1、工藝描述
近年來,隨著水環境汙染和水體富營養化現象在許多國家和地區日益嚴峻,生物脫氮工藝越來越多地收到人們的重視,對汙水廠出水水質制定了嚴格的氨氮排放標準。
ANO生物脫氮工藝流程中,原汙水先進入缺氧池,再進入好氧池,並將好氧池的混合液與沉澱池的汙泥同時迴流到缺氧池。汙泥和好氧池混合液的迴流保證了缺氧池和好氧池中有足夠的微生物並使缺氧池得到好氧池中硝化產生的硝酸鹽。而原汙水和混合液的直接進入又為缺氧池反硝化提供了充足的碳源有機物,使反硝化反應能在缺氧池中得以進行。反硝化反應後的出水又可在好氧池中進行BOD5的進一步降解和硝化作用。缺氧池和好氧池可以是兩個獨立的構築物。
生物脫氮的機理是透過汙水的硝化和反硝化實現的。硝化是異樣微生物將含氮化合物轉化為硝態氮的過程,是好氧過程,所以在好氧區進行。反硝化是異養微生物將硝態氮轉化為氮氣的過程,在無氧條件下硝態氮作為有機物氧化過程中的最終電子受體,所以它在缺氧區進行。因此脫氮過程又稱缺氧~好氧工藝,簡稱ANO工藝。
2、設計要點
汙水中的五日生化需氧量與總凱氏氮之比宜大於4。
BOD5汙泥負荷(按每千克MLSS計)0。05~0。15kg/(kg。d);總氮負荷(按每千克MLSS計)應低於0。05kg/(kg。d);汙泥濃度(MLSS)為2。5~4。5g/L;汙泥齡11~23d;汙泥產率係數(按每千克BOD5含VSS計)0。3~0。6kg/kg;需氧量(按每千克BOD5計)1。1~2。0kg/kg;水力停留時間8~16h,其中缺氧段0。5~3h;汙泥迴流比50%~100%;混合液迴流比100%~400%。
3、計算公式
(1)
缺氧池容積
式中,
V
n
為缺氧池容積,
m³;
Q為生物反應池的設計流量,m³/d;X為生物反應池內混合液懸浮固體平均濃度,g/L;N
k
為生物反應池進水總凱氏氮濃度,
mg/L;
N
te
為生物反應池誰出總氮濃度,
mg/L;
△X
v
為排出生物反應池系統的微生物量(按
MLVSS計),kg/g;
K
de
為脫氮速率(按每千克
MLSS含NO
3
~
~
N計)kg/(kg。d),透過試驗確定,無試驗條件時,20℃的K
de
值採用
0。03~0。06kg/(kg。d),並按公式進行溫度校正;
K
de(T)
、
K
de(20)
分別為
T℃何20℃時脫氮速率;
Y
t
為汙泥總產率係數(按每千克
BOD
5
含
SS計),kg/kg,應透過試驗確定,無試驗條件時系統有初沉池時取0。3~0。85,無初沉池時取0。6~1。0;
y為活性汙泥中VSS所佔比例;S
0
、
S
e
分別為生物反應池進水五日生化需氧量濃度,
mg/L。
(2)好氧池容積
式中,
V
o
為好氧池容積,
m³;
θco為設計汙泥齡值,d;F為安全係數,為1。5~3。0;u為硝化菌生長速率,d
~
1
;
N
a
為生物反應池中氨氮濃度,
,g/L;
K
N
為硝化作用中氮的半速率常數,
mg/L;
0。47為15℃時硝化菌最大生長速率,d
~
1
。
(3)混合液迴流量
式中
Q
Ri
為混合液迴流量,
m³/d,不宜大於40%;
Q
R
為迴流汙泥量,
m³/d;
N
ke
為生物反應池出水總凱氏氮濃度,
mg/L。