(qū)〕容積，m3；Kde(T)—T℃時(shí)的脫氮速率，kgNOx-N/(kgMLVSS·d),宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定；X—生物反響池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度，gMLSS/L;QR—回流污泥量，m3/d;Nke—生物反響池出水總凱氏氮濃度，mg/L;Ni—生物反響池進(jìn)水總氮濃度，mg/L2.

需氧量的計(jì)算氧化1gNH3-N需氧4.57g,并消耗7.14g堿度；而反硝化1gNOx-N生成3.57g堿度，并消耗1.72gBOD5,同時(shí)還提供2.6gO2,需氧量可按式(1)計(jì)算。需氧呈詳細(xì)計(jì)算公式見(jiàn)下式。式中aSr—降解有機(jī)物的需氧量；a—BOD5的氧當(dāng)量，1.0,即降解1kgBOD5需氧1kgO2;s—BOD5去除量；K—污水日變化系數(shù)；Q—污水平均日流量，m3/d;S0,Se—污水流入、流出的BOD5濃度，g/m3；bNr—氨氮硝化需氧量；b氨氮的氧當(dāng)量，4.57即硝化1g氨氮需氧4.57g;Nr—氨氮被硝化去除鹽，kg/d;NK0,NKe—進(jìn)出水TKN濃度，g/m3；Xw—每日凈增活性污泥量，即每日排放剩余活性污泥量，kg/d;