A_2_C表曝型氧化沟工艺设计计算与应用

24 ·V 1 / Q = 5. 6 h 。
成碳化和硝化 , 出水 COD 满足二期出水水质标准
(2) 脱 氮区 容积[10] : ① 氧 化 沟 设 计 水 温 t : 12 ( ≤40 mg/ L) 。但反硝化效果很不理想 ,总氮去除率
℃,20 ℃的 脱 氮 负 荷 Ndn 为 0. 03/ ( kgNO3- - N · 仅有 29. 9 % 。为此 ,通过调节进水流量 ,改变水力停
日需去除的总氮 :ΔN = Q ·N 1 = 305. 0 kg/ d 。其中 ,
图 2 A2/ C 氧化沟平面图
3. 2 设计计算 3. 2. 1 厌氧池容积计算
实际工程中 ,厌氧池的水力停留时间[7] H R T 一 般为 1～ 2 h , 本设计取 1. 5 h , 单座设计流量 Q = 833. 3 m3 / h ,单池 容 积 : V 厌 = Q ×H R T = 833. 3 × 1. 5 = 1 250 m3 。 3. 2. 2 氧化沟主体 (含前置反硝化区) 容积计算
根据活性污泥动力学和实际工程经验 ,完成了 A2 / C 氧化沟工艺初步设计 ,但因不同区域 、不同污 水水质和处理要求应作适当调整 。因此 ,通过制作模 型 、进行现场试验对工艺参数进行校核是必要的[11] 。 由于制作模型较小 ,氧化沟模型无法模拟好氧区域的 好氧缺氧交替变化状态 ,并使活性污泥始终处于均匀 悬浮状态 ,所以用 A2 / O 模型代替了 A2 / C 模型 ,分 别为厌氧池 、缺氧池 、好氧池和二沉池 ,通过控制各池 的水力停留时间来模拟 A2 / C 工艺的工作状态 。
氧化沟采用机械倒伞型表曝气方式 ,具有很强的 充氧 、搅拌和推流三种功能 。并根据曝气装置在沟渠 中布置的特点 ,使得氧化沟中的溶解氧在时间 、空间 上形成厌氧区 、缺氧区和好氧区的分区变化 ,在沟内 同时实 现 硝 化 和 反 硝 化 等 一 系 列 生 物 化 学 工 程 。
收稿日期 :2007202209 ;修改日期 :2007203218 基金项目 :国家 863 计划“十五”专项课题资助项目 (2004AA601060) 作者简介 :王文斌 (1981 - ) ,男 ,安徽安庆人 ,合肥工业大学硕士生 ;
( kgV SS ·d) - 1 ) ,温度修正系数θ取 1. 08 ,则此温度 留时间 ,使其分别为 1. 47 h 、2 h 、4 h ,比较两者之间
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工程设计
王文斌 ,等 :A2 / C 表曝型氧化沟工艺设计计算与应用
GO N GC H E N GS H EJ I
图 3 试验流程
衰减系数 Kd 取 0. 06 ,污泥产率系数 Y 取 0. 5 V SS/
试验方法 :第一组试验使厌氧池 、缺氧池和好氧
kgBOD ,混合液悬浮浓度 ( ML SS) : 3 500 mg/ L , f = 池的水力停留时间分别为 1 h 、3 h 、6 h 。从第一组数
V SS/ ML SS = 0. 75 。水 力 停 留 的 时 间 为 : t1 = 据可知 ,在现场水质条件下 ,好氧池停留 6 h 足够完
图 1 处理工艺流程
3 A2 / C 氧化沟污水处理工艺设计
3. 1 设计特点 本工程采用的 A2 / C 氧化沟属于改良型 Carro u2
sel 型氧化沟工艺 ,此工艺是在普通 Carro usel 氧化沟 前增设了一个厌氧区和缺氧区 (又称前置反硝化区) , 利用了氧化沟内的水力循环 、硝化液无动力回流等特 点 ,其平面布置如图 2 所示 。
N H3 - N 0. 935 0. 897 0. 939
TN 0. 299 0. 378 0. 459
TP 0. 366 0. 245 0. 546
(4) 本实验进行期间 (8 月中旬至 11 月初) 适逢
理想 。参考表 2 和图 4 。
当地丰水期 ,进水污染物浓度相对偏低 ,不足以代表
表 2 污水处理水质指标去除率 mg/ L
全年的水质特征 ,因而本次试验的结果仅对全年中水
组 别 第一组 第二组 第三组
CODcr 0. 758 0. 795 0. 815
0. 45 ,生 化 处 理 性 较 好 。 ② 本 工 程 m (BOD5 ) / m ( T KN) > m (BOD5 ) / m ( N H3 - N) = 5 > 4 ,因此可采 用硝化和反硝化脱氮工艺 。 ③ 本工程 m (BOD) / m ( TP) = 37. 5 > 20 ,可采用生物除磷工艺 。
的碳化 、硝化和反硝化效果 。结果显示第二组试验好 4. 5 h) 。
氧池停留 4 h 也能充分完成碳化和硝化 ,但由于缺氧
(3) 试验的生物除磷很难达到二期工程排水标
池停留时间相对偏短等原因 ,反硝化效果并不理想 , 准的 ( > 1. 0 mg/ L ) ,这与试验中厌氧池很难维持绝
总氮去除率仅有 37. 8 % ,好于第一组 。第三组试验 对的厌氧状态 、溶解氧浓度较高有一定联系 ,导致聚
(3) 总容积 :单座氧化沟总容积 (含前置反硝化 区) :V = V 1 + V 2 = 9 747. 1 m3 。水力总停留时间 : t = t1 + t2 = 11. 9 h 。
4 运行参数探讨
性 BOD 值 :BOD = 0. 7 ×Ce ×1. 42 ( 1 - e - 0. 23 ×5 ) = 13. 6 mg/ L ,其中 , Ce 为出水中 BOD5 浓度 ( mg/ L ) 。 因此 需 要 去 除 的 ΔBOD 为 : 150 - ( 20 - 13. 6 ) = 143. 6 mg/ L 。 ②考虑污泥基本稳定及除磷的要求 (泥龄过长会导致污泥厌氧磷释放) ,污泥龄θC 根据 公式进行估算 :θC =κ/ (1/μ0 ) 。其中 ,μ0 是硝化菌比 生长速率 ,μ0 = 0. 47 ·e0. 098 ( t - 15) ·( C ( N ) / ( C ( N ) + 10 ) ) (0. 05 ×t - 1. 158) ·( DO/ ( K0 + DO ) ) , 其中 C ( N ) 为 N H3 - N 出 水 浓 度 为 10 mg/ L , 溶 解 氧 DO = 2 mg/ L ,氧的半速常数 K0 取 1. 3 。κ为安全系数 , 对 于好氧活性污泥 ,取值范围 2. 0～4. 0 ,本设计取 3. 3 。
在当前城市污水处理工程中 ,活性污泥法是应用 最广泛的污水处理技术之一 ,它具有处理污水效果 好 、有机物去除率高 、运行稳定 、运转经验丰富等优 点 ,目前活性污泥法已成为污水处理的主体技术 。
本文针对广州郊区某污水处理厂二期工程 ,采用 了 A2 / C 氧化沟处理工艺 ,该处理工艺能有效地去除 BOD5 、COD 、SS 等 ,同时也能脱氮除磷 。
的不同 ,组合成不同比例的厌氧 - 缺氧 - 好氧的生物 处理 ,具有良好 、稳定的脱氮除磷效果[4～6 ] 。
( kgNO3- - N ·( kgV SS ·d) - 1 ) 。 ② 根据动力学能 确定生物污泥产量ΔX :ΔX = ( Y ·Q ·ΔBOD) / (1 +
Kd ·θC ) = 762. 65 kg/ d 。一般情况下 ,生物污泥中有
摘 要 :厌氧池 + 氧化沟的 A2/ C 处理工艺与 A2/ O 处理工艺相比较 ,具有相似之处 。但除了拥有 A2/ O 法的一些优点外 ,还具有 自身的一些独特优点 。文章从脱氮除磷工艺的影响因素角度 ,详细介绍了 A2/ C 氧化沟工艺参数计算过程和其独特的优点 。并通 过现场试验的方法 ,对氧化沟设计参数进行了验证和校核 ,认为能够满足设计要求 。 关键词 :A2/ C 表曝型氧化沟 ;厌氧/ 缺氧/ 好氧 (A/ A/ O) 池 ;污水处理 中图分类号 : X703. 1 文献标识码 :A 文章编号 :167325781 (2007) 0220143203
水质指标
进 水 出 水
CODcr
BOD5
N H3 - N
SS
/ ( mg ·L - 1) / ( mg ·L - 1) / ( mg ·L - 1) / ( mg ·L - 1)
250
150
30
200
≤40
≤20
TN
TP 以 P 计
/ ( mg ·L - 1) / ( mg ·L - 1)
38
4
三个池子的停留时间分别为 1. 33 h 、4. 67 h 、4 h ,考 磷菌释磷不充分 。所以一方面要考虑生物除磷所需
察在相同的碳化硝化停留时间下的反硝化效果 。结 的厌氧环境 ,同时应采用化学除磷 ,保证除磷达到标
果表明碳化 、硝化效果与前两组基本相同 ,差别不大 , 准排放 。
但总氮去除率有了较大提高 ,达到 45. 9 % ,可仍不够
(1) 好氧区容积[8 ,9 ] : ① 由设计的出水 BOD5 为 20 mg/ L ,利用经验公式可求得出水中含有的非溶解
TNo 、TNe 分别为进 、出水中总氮浓度 。 ③ 脱硝需要的 污泥量 :ΔXdn =ΔN / N dn(t) = 13 863. 6 kg/ d 。则缺氧 区容积为 :V 2 =ΔXdn / ML V SS = 5 281. 4 m3 。水力停 留时间 : t2 = 24 ·V 2 / Q = 6. 3 h 。缺氧区水力停留时 间一般占脱氮区 30 % ,水力停留时间为 6. 3 ×0. 3 = 1. 9 h 。相应的体积为 5 281. 4 ×0. 3 = 1 584. 4 m3 。
王文斌 ,等 :A2 / C 表曝型氧化沟工艺设计计算与应用
工程设计
GO N GC H E N GS H EJ I
A2 / C 表曝型氧化沟工艺设计计算与应用
王文斌1 , 王 淦1 ,2 , 汪家权1
(1. 合肥工业大学 资源与环境工程学院 ,安徽 合肥 230009 ;2. 安徽国祯环保节能科技股份有限公司 ,安徽 合肥 230088)
汪家权 (1957 - ) ,男 ,安徽太湖人 ,博士 ,合肥工业大学教授.
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王文斌 ,等 :A2 / C 表曝型氧化沟工艺设计计算与应用
A2 / C 表曝型氧化沟在工艺上还可以根据污水水质 下 的 脱 氮 负 荷 : Ndn(t) = Ndn ·θ( t - 20) = 0. 022/
试验流程 ,如图 3 所示 。
计算得出污泥龄θC 为 16 d (温度 t 为 12 ℃) 。 ③好
氧区容积 V 1 根据活性污泥动ΔBOD) / ( ML V SS ·( 1 + Kd ·θC ) ) =
4 465. 7 m3 。单沟设计流量 Q 为 20 000 m3 / d ,污泥
该污水处理厂工艺流程见图 1 所示 。
1 设计水质水量与处理程度
本设计为该污水处理厂二期工程 ,设计规模按 4 ×104 m3 / d 计算 。执行文献 [ 1 ] 和文献 [ 2 ] 一级标 准 B 标准 ,其设计进 、出水水质指标如表 1 所列 。
表 1 设计进 、出水水质指标
水质指标
进 水 出 水
≤10 pH值 6～9
≤20 类大肠菌群
数/ (个 ·L - 1) > 104
≤20
≤1
6～9
104
2 设计参数与污水处理工艺流程
根据本工程原污水水质和设计水质情况 ,且污水 水中不含对微生物有毒的物质 ,从三个角度初步论证 了该工程采用 A2 / C 氧化沟处理工艺的可行性[3] 。 ①由进水水质可知 , m (BOD5 ) / m ( COD) = 0. 6 >
12. 4 %为氮 ,则用于合成的氮为 762. 65 ×0. 124 =
94. 57 kg/ d ,即进水中用于生物合成的氮浓度ρ( N )
为 4. 75 mg/ L , 所以 , 系统需要脱硝的氮量 NO3 -
N (N1 ) = 30 - 10 - 4. 75 = 15. 25 mg/ L ,由此计算每