AO工艺设计参数
污水处理AO工艺主要设计参数
污水处理中A/O工艺主要设计参数经验总结加简单计算①HRT水力停留时间:硝化不小于5~6h;反硝化不大于2h,A段:O段=1:3②污泥回流比:30~100%,具体根据污泥生长所处阶段确定,保证污泥浓度在设计浓度左右③混合液回流比:300~400%,混合液回流主要目的是将硝化作用下产生的氨氮送到A段进行反硝化,生成氮气,从而降低总排水氨氮浓度。
所以回流比除要调节平衡污泥浓度外,还有促进反硝化反应顺利进行的目的。
④反硝化段碳/氮比:BOD5/TN>4,理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N⑤硝化段的TKN/MLSS负荷率(单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮):<0.05KgTKN/KgMLSS·d⑥硝化段污泥负荷率:BOD/MLSS<0.18KgBOD5/KgMLSS·d⑦混合液浓度x=3000~4000mg/L(MLSS)普通生活废水取高值,部分生化性能较差工业废水,MLSS取值3000以下⑧溶解氧(重点项目):A段DO<0.2~0.5mg/L???? O段DO>2~4mg/L⑨pH值:A段pH =6.5~7.5?????O段pH =7.0~8.0⑩水温:硝化20~30℃????????????????? 反硝化20~30℃⑾碱度:硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g,消耗碱度7.1g(以CaCO3计)。
???????????????? 反硝化反应还原1gNO3--N将放出2.6g氧,生成3.75g碱度(以CaCO3计)⑿需氧量Ro——单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量(KgO2/h)。
微生物分解有机物需消耗溶解氧,而微生物自身代谢也需消耗溶解氧,所以Ro应包括这三部分。
??????????????????????? Ro=a’QSr+b’VX+4.6Nr ?????????????????????????? a’─平均转化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBOD????????????????????????? b’─微生物(以VSS计)自身氧化(代谢)所需氧量KgO2/KgVSS·d。
AO工艺标准设计计算参考
A1/O生物脱氮工艺一、设计资料设计处理能力为日处理废水量为30000m3废水水质如下:PH值7.0~7.5 水温14~25℃BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L根据要求:出水水质如下:BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L根据环保部门要求,废水处理站投产运行后排废水应达到国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996中规定的“二级现有”标准,即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<30 mg/l二、污水处理工艺方案的确定城市污水用沉淀法处理一般只能去除约25~30℅的BOD5,污水中的胶体和溶解性有机物不能利用沉淀方法去除,化学方法由于药剂费用很高而且化学混凝去除溶解性有机物的效果不好而不宜采用。
采用生物处理法是去除废水中有机物的最经济最有效的选择。
废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形态存在。
生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮。
其中有机氮占生活污水含氮量的40%~60%,氨氮占50%~60%,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%~5%。
废水生物脱氮的基本原理是在传统二级生物处理中,将有机氮转化为氨氮的基础上,通过硝化和反硝化菌的作用,将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮,再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气,而达到从废水中脱氮的目的。
废水的生物脱氮处理过程,实际上是将氮在自然界中循环的基本原理应用与废水生物处理,并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的认为运用控制,并将生物去碳过程中转化而产生及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程。
在废水的生物脱氮处理过程中,首先在好氧(oxic)条件下,通过好氧硝化的作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮;然后在缺氧(Anoxic)条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气(N2)而从废水中逸出。
AO工艺设计计算参考
A1/O生物脱氮工艺一、设计资料设计处理能力为日处理废水量为30000m3废水水质如下:PH值7。
0~7。
5 水温14~25℃BOD5=160mg/L VSS=126mg/L (VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L根据要求:出水水质如下:BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3—N 8mg/L根据环保部门要求,废水处理站投产运行后排废水应达到国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996中规定的“二级现有”标准,即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6—9 SS〈30 mg/l二、污水处理工艺方案的确定城市污水用沉淀法处理一般只能去除约25~30℅的BOD5,污水中的胶体和溶解性有机物不能利用沉淀方法去除,化学方法由于药剂费用很高而且化学混凝去除溶解性有机物的效果不好而不宜采用。
采用生物处理法是去除废水中有机物的最经济最有效的选择。
废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形态存在.生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮.其中有机氮占生活污水含氮量的40%~60%,氨氮占50%~60%,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%~5%.废水生物脱氮的基本原理是在传统二级生物处理中,将有机氮转化为氨氮的基础上,通过硝化和反硝化菌的作用,将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮,再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气,而达到从废水中脱氮的目的。
废水的生物脱氮处理过程,实际上是将氮在自然界中循环的基本原理应用与废水生物处理,并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的认为运用控制,并将生物去碳过程中转化而产生及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程。
在废水的生物脱氮处理过程中,首先在好氧(oxic)条件下,通过好氧硝化的作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮;然后在缺氧(Anoxic)条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气(N2)而从废水中逸出。
AO工艺设计计算公式
AO工艺设计计算公式A/O工艺设计参数在A/O工艺的设计中,需要考虑以下参数:1.水力停留时间:硝化不少于5-6小时,反硝化不超过2小时,A段:O段=1:3.2.污泥回流比:50-100%。
3.混合液回流比:300-400%。
4.反硝化段碳/氮比:BOD5/TN>4,理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N。
5.硝化段的TKN/MLSS负荷率(单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮):<0.05KgTKN/KgMLSS·d。
6.硝化段污泥负荷率:BOD5/MLSS<0.18KgBOD5/KgMLSS·d。
7.混合液浓度x=3000-4000mg/L(MLSS)。
8.溶解氧:A段DO2-4mg/L。
9.pH值:A段pH=6.5-7.5,O段pH=7.0-8.0.10.水温:硝化20-30℃,反硝化20-30℃。
11.碱度:硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g,消耗碱度7.1g(以CaCO3计)。
反硝化反应还原1gNO3--N将放出2.6g 氧,生成3.75g碱度(以CaCO3计)。
12.需氧量Ro:单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量(KgO2/h)。
微生物分解有机物需消耗溶解氧,而微生物自身代谢也需消耗溶解氧,所以Ro应包括这三部分。
Ro=a’QSr+b’VX+4.6Nr。
其中,a’为平均转化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBOD,b’为微生物(以VSS计)自身氧化(代谢)所需氧量KgO2/KgVSS·d。
13.Nr为被硝化的氨量,kd/d4.6为1kgNH3-N转化成NO3-所需的氧量(KgO2)。
对于不同类型的污水,其a’和b’值也有所不同。
最后,还需要考虑供氧量的问题。
由于充氧与水温、气压、水深等因素有关,因此氧转移系数应作修正。
ρ表示所在地区实际压力(Pa)与标准大气压下Cs值的比值。
公式为ρ=实际Cs值/(Pa)=所在地区实际压力(Pa)/(Pa)。
AO工艺设计计算参考
A1/O 生物脱氮工艺一、设计资料设计处理能力为日处理废水量为30000m3 废水水质如下:PH 值7.0~7.5 水温14~25℃ BOD5=160mg/L VSS=126mg/L(VSS/TSS=0.7) TN=40mg/L NH3-N=30mg/L 根据要求:出水水质如下:BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L 根据环保部门要求,废水处理站投产运行后排废水应达到国家标准《污水综合排放标准》GB8978-1996中规定的“二级现有”标准,即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<30 mg/l二、污水处理工艺方案的确定城市污水用沉淀法处理一般只能去除约25~30 ℅的BOD5,污水中的胶体和溶解性有机物不能利用沉淀方法去除,化学方法由于药剂费用很高而且化学混凝去除溶解性有机物的效果不好而不宜采用。
采用生物处理法是去除废水中有机物的最经济最有效的选择。
废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形态存在。
生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮。
其中有机氮占生活污水含氮量的40%~60%,氨氮占50%~60%,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%~5%。
废水生物脱氮的基本原理是在传统二级生物处理中,将有机氮转化为氨氮的基础上,通过硝化和反硝化菌的作用,将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮,再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气,而达到从废水中脱氮的目的。
废水的生物脱氮处理过程,实际上是将氮在自然界中循环的基本原理应用与废水生物处理,并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的认为运用控制,并将生物去碳过程中转化而产生及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程。
在废水的生物脱氮处理过程中,首先在好氧(oxic)条件下,通过好氧硝化的作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮;然后在缺氧(Anoxic)条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气(N2)而从废水中逸出。
AO法工艺设计参数
AO法工艺设计参数AO法工艺设计参数是指在AO法(Advanced Oxidation Process,高级氧化工艺)中,针对不同的废水处理需求和实际情况,确定的一系列重要参数。
通过合理选择和调节这些参数,可以最大程度地提高AO法的处理效果和经济效益。
1.水质参数:水质参数是指废水的基本性质和组成。
它们包括有机物浓度、COD (化学需氧量)、BOD(生化需氧量)、氨氮浓度等。
这些参数可以进一步帮助确定AO法中氧化、还原和微生物的作用。
2.pH值:pH值是指废水的酸碱性程度。
pH调节对AO法的进行起到重要作用,因为pH的改变可以影响废水中的有机物的溶解度、离子交换、金属沉淀等。
通常情况下,废水的pH在3-10范围内能够满足AO法的处理要求。
3.温度:温度是指废水的温度。
温度对AO法的反应速率和微生物的活性有一定的影响。
较高的温度可以加快废水中有机物的降解速率,但也会增加处理系统的能耗。
4.系统氧气供给率及供氧方式:AO法是通过氧化和还原反应来处理废水的,氧气在反应中起到了重要作用。
氧气供给率和供氧方式的选择和调节可以影响废水中的溶解氧浓度和传质速率。
其中供氧方式包括通气法、压力曝气法等。
5.反应时间:反应时间是指废水在AO法中处理的时间。
根据废水的性质和要求,确定合适的反应时间可以使AO法充分发挥其降解能力,同时避免废水过度处理导致成本增加。
6.填料类型和用量:填料是指在AO法反应器中用于增加接触面积、提高反应效率的材料。
常用的填料包括活性炭、陶粒等。
填料的类型和用量的选择与反应器的设计和处理效果密切相关。
7.水力停留时间:水力停留时间是指废水在AO法中停留的时间。
废水的水力停留时间可以通过调整反应器的容积和进出水流量来控制。
合适的水力停留时间可以保证废水在AO法反应器中充分接触和反应。
8.微生物的种类和菌种:微生物在AO法中起到了重要作用,因为它们能够降解废水中的有机物。
选择适宜的微生物种类和菌种,可以提高废水的降解效率和处理效果。
AO法工艺设计参数
AO法工艺设计参数首先,AO法工艺中的一个重要设计参数是温度。
温度可以影响到整个生产过程中的物理变化和化学反应。
在AO法工艺中,温度的选择必须要符合物料的特性和所需产品的性能要求。
如果温度过高或过低,都会对产品质量产生不利影响,因此需要根据实际情况进行合理选择。
其次,时间也是AO法工艺中的一个重要设计参数。
时间的长短直接影响到生产周期和产量。
在AO法工艺中,通过调整不同工序的时间,可以达到最佳的生产效果。
例如,在一些生产过程中,时间过短会导致产品质量不稳定,时间过长则会浪费资源和时间。
因此,合理控制时间是AO 法工艺设计的关键。
另外,液体比例也是AO法工艺设计中需要考虑的参数之一、液体比例在生产过程中是非常重要的,它会直接影响到产品的化学成分和物理性能。
在AO法工艺中,通过调整不同液体的比例,可以控制产品的颜色、质地、稳定性等方面的性能。
因此,液体比例的选择需要根据具体要求和实际情况进行合理调整。
此外,气体浓度也是AO法工艺设计中需要考虑的一个参数。
在一些生产过程中,需要通过气体对液体进行搅拌、混合或反应。
因此,气体浓度的选择会影响到产品的均匀性和反应效果。
在AO法工艺中,需要根据具体要求和实际情况,合理选择气体浓度,以达到最佳的生产效果。
最后,pH值也是AO法工艺设计中的一个重要参数。
pH值可以影响到溶液的酸碱性,从而影响到产品的稳定性和性能。
在AO法工艺中,通过调整pH值,可以改变液体的酸碱性,从而控制产品的性能。
因此,在AO法工艺设计中,需要根据产品的需求和实际情况,合理选择pH值,以达到最佳的生产效果。
综上所述,AO法工艺设计中的参数包括温度、时间、液体比例、气体浓度和pH值等。
这些参数的合理选择是保证产品质量和生产效率的重要因素。
在实际应用中,需要根据具体要求和实际情况,结合经验和科学的方法进行设计,以达到最佳的工艺效果。
污水处理AO工艺主要设计参数
污水处理中A/O工艺主要设计参数经验总结加简单计算①HRT水力停留时间:硝化不小于5~6h;反硝化不大于2h,A段:O段=1:3②污泥回流比:30~100%,具体根据污泥生长所处阶段确定,保证污泥浓度在设计浓度左右③混合液回流比:300~400%,混合液回流主要目的是将硝化作用下产生的氨氮送到A段进行反硝化,生成氮气,从而降低总排水氨氮浓度。
所以回流比除要调节平衡污泥浓度外,还有促进反硝化反应顺利进行的目的。
④反硝化段碳/氮比:BOD5/TN>4,理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N⑤硝化段的TKN/MLSS负荷率(单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮):<0.05KgTKN/KgMLSS·d⑥硝化段污泥负荷率:BOD/MLSS<0.18KgBOD5/KgMLSS·d⑦混合液浓度x=3000~4000mg/L(MLSS)普通生活废水取高值,部分生化性能较差工业废水,MLSS取值3000以下⑧溶解氧(重点项目):A段DO<0.2~0.5mg/LO段DO>2~4mg/L⑨pH值:A段pH =6.5~7.5O段pH =7.0~8.0⑩水温:硝化20~30℃反硝化20~30℃⑾碱度:硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g,消耗碱度7.1g(以CaCO3计)。
反硝化反应还原1gNO3--N将放出2.6g氧,生成3.75g 碱度(以CaCO3计)⑿需氧量Ro——单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量(KgO2/h)。
微生物分解有机物需消耗溶解氧,而微生物自身代谢也需消耗溶解氧,所以Ro应包括这三部分。
Ro=a’QSr+b’VX+4.6Nra’─平均转化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBODb’─微生物(以VSS计)自身氧化(代谢)所需氧量KgO2/KgVSS·d。
上式也可变换为:Ro/VX=a’·QSr/VX+b’ 或Ro/QSr=a’+b’·VX/QSrSr─所去除BOD的量(Kg)Ro/VX─氧的比耗速度,即每公斤活性污泥(VSS)平均每天的耗氧量KgO2/KgVSS·dRo/QSr─比需氧量,即去除1KgBOD的需氧量KgO2/KgBOD由此可用以上两方程运用图解法求得a’ b’Nr—被硝化的氨量kd/d 4.6—1kgNH3-N转化成NO3-所需的氧量(KgO2)几种类型污水的a’ b’值⒀供氧量─单位时间内供给曝气池的氧量,因为充氧与水温、气压、水深等因素有关,所以氧转移系数应作修正。
AO脱氮工艺参数设计计算
AO脱氮工艺参数设计计算AO脱氮工艺是目前常用的一种脱氮工艺,其主要原理是将含氨废水通过厌氧混合池和好氧生物脱氮池进行脱氮处理。
在设计AO脱氮工艺时,需要考虑以下参数:COD/N比、HRT和PRV。
本文将详细介绍AO脱氮工艺参数设计的计算方法。
首先,需要计算COD/N比。
COD/N比是指进入系统的化学需氧量(COD)与氨氮负荷比值。
通常情况下,COD/N比应控制在8-12之间,以保证好氧脱氮效果良好。
计算COD/N比的公式如下:COD/N比=进水COD浓度/进水氨氮浓度接下来,需要计算水力停留时间(HRT)。
HRT是指水在反应器内停留的时间,它决定了废水在反应器内进行的反应时间。
HRT的计算公式如下:HRT=反应器体积/进水流量最后,需要计算通气比(PRV)。
PRV是指通气量与进水流量的比值,用于调节废水中氧气和氨氮的反应比例。
通常情况下,PRV应控制在0.15-0.3之间,以保证好氧脱氮效果稳定。
计算PRV的公式如下:PRV=通气量/进水流量综上所述,对于AO脱氮工艺参数设计,首先需要计算COD/N比,将其控制在8-12之间;然后计算HRT,以确定反应器内废水的停留时间;最后计算PRV,以控制好氧脱氮过程中的通气量。
需要特别注意的是,以上参数设计仅为一般性的参考值,实际设计时需根据具体情况进行调整。
另外,参数设计时还需考虑废水水质变化、温度变化等因素的影响,结合工程实际进行综合评估和调整。
在参数设计完成后,还需要进行反应器的选型和系统的运行参数设计。
反应器的选型需考虑反应器的容积、反应器的材质和反应器的操作方式等因素。
系统的运行参数设计需考虑进水流量、进水浓度、通气量等因素。
总的来说,AO脱氮工艺参数设计计算是一个综合考虑水质特性、处理效果和经济效益等因素的过程。
通过合理设计和计算,可以有效提高脱氮效果,降低废水处理成本。
AO工艺设计计算公式
A/O 工艺设计参数①水力停留时间:硝化不小于5〜6h;反硝化不大于2h, A段:0段=1:3②污泥回流比:50〜100%③混合液回流比:300〜400%④反硝化段碳/氮比:BOD/TN>4,理论BOD肖耗量为1.72gBOD/gNOx--N⑤硝化段的TKN/MLSS负荷率(单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮):<0.05KgTKN/KgMLSS d⑥硝化段污泥负荷率:BOD/MLSS<0.18KgBODgMLSS d⑦混合液浓度x=3000〜4000mg/L (MLSS)⑧溶解氧:A段DOv0.A 0.5mg/LO 段DO>〜4mg/L⑨pH值:A段pH =6.5 〜7.5O 段pH =7.0 〜8.0⑩水温:硝化20〜30 r反硝化20〜30 r(11)碱度:硝化反应氧化1gNH+-N需氧4.57g,消耗碱度7.1g (以CaCO 计)。
反硝化反应还原1gNO3--N 将放出 2.6g 氧, 生成3.75g碱度(以CaCO计)(12)需氧量Ro单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量(KgO2/h)。
微生物分解有机物需肖耗溶解氧,而微生物自身代谢也需肖耗溶解氧,所以Ro应包括这三部分。
Ro=a'QSr+b'VX+4.6Nra'—平均转化1Kg 的BOM需氧量KgQ/KgBODb'—微生物(以VSS 计)自身氧化(代谢)所需氧量KgQ/KgVSS- d。
上式也可变换为:Ro/VX=a • QSr/VX+b'或Sr —所去除BOD 勺量(Kg )Ro/QSr —比需氧量,即去除IKgBODi .理论供氧量1. 温度的影响KLa( 9 )=KL (20) X 1.024Q-20 9 —实际温度 2. 分压力对Cs 的影响(p 压力修正系数)p =所在地区实际压力(Pa ) /101325 (Pa )=实际Cs 值/标准大气压下Cs 值的需氧量KgO/KgBOD由此可用以上两方程运用图解法求得 Nr —被硝化的氨量kd/d 量(KgO )几种类型污水的a ' b '值(13)供氧量一单位时间内供给曝气池的氧量,因为充氧与水温、气压、水深等因 素有关,所以氧转移系数应作修正。
AO工艺设计计算参考
A1/O生物脱氮工艺一、设计资料设计处理能力为日处理废水量为30000m3废水水质如下:PH值~ 水温14~25℃BOD5=160mg/L VSS=126mg/LVSS/TSS= TN=40mg/L NH3-N=30mg/L根据要求:出水水质如下:BOD5=20mg/L TSS=20mg/L TN 15mg/L NH3-N 8mg/L根据环保部门要求,废水处理站投产运行后排废水应达到国家标准污水综合排放标准GB8978-1996中规定的“二级现有”标准,即COD 120mg/l BOD 30 mg/l NH -N<20 mg/l PH=6-9 SS<30 mg/l二、污水处理工艺方案的确定城市污水用沉淀法处理一般只能去除约25~30℅的BOD5,污水中的胶体和溶解性有机物不能利用沉淀方法去除,化学方法由于药剂费用很高而且化学混凝去除溶解性有机物的效果不好而不宜采用;采用生物处理法是去除废水中有机物的最经济最有效的选择;废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形态存在;生活污水中氮的主要存在形态是有机氮和氨氮;其中有机氮占生活污水含氮量的40%~60%,氨氮占50%~60%,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0%~5%;废水生物脱氮的基本原理是在传统二级生物处理中,将有机氮转化为氨氮的基础上,通过硝化和反硝化菌的作用,将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮,再通过反硝化作用将硝态氮转化为氮气,而达到从废水中脱氮的目的;废水的生物脱氮处理过程,实际上是将氮在自然界中循环的基本原理应用与废水生物处理,并借助于不同微生物的共同协调作用以及合理的认为运用控制,并将生物去碳过程中转化而产生及原废水中存在的氨氮转化为氮气而从废水中脱除的过程;在废水的生物脱氮处理过程中,首先在好氧oxic条件下,通过好氧硝化的作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮;然后在缺氧Anoxic条件下,利用反硝化菌脱氮菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气N2而从废水中逸出;因而,废水的生物脱氮通常包括氨氮的硝化和亚硝酸盐氮及硝酸盐氮的反硝化两个阶段,只有当废水中的氨以亚硝酸盐氮和硝酸盐的形态存在时,仅需反硝化脱氮一个阶段.◆与传统的生物脱氮工艺相比,A/O脱氮工艺则有流程简短、工程造价低的优点;该工艺与传统生物脱氮工艺相比的主要特点如下:①流程简单,构筑物少,大大节省了基建费用;②在原污水C/N较高大于4时,不需外加碳源,以原污水中的有机物为碳源,保证了充分的反硝化,降低了运行费用;③好养池设在缺养之后,可使反硝化残留的有机物得到进一步去除,提高出水水质;④缺养池在好养池之前,一方面由于反硝化消耗了一部分碳源有机物,可减轻好养池的有机负荷,另一方面,也可以起到生物选择器的作用,有利于控制污泥膨胀;同时,反硝化过程产生的碱度也可以补偿部分硝化过程对碱度的消耗;⑤该工艺在低污泥负荷、长泥龄条件下运行,因此系统剩余污泥量少,有一定稳定性;⑥便于在常规活性污泥法基础上改造A1/O脱氮工艺;⑦混合液回流比的大小,直接影响系统的脱氮率,一般混合液回流比取200%~500%,太高则动力消耗太大;因此A1/O工艺脱氮率一般为70%~80%,难于进一步提高;三、污水处理工艺设计计算一、污水处理系统1、格栅设计流量:平均日流量Qd=3000m3/d=s则K2=最大日流量 Qmax=K2Qd=s设计参数:格栅倾角 =60 栅条间隙b= 栅条水深h= 过栅流速v=s1栅槽宽度①栅条的间隙数n 格栅设两组,按两组同时工作设计,一格停用,一格工作校核;则n= = =31个②栅槽宽度B栅槽宽度一般比格栅宽~,取设栅条宽度 S=10mm则栅槽宽度 B=Sn-1+bn+= 31-1+ 31+=2通过格栅的水头损失h1①进水渠道渐宽部分的L1;设进水渠宽B1=其渐宽部分展开角 1=20进水渠道内的流速为sL1= = =②栅槽与出水渠道连接出的渐窄部分长宽L2,mL2= = =③通过格栅的水头损失h1,mh1=h0kk一般采用3h0= sin , =h1= sin k= sin60 3= 设 =3栅后槽总高度H,m设栅前渠道超高h2=H1= h+h1+h2=++=≈4栅槽总长度L1,m式中H1=h+h25每日栅渣量W,m/3dw= 式中,w1为栅渣量 m3/10 m 污水 , 格栅间隙为16~25mm时w1=~ /10 m3 污水;格栅间隙为30~50mm时, w1=~103m3污水本工程格栅间隙为21mm,取W1=10m3污水W= =m3/d m3/d采用机械清渣2、提升泵站采用A1/O生物脱氮工艺方案,污水处理系统简单,污水只考虑一次提升;污水经提升后入平流式沉砂池,然后自流通过缺养池、好养池、二沉池等;设计流量Qmax=1800m3/h,采用3台螺旋泵,单台提升流量为900m3/h;其中两台正常工作,一台备用;3.平流式沉池砂1 沉沙池长度L,mL=vt 取v=s,t=30s则L= 30=2 水流端面面积A,m2A= = =2m23 池总宽度B,mB=nb 取n=2, b=则B=2 =4 有效水深h2, mh2= = =5 沉砂池容积v, m3V= 取x=30m3/106m3污水,T=2d k2=则V= =6 每个沉斗砂容积V0,m3设每个分格有2个沉沙斗,共4个沉砂斗则V0= =7 沉砂斗尺寸①沉砂斗上口宽a,ma= +a1 式中h/3为斗高取h/3=, a1为斗底宽取,a1=, 斗壁与水平面的倾角55则a= +=②沉砂斗容积V0,m3V0=h/32a2+2aa1+2a12= 2 12 2 1 +2 2 =8 沉砂室高度h3 ,m采用重力排沙,设池底坡度为,坡向砂斗,沉砂室有两部分组成:一部分为沉砂斗,另一部分为沉砂池坡向沉砂斗的过滤部分,沉砂室的宽度为 2L2+a + L2= = =h3=h/3+ L2=+ =9 沉砂池总高度H,m取超高h1=H=h1+h2+h3=++=10验算最小流速Vmin m/s在最小流速时,只用一格工作n1=1Vmin= Qmin= = =s则Vmin= = =s﹥s11 砂水分离器的选择沉砂池的沉砂经排砂装置排除的同时,往往是砂水混合体,为进一步分离出砂和水,需配套砂水分离器清除沉砂的间隔时间为2d,根据该工程的排砂量,选用一台某公司生产的螺旋水分离器;该设备的主要技术性能参数为:进水砂水分离器的流量为1~3L/S ,容积为,进水管直径为100mm, 出水管直径为100mm,配套功率为4、A1/O生物脱氮工艺设计计算1好氧区容积V1V1= 取Y=;Kd=①出水溶解性BOD5;为使出水所含BOD5降到20mg/L,出水溶解性BOD5浓度S 应为:S=20-× ×TSS1-e-kt=20-××20×1-e-×5=mg/L②设计污泥龄;首先确定硝化速率取设计pH=,计算公式:-15 1--Ph-15 ×=××=d-1硝化反应所需的最小污泥龄= = =4;05d选用安全系数K=3;设计污泥龄=K =3×=d③好氧区容积V1,m3V1= =m3⑵好氧区容积V2V2=①需还原的硝酸盐氮量;微生物同化作用去除的总氮NW:NW= =× =mg/L被氧化的NH3-N=进水总氮量-出水氨氮量-用与合成的总氮量=40-8-=mg/L所需脱硝量=进水总氮量-出水总氮量-用与合成的总氮量=40-15-=mg/L 需还原的硝酸盐氮NT=30000×× =534kg/d②反硝化速率=qdn,20 qdn20取 -N/kgMLVSS·d; 取;=×-20=kgNO -N/kgMLVSS③缺氧区容积V2= =m3缺氧区水力停留时间t2= = =d=h⑶曝气池总容积V总,m3V总=V1+V2=+=系统总设计泥龄=好氧池泥龄+缺氧池泥龄=+× =⑷污泥回流比及混合液回流比①污泥回流比R;设SVI=150,回流污泥浓度计算公式:XR= ×r r取XR= ×=8000mg/L混合液悬浮固体浓度XMLSS=4000mg/L污泥回流比R= ×100﹪= ×100﹪=100﹪一般取50﹪~100﹪②混合液回流比R内;混合液回流比R内取决与所要求的脱氮率;脱氮率可用下式粗略估算: = = =﹪r= = =167﹪≈200﹪⑸剩余污泥量生物污泥产量:PX= = =d对存在的惰性物质和沉淀池的固体流失量可采用下式计算:PS=QX1-Xe Q取30000m3/dPs=QX1-Xe=30000×--=1020kg/d剩余污泥量△X=P X+PS=+1020=d去除每1kgBOD5产生的干泥量= = =kgBOD5⑹反应池主要尺寸①好氧反应池;总容积V1=7482;38m3,设反应池2组;单组池容V1单= = =有效水深h=,单组有效面积S1单= = =采用3廊道式,廊道宽b=6m,反应池长度L1= = =52m超高取,则反应池总高H=+=②缺氧反应池尺寸总容积V2=设缺氧池2组,单组池容V2单= =有效水深h=,单组有效面积S2单= = =长度与好氧池宽度相同,为L=18m,池宽= = =17m⑺反应池进,出水计算①进水管;两组反应池合建,进水与流污泥进入进水竖井,经混合后经配渠,进水潜孔进入缺氧池;单组反应池进水管设计流量 Q1=Q= =s管道流速采用v=s;管道过水断面A= = =管径d= = =取进水管管径DN 700mm;校核管道流速v= = =s②回流污泥渠道;单组反应池回流污泥渠道设计流量QR QR=R×Q=1× =s渠道流速v=s;则渠道断面积A= = =则渠道断面b×h=×校核流速v= =s渠道超高取;渠道总高为+=③进水竖井;反应池进水孔尺寸:进水孔过流量Q2=1+R× =1+1× = =s孔口流速v=s孔口过水面积A= = =孔口尺寸取×;进水竖井平面尺寸×;④出水堰及出水竖井;按矩形堰流量公式:Q3= bH =×b×HQ3=1+R =1+1 =Q=sb取H= = =出水孔过流量Q4=Q3=s孔口流速v=s;孔口过水断面积A= = =孔口尺寸取×;出水竖井平面尺寸×;⑤出水管;单组反应池出水管设计流量Q5=Q3=s管道流速v=s;管道过水断面A= = =s⑻曝气系统设计计算①设计需氧量AOR;需氧量包括碳化需氧量和硝化需氧量,并应扣除剩余活性污泥排放所减少BOD5及NH3-N的氧当量此部分用于细胞合成,并未耗氧,同时还应考虑反硝化产生的氧量;AOR=碳化需氧量+硝化需氧量-反硝化脱氮产氧量=去除BOD5需氧量-剩余污泥中BOD5需氧量+NH3-N硝化需氧量-剩余污泥中NH3-N的氧当量-反硝化脱氮产氧量a 碳化需氧量D1D1= -k取,t取5dD1= -×=db 硝化需氧量D2D2=N0-Ne -×﹪×Px=×30000×--×﹪×=dc 反硝化脱氮产生的氧量D3D3=式中,NT为反硝化脱除的硝态氮量,取NT=534kg/dD3=×534=d故总需氧量AOR=D1+D2-D3=+-=h=h最大需氧量与平均需氧量之比为,则:AORmax==×=d=h去除每1kgBOD5的需氧量= = =kgBOD5⑵标准需氧量;采用鼓风曝气,微孔曝气器敷设于池底,距池底,淹没深度,氧转移效率EA=20﹪,将实际需氧量AOR换算成标准状态下的需氧量SORSOR= T取25℃,CL取2mg/L, 取, 取查表得水中溶解氧饱和度:CS20=L,CS25=L空气扩散器出口处绝对压力:Pb=p+×103H p=×105Pa,Pb=×105+×103×=×105Pa空气离开好氧反应池时氧的百分比Ot:Ot= ×100﹪式中,EA为空气扩散装置的氧的转移效率,取EA=20﹪Ot= =﹪好氧反应池中平均溶解氧饱和度:Csm25=Cs25 + =× + =L标准需氧量为:SOR= =d=h相应最大时标准需氧量为:SORmax==×=d=h好氧池反应池平均时供气量为:GS= ×100= ×100=h最大时供气量为:Gsmax==h③所需空气压力p相对压力 p=h1+h2+h3+h4+△hh4取,△h取取h1+h2=p=+++==49kPa可根据总供气量,所需风压,污水量及负荷变化等因素选定风机台数,进行风机与机房设计;③曝气器数量计算以单组反应池计算;a 按供氧能力计算曝气器数量; h1=采用微孔曝气器,参照有关手册,工作水深,在供风量q=1~3m3h·个时,曝气器氧利用率EA=20%,服务面积~,2,充氧能力qc=h·个,则:h1= =2049个b 以微孔曝气器服务面积进行校核f= = =<④供风管道计算;供风管道指风机出口至曝气器的管道;a 干管;供风干管采用环状布置;流量QS=×Gsmax=×=h流速v=10m/s管径d= = =取干管管径为DN400mm;b 支管;单侧供气向单侧廊道供气支管布气横管:QS单= × = ×=h流速v=10m/s;管径d= = =取支管管径为DN250mm;双侧供气:QS双= = ×=h流速v=10m/s;管径d= = =取支管管径为DN400mm;⑽缺氧池设备选择缺氧池分成三格串联,每格内设一台机械搅拌器;缺氧池内设3台潜水搅拌机,所需功率按5W/m3污水计算;厌氧池有效容积V单=17×18×=混合全池污水所需功率N单=×5=6273W⑾污泥回流设备选择污泥回流比R=100%污泥回流量QR=RQ=30000m3/d=1250m3/h设回流污泥泵房1座,内设3台潜污泵2用1备;单泵流量QR单==×1250=625m3/h水泵扬程根据竖向流程确定;⑿混合液回流泵混合液回流比R内=200%混合液回流量QR=R内Q=2×30000=60000m3/d=2500m3/h每池设混合液回流泵2台,单泵流量QR单= =625m3/h混合液回流泵采用潜污泵;5、向心辐流式二次沉淀池1沉淀池部分水面面积F最大设计流量Qmax=s=1800m3/h采用两座向心辐流式二次沉淀池,表面负荷取m2·h 则F= = =1125m22池子直径DD= = =取D=38m3校核堰口负荷q′q′= = =<〔L/s·m〕4校核固体负荷GG= = =〔kg/m2·d〕符合要求5澄清区高度h2′设沉淀池沉淀时间t=h2′= =qt= =2m6污泥区高度h2′′h2′′= = =⑺池边水深h2h2= h2′+h2′′+=2++=8污泥斗高h4 设污泥斗底直径D2=,上口直径D1=,斗壁与水平夹角60°则h4= tan60°= tan60°=9池总高H 二次沉淀池拟采用单管吸泥机排泥,池底坡度取,排泥设备中心立柱的直径为;池中心与池边落差 h3= =018m超高h1= 故池总高H=h1+h2+h3+h4=+++=10流入槽设计采用环行平底糟,等距设布水孔,孔径50mm,并加100mm长短管①流入槽设流入槽宽B=槽中流速取s槽中水深h=②布水孔数n 取t=650s,Gm20s-1,水温20℃时v= m2/s布水孔平均流速vn= = =s布水孔数n= 个③孔距④校核Gmv1=v2=Gm= = 在10~30之间合格二、污泥处理系统1、浓缩池1浓缩池面积A剩余污泥量 =d 污泥固体通量选用30kg/m2·dA= m2⑵浓缩池直径D设计采用n=1个圆形辐流池浓缩池直径D= 取D=11m⑶浓缩池深度H浓缩池工作部分的有效水深h2= 式中取T=15hQW= 取C0=6kg/m3=则h2=超高h1= 缓冲层高度h3= 浓缩池设机械刮泥坡底坡度 i=1/20 污泥斗下底直径D1= 上底直径D2=池底坡度造成的深度h4= =污泥斗高度h5=浓缩池深度H=h1+h2+h3+h4+h5=++++=2、污泥泵共设污泥泵两台,一用一备单泵流量Q =424m3/d=h3、污泥脱水间进泥量 =424m3/d=h出泥饼GW=68t/d泥饼干重W=18t/d选用DY—3000带式脱水机,带宽3m,处理能力为600kg干/h,选用三台;。
AO工艺参数及影响
工艺运行参数的控制以及对水处理效果的影响A/O工艺运行过程中所需控制的主要参数有水力停留时间、pH值、水温、原水成分、%、污泥容积指数SVI、污泥龄、食微比F/M、溶解氧DO、活性污泥浓度MLSS、沉降比SV30污泥回流比%以及混合液回流比%等;只有合理调控这些控制参数,才能很好地保证活性污泥处理工艺的正常、高效运行;1水力停留时间HRT:水力停留时间HRT的长短直接影响氨氮和硝酸盐的去除效率,一般应根据设计所要求对氮的去除率决定相应的水力停留时间;在给定进出水氨氮或硝酸盐氮浓度的情况下,硝化或反硝化反应所需的最小水力停留时间可按照下式估计:硝化反应:反硝化反应:在给定氨氮负荷条件下,缩短HRT,硝化反应的效率显着下降,当HRT小于5h时,出水中氨氮浓度显着增加;经估算及经验得出最佳水力停留时间为:反硝化t≤2h,硝化t≥6h,当硝化水力停留时间与反硝化水力停留时间为3:1时,氨氮去除率达到70%~80%;2pH值:A/O工艺中pH值的控制不但是排放水要求的控制,更是对活性污泥法主体微生物生长条件的要求;A/O工艺中的生物脱氮过程包括硝化和反硝化两个过程:硝化过程起主要作用的微生物是硝化细菌;反硝化过程起主要作用的微生物是反硝化细菌;硝化反应是指氨态氮在硝化菌的作用下分解氧化的过程;硝化菌是指亚硝酸菌和硝酸菌,是化能自养菌,硝化菌对pH值的变化非常敏感,在硝化反应过程中,将释放出H+离子浓度增高,从而使pH值下降,影响硝化反应速度,为了保持适宜的pH值,应当在污水中保持足够的碱度,以保证对在反应过程中pH值的变化,起到缓冲的作用;而最佳pH值是~,在这一最佳pH值条件下,硝化速度,硝化菌最大的比增殖速度可达最大值;碱度的调整方案一般采用的首要方法是酸碱废水中和法,或者直接向所需处理污水中投加药剂:污水呈酸性时投加氢氧化钙、石灰或氧化镁等;污水厂只是在进水和出水口设置了pH值在线监测仪,并没有在A/O生化池内设置pH 值在线监测仪,这样就无法准确了解生化池内pH值的变化情况,以致无法了解生化池的脱氮效果如何;的过程;反硝化反应是指硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮N2反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌的细菌;反硝化菌对pH值的变化也是很敏感的,反硝化菌最适宜的pH值是~,在这个pH值范围内,反硝化速率最高,当pH值高于8或低于6时,反硝化速率将大为下降;所以,A/O工艺中硝化最佳pH值为~,反硝化最佳pH值为~;3温度:A/O工艺中硝化反应的适宜温度是20~30℃,15℃以下时,硝化速度下降,5℃时完全停止;反硝化反应的适宜温度是20~40℃,低于15℃时,反硝化菌的增殖速率降低,代谢速率也降低,从而降低了反硝化速率;大多数污水厂的生化池都是露天建设的,在北方,夏天的温度在20~40℃范围内变化,对硝化及反硝化过程都比较适合,而冬季的温度则比较低,所以处理效率不如夏季处理效果好;在冬季低温季节,为了保持一定的反应速率,应考虑提高反应系统的污泥龄生物固体平均停留时间:污泥龄的长短可以通过排放剩余污泥量来进行控制;提高污水的停留时间:污泥回流比控制的低些,可以延长污水在曝气池内的停留时间;降低负荷率:混合液回流比控制的高些,就可以降低污泥负荷率了;-, 4原污水总氮浓度TN:由于在硝化反应过程中每去除1mg氨氮就需要的无机HCO3故必须为硝化反应提供相应的无机碳源以满足硝化细菌的代谢需求;在实际水处理过程中,当氨氮含量较高时,无机碳的浓度往往不能满足微生物的需求,从而限制了硝化反应的进行和脱氮效率;也即A/O工艺过高的总氮浓度会抑制硝化反应,所以要求原污水总氮浓度TN<30mg/L;5食微比F/M:F值比作食物,M值比作微生物,即MLSS,是活性污泥浓度的意思,就是活性污泥存在的数量;来表示的;食微比F/M实际应用中是以BOD—污泥负荷率Ns式中 Q——污水流量m3/d;V——曝气容积m3;X——混合液悬浮固体MLSS浓度mg/L;——进水有机物BOD浓度mg/L;La公式本身所表达的含义是:在一天内进入处理系统的有机物量与已有的活性污泥量的比值关系;A/O工艺中最佳食微比为~kgMLSS·d;食微比过低,相应的活性污泥浓度处在一个过剩的范围内,这部分过剩的活性污泥越多,消耗额外的溶解氧就越多了,以致曝气消耗增大;食微比过高,活性污泥浓度过快下降;如何控制合理的排泥,将食微比控制在合理的范围内,就需要积累排泥的经验数据,特别是不同活性污泥浓度情况下的排泥情况;喀左污水厂根据沉降比以及出水情况改变污泥回流量及混合液回流量控制着活性污泥浓度;6溶解氧DO:活性污泥法工艺的微生物皆以耗氧菌为主体,缺乏溶解氧的时候首先影响的是处理效率,更甚者会对整个活性污污泥系统产生抑制,使恢复周期延长;而过度的溶解氧也会影响出水水质;就其控制而言就显得尤为重要;氧是硝化反应过程中的电子受体,反应器内溶解氧高低,必将影响硝化反应的过程,在进行硝化反应的曝气池内,溶解氧含量不能低于1mg/L;反硝化菌是异养兼性厌氧菌,只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下,它们才能够利用这些离子中的氧进行呼吸,使硝酸盐还原;如反应器内溶解氧较高,将使反硝化菌利用氧进行呼吸,抑制反硝化菌体内硝酸盐还原酶的合成,或者氧成为电子受体,阻碍硝酸氮的还原;但是,另一方面,在反硝化菌体内某些酶系统组分只有在有氧条件下,才能合成,这样,反硝化菌以在厌氧、好氧交替的环境中生活为宜,溶解氧应控制在L 以下;所以,A/O工艺中的溶解氧控制要求O段大于1mg/L;A段小于L;喀左污水厂溶解氧的监控测点位置有4个,分别在A 段和O 段首末端,每天每两个小时在线监测一次,这样能够准确及时地掌握溶解氧变化,来判断污水处理效果好坏,以便适时作出调整;7活性污泥浓度MLSS :活性污泥浓度是曝气池生化池出口端混合液悬浮固体的含量,单位是mg/L,它是计量曝气池中活性污泥数量多少的指标,包括:①活性微生物;②吸附在活性污泥上不能为生物降解的有机物;③微生物自身氧化的残留物;④无机物;这四者包括了的总量,实际操作中常以它作为相对计量活性污泥微生物量的指标;A/O 工艺污泥浓度一般要求大于3000mg/L,否则脱氮效率下降;8沉降比SV 30%:取曝气池末端混合液100mL 于100mL 的量筒中,静止30min 后,沉淀的活性污泥体积占整个混合液的体积比例即为活性污泥的沉降比;沉降比作为现场监测活性污泥系统运行状况最简易、有效的方法,此控制指标对整个活性污泥系统故障的及早发现具有重要的参考价值,可以说活性污泥沉降比是所有操作控制指标中最具操作参考意义的;SV 30%的正常范围是15~30%,低于15%,说明活性污泥浓度过低,需要增加回流比,高于30%,说明活性污泥浓度过高,需要减小回流比;9污泥容积指数SVI :活性污泥容积指数是指在曝气池末端去悬浮固体混合液倒入1000mL 量筒中,静止30min,1g 活性污泥干污泥所占的容积;SVI=SV 30/MLSS因为活性污泥浓度的人为可控性好,而活性污泥沉降性人为可控性差,所以,SVI 值只是活性污泥松散性型的表现指标,不具备对活性污泥直接调整的操作性;10污泥龄:污泥龄是指曝气池中工作的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥的比值,在稳定运行时,剩余污泥量就是新增长的活性污泥量;因此污泥龄也是新增长的活性污泥在曝气池中的平均停留时间,或者理解为活性污泥总量增长一倍所需要的时间;就活性污泥主体的微生物而言,其生命周期也是存在的,在不断地增殖、死亡交替过程中,也完成了对有机污染物的去除;污泥龄是一个非常重要的控制指标;硝化细菌的增值速度较慢,世代时间较长,培养硝化细菌需要足够长的污泥龄,为了使硝化反应充分进行,硝化细菌在曝气池的停留时间即污泥龄就应不小于其世代时间,在实际工程设计中,考虑到负荷等因素的变化,A/O 工艺中污泥龄应达到15d 以上;污泥龄与曝气池相关参数的关系可以用下式表示:污泥龄t QX VX 2124式中 V ——曝气池容积m ;X 1——曝气池混合液悬浮固体MLSS 浓度mg/L ;X 2——回流活性污泥混合液悬浮固体MLSS 浓度mg/L ;Q ——废弃活性污泥排泥流量m 3/h ;24——计算值为小时,换算为天;以上公式中,如果确定了要控制的污泥龄就可以方便的推算出废弃活性污泥时排泥的流量了;这里特别要注意MLSS值,作为回流活性污泥的浓度,理论上总比曝气池混合液的活性污泥浓度要高,通常要高出一倍以上,如果低于一倍的浓度,就应该检查活性污泥是否过于松散了;11活性污泥回流比r%:把回流的活性污泥混合液流量与进入曝气池首端的污水流量的比值称为活性污泥回流比,单位是“%”;活性污泥回流是指流入二沉池的沉降活性污泥需要重新抽升到曝气池首端,与在曝气池首端入流的污水进行混合,以达到吸附降解有机物的目的;活性污泥的回流是用于补充曝气池活性污泥的浓度,在整个曝气池范围内达到首末段的活性污泥循环流动和降解;12混合液回流比:混合液回流比是指混合液回流量与入流污水量之比,一般用R表示;混合液回流比不仅影响脱氮效率,而且影响动力消耗;脱氮率η—TN去除率与混合液回流比R间存在下列关系:据某资料对A/O系统的脱氮率与回流比的关系也用下式表示:式中:η—TN去除率%;r,R—分别为沉淀池污泥回流比及硝化混合液回流比;Q—原污水进水流量;一般,R≤50%,脱氮效率η很低;R<200%,η随R的上升而显着上升;当R>200%后,η上升比较缓慢,一般混合液回流比控制在200%~400%;表4 混合液回流比对脱氮效率的影响。
污水处理中AO工艺的设计参数
污水处理中AO工艺的设计参数AO工艺是一种常用的污水处理工艺,其主要通过一系列的生物反应器来去除污水中的有机物和氨氮等污染物。
在设计AO工艺时,需要考虑以下几个参数:1.污水处理量:AO工艺的设计首先要确定污水处理量,即单位时间内需要处理的废水流量。
根据实际情况确定处理量可以保证工艺稳定运行和满足环保要求。
2.污水水质:针对不同的污水水质,需要调整AO工艺的参数,以保证其处理效果。
首先要了解污水中的有机物含量、氨氮含量等参数,并根据水质情况进行相应的调整。
3.反应器类型:AO工艺通常包括好氧反应器(A)和厌氧反应器(O)两个部分。
好氧反应器主要用于有机物降解和氨氮氧化,厌氧反应器则用于硝化反硝化作用。
根据处理需求和水质特点,确定反应器的类型和数量,以达到最佳的处理效果。
4.氧气供应:在好氧反应器中,氧气供应是至关重要的。
可以通过机械通风或使用曝气装置来供应氧气,以满足好氧反应器中微生物的需氧条件。
氧气供应量的大小需要根据水质情况和处理需求进行调整,以防止氧传质限制和能耗过高。
5.温度控制:温度是影响AO工艺效果的重要因素之一、生物反应器中的微生物对温度敏感,因此需要保持适宜的反应器温度。
一般来说,好氧反应器的温度应在20-35摄氏度之间,厌氧反应器的温度应在30-40摄氏度之间。
通过合理的温度控制,可以促进微生物的生长和降解作用。
6.水力负荷:水力负荷是指单位面积反应器所承受的废水流量。
在设计AO工艺时,需要根据水质和反应器的尺寸来确定合适的水力负荷。
水力负荷的合理控制可以避免反应器内过度混合和氧气传质限制等问题。
7.固体滞留时间:固体滞留时间是指废水在生物反应器内停留的时间。
固体滞留时间的大小直接影响微生物的降解效果和反应器的处理能力。
一般来说,AO工艺中的好氧反应器固体滞留时间为4-8小时,厌氧反应器固体滞留时间为8-12小时。
8.pH值控制:pH值是指废水中氢离子的浓度。
不同微生物对pH值有不同的需求,因此在AO工艺中需要控制废水的pH值。
AO工艺设计计算公式
A/O工艺设计参数ﻫ①水力停留时间:硝化不小于5~6h;反硝化不大于2h,A段:O段=1:3ﻫ②污泥回流比:50~100%ﻫ③混合液回流比:300~400%④反硝化段碳/氮比:BOD5/TN>4,理论BOD消耗量为1、72gBOD/gNOx-—Nﻫ⑤硝化段得TKN/MLSS负荷率(单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化得凯氏氮):<0、05KgTKN/KgMLSS·d⑥硝化段污泥负荷率:BOD/MLSS〈0、18KgBOD5/KgMLSS·d⑦混合液浓度x=3000~4000mg/L(MLSS)⑧溶解氧:A段DO〈0、2~0、5mg/LO段DO>2~4mg/L⑨pH值:A段pH =6、5~7、5O段pH =7、0~8、0⑩水温:硝化20~30℃反硝化20~30℃⑾ 碱度:硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g,消耗碱度7.1g(以CaCO3计)。
反硝化反应还原1gNO3—-N将放出2.6g氧,生成3.75g碱度(以CaCO3计)⑿需氧量Ro--单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需得氧量称为需氧量(KgO2/h)。
微生物分解有机物需消耗溶解氧,而微生物自身代谢也需消耗溶解氧,所以Ro应包括这三部分。
Ro=a’QSr+b'VX+4、6Nra’─平均转化1Kg得BOD得需氧量KgO2/KgBODb'─微生物(以VSS计)自身氧化(代谢)所需氧量KgO2/KgVSS·d.上式也可变换为:Ro/VX=a’·QSr/VX+b’ 或 Ro/QSr=a’+b'·VX/QSrSr─所去除BOD得量(Kg)Ro/VX─氧得比耗速度,即每公斤活性污泥(VSS)平均每天得耗氧量KgO2/KgVSS·dRo/QSr─比需氧量,即去除1KgBOD得需氧量KgO2/KgBODﻫ由此可用以上两方程运用图解法求得a’b’ﻫNr-被硝化得氨量kd/d 4、6—1kgNH3-N转化成NO3-所需得氧量(KgO2)几种类型污水得a’ b’值⒀供氧量─单位时间内供给曝气池得氧量,因为充氧与水温、气压、水深等因素有关,所以氧转移系数应作修正。
AO工艺参数及影响
工艺运行参数的控制以及对水处理效果的影响A/O 工艺运行过程中所需控制的主要参数有水力停留时间、pH 值、水温、原水成分、食微比(F/M )、溶解氧(DO )、活性污泥浓度(MLSS)、沉降比(SV 30%)、污泥容积指数(SVI )、污泥龄、污泥回流比(%)以及混合液回流比(%)等.只有合理调控这些控制参数,才能很好地保证活性污泥处理工艺的正常、高效运行。
(1)水力停留时间HRT :水力停留时间(HRT )的长短直接影响氨氮和硝酸盐的去除效率,一般应根据设计所要求对氮的去除率决定相应的水力停留时间.在给定进出水氨氮或硝酸盐氮浓度的情况下,硝化或反硝化反应所需的最小水力停留时间可按照下式估计:硝化反应:[][][][]微生物的浓度氨氮的比去除率度稳态时出水中的氨氮浓进水中的氨氮浓度⨯-=HRT 反硝化反应:[][][][]微生物的浓度硝酸盐氮的比去除率氮浓度稳态时出水中的硝酸盐进水中的硝酸盐氮浓度⨯-=HRT 在给定氨氮负荷条件下,缩短HRT ,硝化反应的效率显著下降,当HRT 小于5h 时,出水中氨氮浓度显著增加。
经估算及经验得出最佳水力停留时间为:反硝化t≤2h ,硝化t≥6h,当硝化水力停留时间与反硝化水力停留时间为3:1时,氨氮去除率达到70%~80%。
(2)pH 值:A/O 工艺中pH 值的控制不但是排放水要求的控制,更是对活性污泥法主体微生物生长条件的要求.A/O 工艺中的生物脱氮过程包括硝化和反硝化两个过程:硝化过程起主要作用的微生物是硝化细菌;反硝化过程起主要作用的微生物是反硝化细菌.硝化反应是指氨态氮在硝化菌的作用下分解氧化的过程。
硝化菌是指亚硝酸菌和硝酸菌,是化能自养菌,硝化菌对pH 值的变化非常敏感,在硝化反应过程中,将释放出H +离子浓度增高,从而使pH 值下降,影响硝化反应速度,为了保持适宜的pH 值,应当在污水中保持足够的碱度,以保证对在反应过程中pH 值的变化,起到缓冲的作用。
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污水处理A/O工艺设计参数1.HRT水力停留时间:硝化不小于5~6h;反硝化不大于2h,A段:O段=1:3在 A/O工艺中,好氧池的作用是使有机物碳化和使氮硝化;缺氧池的作用是反硝化脱氮,故两池的容积大小对总氮的去除率极为重要。
A/O的容积比主要与该废水的曝气分数有关。
缺氧池的大小首先应满足NO3--N利用有机碳源作为电子供体,完成脱氮反应的需要,与废水的碳氮比,停留时间、回流比等因素相应存在一定的关系。
借鉴于类似的废水以及正交试验,己内酷胺生产废水的A/0容积比确定在1:6左右,较为合适。
而本设计的A/ 0容积比为亚:2,缺氧池过大,导致缺氧池中的m(BOD)/m (NO3--N)比值下降,当比值低于1.0时,脱氮速率反趋变慢。
另外,缺氧池过大,废水停留时间过长,污泥在缺氧池内沉积,造成反硝化严重,经常出现大块上浮死泥,影响后续好氧处理。
后将A/O容积比按1:6改造,缺氧池运行平稳。
1.1、A/O除磷工艺的基本原理A/O法除磷工艺是依靠聚磷菌的作用而实现的,这类细菌是指那些既能贮存聚磷(poly—p)又能以聚β—羟基丁酸(PHB)形式贮存碳源的细菌。
在厌氧、好氧交替条件下运行时,通过PHB与poly—p的转化,使其成为系统中的优势菌,并可以过量去除系统中的磷。
其中聚磷是若干个基团彼此以氧桥联结起来的五价磷化合物,亦被称为聚磷酸盐,其特点是:水解后生成溶解性正磷酸盐,可提供微生物生长繁殖所需的磷源;当积累大量聚磷酸盐的细菌处于不利环境时,聚磷酸盐可分解释放能量供细菌维持生命。
聚β—羟基丁酸是由多个β—羟基丁酸聚合而成的大分子聚合物,当环境中碳源物质缺乏时,它重新被微生物分解,产生能量和机体生长所需要的物质。
这一作用可分为两个过程:厌氧条件下的磷释放过程和好氧条件下的磷吸收过程。
厌氧条件下,通过产酸菌的作用,污水中有机物质转化为低分子有机物(如醋酸等),聚磷菌则分解体内的聚磷酸盐释放出磷酸盐及能量,同时利用水中的低分子有机物在体内合成PHB,以维持其生长繁殖的需要。
研究发现,厌氧状态时间越长,对磷的释放越彻底。
好氧条件下,聚磷菌利用体内的PHB及快速降解COD产生的能量,将污水中的磷酸盐吸收到细胞内并转变成聚磷贮存能量。
好氧状态时间越长,对磷的吸收越充分。
由于好氧状态下微生物吸收的磷远大于厌氧状态下微生物释放出的磷,随着厌氧—好氧过程的交替进行,微生物可以在污泥中形成稳定的种类并占据一定的优势,磷就可以通过系统中剩余污泥的排放而去除(见图1)。
图1 A/O除磷工艺中P、BOD降解曲线研究发现:同时进行生物脱氮除磷工艺难以达到理想效果,因而A/O除磷工艺已经在城市污水处理的生产运行中被广泛使用。
1.2、停留时间的控制污水在系统中停留的时间越长,投资越大,运行成本也越高,合理地控制污水在系统中的停留时间对实际生产应用十分重要。
A、厌氧段停留时间磷的过量摄取与磷的释放量关系很大,一般来说,释放越彻底,则好氧段磷的吸收越充分。
但是,如果要使磷的厌氧释放比较彻底,则需提高厌氧段停留时间,这样一方面要增加造价,另一方面还会发生磷的无效释放,因此,确定适当的厌氧段停留时间是很重要的。
图2是污水在厌氧状态下的磷释放曲线,图中四条曲线分别表示厌氧进水处不同TP浓度时TP随t的变化。
可以看到,污水在厌氧段停留2 h左右就可以使磷的释放达到一定程度,此后磷的释放很缓慢。
图2 厌氧释磷与停留时间关系B、好氧段停留时间好氧段停留时间对于除磷也是一个较为重要的参数。
磷在好氧段的吸收受到吸收速率与吸收量等很多因素的限制。
但一般来说,在好氧段停留2.5~3 h后总磷一般可以降到1 mg/L以下,3.0~4.0 h后降到0.5 mg/L以下(见图3)。
图中四条曲线分别表示好氧段进水处不同TP浓度时TP随t的变化。
图3 好氧吸磷与停留时间关系因此,一般情况下好氧段停留时间保持在3.0~4.0 h为宜,有时考虑到有机物的降解与去除,适当延长停留时间到4.0~5.0 h,就可以基本保证出水水质。
从以上分析中可以看出,厌氧、好氧段停留时间比在1∶2~1∶2.5比较适宜。
C、二沉池停留时间二沉池的停留时间由下式确定:t=AH/Q式中H —二沉池有效水深,mA—二沉池表面积,m2Q—污水最大日平均时进水量,m3/h但在实际运行时可适量通过污泥回流比进行调节。
加大回流则t缩短,减少回流则t延长。
在A/O除磷工艺系统中,对二沉池的停留时间应严格控制,否则将会由于停留时间过长而导致磷在二沉池及剩余污泥处理系统中过量释放,从而影响除磷效果。
为了确定合理的停留时间,在A/O池出口处对混合液磷的释放进行一段时间的释磷测试,结果见表1。
表1 A/O池出口处混合液的磷释放测试结果mg/Lt(h) 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 24.0 48.0 TP0TP0.03 0.05 0.11 0.34 1.06 1.53 4.10 5.80 7.50 8.20 4.940.02 0.03 0.04 0.38 1.77 2.49 5.01 7.20 8.00 8.60 7.770.03 0.04 0.39 0.74 2.18 2.53 5.17 6.60 7.50 8.80 5.690.02 0.03 0.21 0.52 1.74 1.90 4.82 6.20 7.30 8.56 14.8 22.2 7.860.02 0.11 0.52 1.54 4.06 6.61 8.35 11.8 21.3 5.600.03 0.23 0.53 1.75 4.37 7.86 9.00 14.5 25.6 5.98注t——混合液静沉时间 TP——上清液总磷浓度 TP0——进水总磷浓度通过测试发现,污泥在缺少营养物质条件下(简称为缺养条件)磷的释放完全不同于在营养物质丰富条件下(简称为富养条件)磷的释放。
前者进行较缓慢,同样处于厌氧状态,缺养条件下磷的释放在开始2 h内进行得特别缓慢,之后释放速度逐渐加快,至完全释放需要很长时间;后者进行比较快,在富养条件下磷的释放一开始就很快,经过2 h左右便达到最佳的完全释放状态。
可以认为:污水在二沉池的短暂停留不会造成磷的大量释放,影响除磷效果。
在A/O生物除磷工艺中,二沉池的停留时间可以控制在2 h左右2.污泥回流比:30~100%,具体根据污泥生长所处阶段确定,保证污泥浓度在设计浓度左右混合液回流比:300~400%,混合液回流主要目的是将硝化作用下产生的氨氮送到A段进行反硝化,生成氮气,从而降低总排水氨氮浓度。
所以回流比除要调节平衡污泥浓度外,还有促进反硝化反应顺利进行的目的。
回流比(R)也是A/O系统运行中的一个重要控制参数,包括混合液回流比(R)和污泥回流比(r)。
混合液回流的作用是向缺氧池提供硝态氮. 作为反硝化的电子受体;污泥回流的作用主要是保持系统的污泥平衡。
前置反硝化A/O工艺要求大部分混合液回流到缺氧池,以确保反硝化的正常进行,因此回流比的大小直接影响系统的脱氮效果。
回流比太小,则出水NO3--N偏高,大部分硝态氮随终沉池出水流出;无足够的硝态氮供反硝化,势必影响脱氮效率,且废水中有机碳源不能充分利用。
一般认为回流比越大,脱氮效率越高,其实不然,当回流比过高,则不仅多耗费动力,还会因回流量增加,导致缺氧池中m(BOD5)/m(NO3--N)比值下降,若低于1.0时,脱氮速率反趋变慢。
我们分别在回流比在2,3,4三种情况下进行运行比较,当回流比控制在4时,去降率可达到91.3%,脱氮效果好。
3.反硝化段碳/氮比:BOD5/TN>4,理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N4.硝化段的TKN/MLSS负荷率(单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮):<0.05KgTKN/KgMLSS·d5.硝化段污泥负荷率:BOD/MLSS<0.18KgBOD5/KgMLSS·d污泥负荷:生物脱氮是在COD cr,BOD5充分去除的基础上才发生的,若污泥负荷过高,则曝气池仅产生有机物氧化反应而不产生硝化反应,因此要保持较高的脱氮效率,污泥负荷必须控制在一定范围内。
当进水的COD cr浓度高,污泥负荷超过0.25kg [BOD5]/(kg[MLSS]·d)时,好氧池中的异养菌增多,使得硝化细菌的增殖受到限制,使硝化反应不完全。
后来,在匀质池进口外增加 2根 DNO稀释水管线,保证了进水浓度的相对稳定,污泥负荷稳定控制在 0.25 kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)以下,脱氮效果很好,NH3-N去除率由50%上升到90%以上。
COD cr,BOD5去除率分别为 95%,99%左右。
硝化负荷:硝化负荷将影响氨氮的转化,负荷太大,硝化反应不完全,脱氮效果变差。
当硝化负荷超过0.10 kg[NH3-N]/(kg[MLSS]·d)时,出水NH3-N明显上升,去除率急剧下降,活性污泥结构松散,终沉池污泥成颗粒状随水带出。
当发现硝化负荷高时,可采取减少进水量,降低硝化负荷;适当提高匀质池 COD cr的浓度,保持 m(C):m(N)= 6:l左右,这个比例能使硝化菌较快地增长;为保持曝气池适当污泥浓度和增加供氧,可将污泥全部回流至曝气池。
根据经验,硝化负荷控制在0.04-0.06 kg[NH3-N」/(kg[MLSS]·d)范围内,脱氮效果好,NH3-N去除率在85%以上。
6.混合液浓度x=3000~4000mg/L(MLSS)普通生活废水取高值,部分生化性能较差工业废水,MLSS取值3000以下7.溶解氧(重点项目):A段DO<0.2~0.5mg/L,O段DO>2~4mg/L。
生物硝化脱氮处理,氨氮硝化需氧量很大,曝气池内必须供给足够的溶解氧,硝化反应才能正常进行。
通常当曝气池内溶解氧质量浓度在2~6mg/L时,硝化率与溶解氧质量浓度关系不大,如果在 2 mg/L以下,溶解氧浓度就成了硝化反应的抑制因素。
根据运行经验,装置要保持NH3-N有较好的去除效果,曝气池内溶解氧的质量浓度应保持在2.0-4.0 mg/L范围内。
8.PH值:A段pH =6.5~7.5,O段pH =7.0~8.0。
pH值对硝化和反硝化都有一定的影响,由于在硝化过程中有H+产生,水的pH值将下降,要使硝化过程正常稳定运行,曝气池混合液必须有足够的碱度。
以保证硝化作用完成以后,水中尚有30~50 mg/L剩余碱度为宜。
根据运行经验,pH值控制在8~8.4范围内是硝化速率的高效反应区。
9.水温:硝化20~30℃,反硝化20~30℃。
10.碱度:硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g,消耗碱度7.1g(以CaCO3计)。