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脱氮除磷在设计规范中的经验值汇总

1、脱氮除磷水质的要求



1、污水的五日生化需氧量与总凯氏氮之比是影响脱氮效果的重要因素之一。异养性反硝化菌在呼吸时,以有机基质作为电子供体,硝态氮作为电子受体,即反硝化时需消耗有机物。青岛等地污水厂运行实践表明,当污水中五日生化需氧量与总凯氏氮之比大于4时,可达理想脱氮效果;五日生化需氧量与总凯氏氮之比小于4时,脱氮效果不好。五日生化需氧量与总凯氏氮之比过小时,需外加碳源才能达到理想的脱氮效果。外加碳源可采用甲醇,它被分解后产生二氧化碳和水,不会留下任何难以分解的中间产物。由于城市污水水量大,外加甲醇的费用较大,有些污水厂将淀粉厂、制糖厂、酿造厂等排出的高浓度有机废水作为外加碳源,取得了良好效果。当五日生化需氧量与总凯氏氮之比为4或略小于4时,可不设初次沉淀池或缩短污水在初次沉淀池中的停留时间,以增大进生物反应池污水中五日生化需氧量与氮的比值。



2、生物除磷由吸磷和放磷两个过程组成,积磷菌在厌氧放磷时,伴随着溶解性可快速生物降解的有机物在菌体内储存。若放磷时无溶解性可快速生物降解的有机物在菌体内储存,则积磷菌在进入好氧环境中并不吸磷,此类放磷为无效放磷。生物脱氮和除磷都需有机碳,在有机碳不足,尤其是溶解性可快速生物降解的有机碳不足时,反硝化菌与积磷菌争夺碳源,会竞争性地抑制放磷。




污水的五日生化需氧量与总磷之比是影响除磷效果的重要因素之一。若比值过低,积磷菌在厌氧池放磷时释放的能量不能很好地被用来吸收和贮藏溶解性有机物,影响该类细菌在好氧池的吸磷,从而使出水磷浓度升高。广州地区的一些污水厂,在五日生化需氧量与总磷之比为17及以上时,取得了良好的除磷效果。

3、若五日生化需氧量与总凯氏氮之比小于4,难以完全脱氮而导致系统中存在一定的硝态氮的残余量,这样即使污水中五日生化需氧量与总磷之比大于17,其生物除磷的效果也将受到影响。

4、一般地说,积磷菌、反硝化菌和硝化细菌生长的***佳pH在中性或弱碱性,当pH偏离***佳值时,反应速度逐渐下降,碱度起着缓冲作用。污水厂生产实践表明,为使好氧池的pH维持在中性附近,池中剩余总碱度宜大于70mg/L。每克氨氮氧化成硝态氮需消耗7.14g碱度,大大消耗了混合液的碱度。反硝化时,还原1g硝态氮成氮气,理论上可回收3.57g碱度,此外,去除1g五日生化需氧量可以产生0.3g碱度。出水剩余总碱度可按下式计算,剩余总碱度=进水总碱度+0.3×五日生化需氧量去除量+3×反硝化脱氮量-7.14×硝化氮量,式中3为美国EPA推荐的还原1g硝态氮可回收3g碱度。当进水碱度较小,硝化消耗碱度后,好氧池剩余碱度小于70mg/L,可增加缺氧池容积,以增加回收碱度量。在要求硝化的氨氮量较多时,可布置成多段缺氧/好氧形式。在该形式下,***个好氧池仅氧化部分氨氮,消耗部分碱度,经第二个缺氧池回收碱度后再进入第二个好氧池消耗部分碱度,这样可减少对进水碱度的需要量。

2、生物脱氮的经验值


生物脱氮由硝化和反硝化两个生物化学过程组成。氨氮在好氧池中通过硝化细菌作用被氧化成硝态氮,硝态氮在缺氧池中通过反硝化菌作用被还原成氮气逸出。硝化菌是化能自养菌,需在好氧环境中氧化氨氮获得生长所需能量;反硝化菌是兼性异养菌,它们利用有机物作为电子供体,硝态氮作为电子***终受体,将硝态氮还原成气态氮。由此可见,为了发生反硝化作用,必须具备下列条件:(1)有硝态氮;(2)有有机碳;(3)基本无溶解氧(溶解氧会消耗有机物)。为了有硝态氮,处理系统应采用较长泥龄和较低负荷。缺氧/好氧法可满足上述要求,适于脱氮。

生物脱氮的主要设计参数



项   目
单位
参数值
BOD污泥负荷Ls
kgBOD5/(kgMLSS·d)
0.05~0.15
总氮负荷率
kgTN/(kgMLSS·d)
≤0.05
污泥浓度(MLSS)X
g/L
2.5~4.5
污泥龄θC
d
11~23
污泥产率Y
kgVSS/kgBOD5
0.3~0.6
需氧量O2
kgO2/kgBOD5
1.1~2.0
水力停留时间HRT
h
9~22
其中缺氧段2~10h
污泥回流比 R
%
50~100
混合液回流比 Ri
%
100~400
总处理效率η
%
90~95(BOD5)
%
60~85(TN)




3、生物除磷的经验值


生物除磷必须具备下列条件:(1)厌氧(无硝态氮);(2)有有机碳。厌氧/好氧法可满足上述要求,适于除磷。

1、在厌氧区(池)中先发生脱氮反应消耗硝态氮,然后积磷菌释放磷,释磷过程中释放的能量可用于其吸收和贮藏溶解性有机物。若厌氧区(池)停留时间小于1h,磷释放不完全,会影响磷的去除率,综合考虑除磷效率和经济性,规定厌氧区(池)停留时间为1~2h。在只除磷的厌氧/好氧系统中,由于无硝态氮和积磷菌争夺有机物,厌氧池停留时间可取下限。

2、活性污泥中积磷菌在厌氧环境中会释放出磷,在好氧环境中会吸收超过其正常生长所需的磷。通过排放富磷剩余污泥,可比普通活性污泥法从污水中去除更多的磷。由此可见,缩短泥龄,即增加排泥量可提高磷的去除率。以除磷为主要目的时,泥龄可取3.5~7.0d。



3、除磷工艺的剩余污泥在污泥浓缩池中浓缩时会因厌氧放出大量磷酸盐,用机械法浓缩污泥可缩短浓缩时间,减少磷酸盐析出量。



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