A/A/O范文（精选3篇）
A/A/O 第1篇
为了改善A/A/O工艺,国内一些学者探索采用改良A/A/O工艺,即取消混合液内回流。同济大学的任洁、顾国维等[1]对A/O/O工艺进行了取消混合液内回流的中试,结果表明,取消混合液内回流后除磷效果更优,并不影响对有机物的去除。周斌[3]通过对实际A/A/O工艺取消混合液回流,运行显示有机物、氨氮和总磷的去除率均有明显上升,尤其除磷效果佳,且受温度影响不太明显。张建琴[4]对取消混合液回流的实际工程进行考察,运行表明该工艺有利于有机物、氨氮和总磷的去除。为了验证取消混合液回流的改良A/A/O工艺处理效果,本研究采用BioWin软件对具体工程进行工艺模拟,并对BioWin软件在污水处理中应用进行探索。
目前,数学模拟软件的开发和应用成为研究热点,特别是将数学模拟用于工程实践与试验研究方面已有很多探索。软件模拟得到的运行结果可以为工艺设计和运行优化提供辅助参考,不仅减少了实际试验工作量,也节约了人力、财力和时间成本。BioWin软件是现在应用较广泛的污水处理模拟软件,由加拿大Envirosim环境咨询公司开发。经过长期的参数校正及内容扩充,BioWin的功能更强大,更便于操作,已成为该领域模拟软件的领航者。BioWin模型以ASDM综合模型为基础,整合了国际水协推出的ASM1-3号模型,包含稳态分析器和动态仿真器两个模块[5]。BioWin可应用于污水处理工艺设计、升级改造、运行优化等方面,为实际工程的投产运行以及实际运行提供技术参考[6,7]。
1 工程概况
山东省东明县污水处理厂采用改良厌氧/缺氧/好氧(A/A/O)脱氮除磷工艺,主要处理城市生活污水(约占40%)和工业废水(约占60%),处理量为6×104 m3/d。出水水质应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级B标准,该污水处理工程进水水质及排放标准如表1所示[8]。
改良A/A/O工艺流程图如图1所示。
2 模型建立
2.1 工艺模拟流程
运用BioWin软件画出工艺模拟流程,如图2所示。
2.2 设计参数
主要构筑物的设计参数如表2所示。
模拟运行参数如表3所示。
3 模拟数据与分析
3.1 模拟进出水水质
该模拟工艺的模拟进出水水质情况如表4所示。
由表4可知,该污水经模拟工艺处理后各指标均有明显下降,四个指标中COD、TP的模拟结果与实际运行结果十分接近,而BOD、NH3-N的模拟结果与实际运行差异较大,产生差异的原因可能:①软件模拟的参数设定存在一定误差,与实际运行时的工况条件并不一定能完全匹配;②由于有机悬浮颗粒物慢慢被生物降解;③人工操作会产生误差及影响。总体来说,BioWin能够较准确地模拟工艺运行状况,得出运行结果数据。
COD、BOD、NH3-N、TP的模拟出水分别为43.3 mg/L、4.00 mg/L、0.33 mg/L、0.71 mg/L,去除率分别为93.0%、98.5%、99.2%、85.5%,去除率较高。同时,出水水质完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级B标准。可见,改良A/A/O工艺的处理效果显著。
3.2 构筑物中主要指标浓度
构筑物中主要指标的浓度如图3～图5所示。
由图3可知,出水中的COD和BOD浓度较进水时明显降低,去除率较高。通过BioWin软件模拟,可见该工艺可有效去除污水中有机物,降低COD和BOD浓度。
由图4可知,出水中的总氮浓度较进水时明显降低,去除率较高。通过BioWin软件模拟,可见该工艺具有脱氮效果。
由图5可知,出水中的总磷和溶解磷酸盐浓度较进水时明显降低,之后通过排泥,可去除污水中的磷,达到除磷的效果。
4 回流污泥比的优化
回流污泥从二沉池回到厌氧池,通过回流污泥维持各段污泥浓度,使之进行生化反应。本次模拟的污泥回流比R取0.8,并通过改变污泥回流比R,确定最优值。
从图6中可以看到,除R为0.7时,总磷不达标外,其他条件下均能达标排放。0.8时氨氮浓度最小,0.9时总磷浓度最小,而在1.0时,COD、BOD、TP均是最小值,但总磷浓度有所上升且接近1。可见污泥回流过大或过小都会导致出水水质不达标。当污泥回流比过小时,生化反应效果差,总氮、总磷去除率低;当污泥回流比过大时,回流污泥带入太多的硝酸盐,影响厌氧释磷,降低总磷的去除效果。为了使脱氮除磷的协同作用最优化,R应取在适当区间内,本次实验结果为0.8～1.0。
5 结 论
通过BioWin工艺模拟,采用改良A/A/O工艺进行处理,COD、BOD、NH3-N、TP的去除率分别为93.0%、98.5%、99.2%、85.5%,去除率较高,出水水质可达标排放。证明改良A/A/O处理对污水处理效果显著。通过BioWin模拟运行,优化污泥回流比,观察到污泥回流比过大或过小都会导致出水水质不达标,本次实验最佳取值为0.8～1.0。
BioWin软件能较准确便捷地模拟污水处理系统实际运行,并可用于研究和优化工艺运行。今后,可将BioWin推广用于指导实际运行,避免不必要的调试而造成的浪费,也使实际运行更加具有应变性。
参考文献
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[2]万年红.A2/O工艺的改良与设计应用[J].中国给水排水,2003,19:81-83.
[3]周斌.改良型A2O工艺在常州市城北污水处理厂的应用[J].市政技术,2001:50-53.
[4]张建琴.改良型A2O工艺的生产运行效果[J].水处理技术,2007,33(5):82-84.
[5]李鑫玮,牛庆利,甘一萍,等.BioWin在污水处理脱氮除磷系统中的应用研究[J].水工业市场,2009:38-41.
[6]胡志荣,周军,甘一萍,等.基于BioWin的污水处理工艺数学模拟与工程应用[J].中国给水排水[J].2008,24(4):19-23.
[7]熊雪萍,孙逊,张克峰,等.BioWin3动态模拟在城市污水处理厂中的应用水[J].资源与水工程学报,2010,21(3):124-126.
A/A/O 第2篇
1 废水水量、水质和出水指标
废水取自某焦化厂,是焦化厂剩余氨水废液通过蒸氨塔,蒸氨之后的废水。进水水量为35 t/h,废水水质见表1所示。
注:除pH外单位mg/L
废水处理后出水指标符合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准。出水指标执行标准见表2所示。
注:除PH外单位mg/L
2 工艺流程
2.1 工艺流程简图A/A/O工艺流程图(见图1)
2.2 工艺流程概述
A/A/O工艺将焦化废水分三步进行处理:预处理、生物处理、后续处理。
2.2.1 预处理
预处理能部分地除去焦化废水中的油类、悬浮物、COD等物质,是生化处理部分稳定运行的前提。包括重力除油、气浮除油、调节池等工艺。
(1)重力除油
蒸氨废水进入重力除油池,在重力作用下,油水分层,重油沉在底部,轻油浮至除油池表面,重油和轻油由泵收集到集油罐中,废水流入气浮除油池。
(2)气浮除油
重力除油池出水直接进入气浮除油池,进入气浮除油池中的部分废水经泵加压进入溶气罐,在压力溶气罐中溶入压缩空气,充分溶气的废水经减压阀进入气浮池,经释放器将溶于水中的空气释放,废水中的乳化油、胶体微粒与微气泡吸附并浮至气浮池表面,由气浮池刮油机收集到轻油槽中。气浮池出水经管道自流到调节池。
(3)调节池
调节池主要进行废水处理站的内部调节,当生物处理过程不稳定或系统发生故障时,焦化废水将进入调节池贮存。当系统运转正常后,再进行处理。
2.2.2 生化处理
生化处理通过厌氧—缺氧—好氧工艺对焦化废水中有机物降解及脱氮处理,包括厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池等。
(1)厌氧池
调节池出水由泵送至厌氧池,废水与池中组合填料上生物膜(厌氧菌)充分接触进行生化反应,降解污水中的部分有机物,同时,将大分子的有机物分解为小分子的有机物,提高污水的可生化性,为下段处理创造有利条件。
(2)缺氧池
池中组合填料上的生物膜(兼性菌团)以进水中有机物作为反硝化的碳源和能量,以二沉池出水回流水中的硝态氮为反硝化的氧源,在池中组合填料上生物膜(兼性菌团)作用下进行反硝化脱氮反应,使回流液中的NO2--N;NO3--N转化为N2排出,同时进行无氧呼吸, 降解、去除COD等污染物质。
(3)好氧池
微生物的生物化学过程主要在好氧池中进行的。缺氧池出水流入好氧池,与经污泥泵提升后送回到好氧池的活性污泥充分混合,废水中的氨氮在活性污泥的硝化作用下被氧化成硝态氮,完成生物脱氮作用的硝化过程;而废水中有机物的去除过程是由物化作用和生化作用完成的。物化作用是利用活性污泥中的好氧菌对污水中的酚氰等有机物进行吸附、分解以使污水得到净化。生化作用则是在有氧条件下,好氧菌在其新陈代谢过程中把碳氢化合物氧化分解成CO2和H2O。
(4)二沉池
好氧池的混合液自流进入二沉池,在二沉池中进行泥水分离。二沉池出水经自流管道流到混凝系统,其中一部分出水由泵送到粉焦沉淀池进行熄焦,多余水流到混凝沉淀系统的混合反应池。二沉池分离出来的活性污泥经回流污泥泵提升后,大部分作为回流污泥送回好氧池循环使用,剩余部分作为生化过程中产生的剩余污泥,送污泥浓缩池进行浓缩处理。
2.2.3 后续处理
后续处理进一步降低COD和悬浮物,包括混合反应池、混凝沉淀池、过滤器等。
(1)混合反应池
二沉池部分出水用于熄焦后,其余部分进入混合反应池。混合反应池的前端加入助凝剂PFS(聚合硫酸铁)溶液,在混合搅拌机的搅拌下,进水与PFS溶液短时间内混合均匀,在反应池的出水端,投加助凝剂PAM(聚丙烯酰胺),废水中的悬浮物在助凝剂的作用下形成较大的絮凝体,以便从废水分离出来,经混合反应池出水管道自流到混凝沉淀池进行泥水分离。
(2)混凝沉淀池
在混凝沉淀池中通过重力沉淀泥水分离。分离后的出水通过过滤器外排,沉淀于池底的污泥经管道送污泥浓缩池处理。
(3)过滤器
通过砂滤进一步对后处理排水中的色度、悬浮物等杂质的吸附过滤处理。使出水达到国家一级排放标准。
3 A/A/O工艺原理
污水中的氮主要以有机氮或氨氮形式存在。有机氮可通过细菌分解利用水解转化成氨氮。生物脱氮的基本原理是先通过硝化将氨氮氧化成硝酸氮(NO3-—N),再通过反硝化将硝酸氮还原成氮气(N2)从水中逸出。
所谓硝化是指在好氧条件下,水中的氨在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下被氧化为硝酸的过程,其反应可表示为:
undefined
C5H7O2N+54NO-2+57H2O+104H2CO3;
undefined
C5H7O2N+3H2O+400 NO-3。
所谓反消化是指在缺氧条件下,水肿硝态氮(NO-3N)在反消化菌的作用下,被还原成氮气的过程。从氧化还原的角度来看,该过程可表示为:
5C(有机)undefinedOH1。
4 工艺运行中的重要控制参数
影响A/A/O生物脱氮工艺运行的因素可分为两种:一是控制生物脱氮效率的高低的基础因素,如污泥负荷、回流比、泥龄等;二是决定生物脱氮过程的成败的环境因素,如 pH值、温度、溶解氧、营养元素等。下面对影响工艺运行成败的环境因素参进行分析。
4.1 pH值
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,当PH值低于7时,硝化速率明显降低,低于6时,硝化反应将停止进行,要使硝化过程正常稳定运行,好氧池混合液必须有足够的碱度。因而需向好氧池投加 Na2CO3来保证池内的酸碱度,投加量按760 mg/L估算,使其池内碱度维持在(80~150)mg/L。根据运行经验,pH值控制在7~8范围内是硝化速率的高效反应区。
4.2 温度的控制
温度是一个较为重要的因素,对硝化细菌的生长和硝化速率有较大影响。亚硝酸菌的最佳生长温度为35℃,低于5℃时则生产停止。硝酸菌最佳生产温度为28℃,低于15℃时,则消化速率迅速降低,约降至最大速率的50%左右,低温时,消化细菌的抵制则更为强烈。因此大多数硝化细菌和反硝化细菌适宜的生长温度在(25~35)℃之间,低于25℃或高于30℃生长减慢。厌氧池、缺氧池为:(30~40)℃,好氧池为:(30~35)℃。
4.3 溶解氧
生物硝化脱氮处理是水中的氨在硝化菌(亚硝酸菌和硝酸菌)的作用下被氧化为硝酸的过程,硝化菌是高度好氧菌,以氧化NH3—N或NO2—N以获得足够的能量用于生长。溶解氧的高低直接影响硝化菌的生长及活性。当溶解氧升高时,硝化速率亦增加,当溶解氧低于0.5 mg/L时,硝化反应趋于停止。因而好氧池内必须供给足够的溶解氧,硝化反应才能正常进行。根据运行经验,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(2~4) mg/L范围内。
4.4 C、N、P源的控制
生物硝化脱氮工艺的关键点在于在好氧池培养出足够的硝化细菌,在培养和驯化硝化菌时,由于污泥驯化刚开始的时候污泥量很小,因此,污泥负荷不能过高,故采用了COD浓度较低的生产废水与投加葡萄糖混合溶液投入到好氧池办法,投入的废水混合液COD浓度控制在(200~350)mg/L;倘若COD浓度高于600 mg/L或低于100 mg/L时,则会产生污泥分散。随着菌胶团、微生物的不断增长,逐渐减少葡萄糖的投入量,同时增加废水的投入量,直至停止投加葡萄糖为止。N源主要来自废水,根据C源的量投加含NH3-N废水,当废水中含氮量极低,不能满足要求时,则以尿素补充;P源来自磷肥Na2H2PO4,投入量视C源而定,其维持比例为C∶N∶P=100∶5∶1。
5 进出水水质去除率对照
进出水水质去除率对照见表3。
6 结束语
A/A/O法是目前处理焦化废水较有效的方法,但该法抗负荷冲击能力较差,应加强各排水工序协调工作,尽可能减少系统水质的波动。
工程应用结果表明A/A/O工艺既能实现脱氮,也能将废水中大量的有机物讲解去除是一种较为理想的废水处理技术,处理后的废水基本上可以达到国家一级排放标准。
采用A/A/O法处理蒸氨后的高浓度废水,挥发酚、氰化物、COD、氨氮去除率分别在99.9%、99.5%、97.1%、95.2%,出水水质平均值挥发酚0.07、氰化物0.09、COD89.9、氨氮2.69,所有指标均达到国家一级排放标准。
摘要：简述焦化废水的来源、特点及A/A/O工艺处理焦化废水的基本原理。结合工程实际介绍了某焦化厂A/A/O工艺处理焦化废水的工艺流程及运行中的主要影响要素。配度值在pH=(0.7～7.5),温度25℃～35℃,溶解氧DO:A池<0.5 mg/L,O池在(2～4)mg/L左右的情况下,挥发酚、氰化物、COD、氨氮去除率分别达到99.9%、99.5%、97.1%、95.2%。运行结果可使出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准。
A/A/O 第3篇
1 材料与方法
1.1 工艺流程及试验装置主要运行参数
工艺流程如图1所示。试验装置主要运行参数:进水量为10~30 L/h;风量为0~0.6 m3/h,并根据实际情况调整;水解池为120 L;曝气池厌氧段为80 L、缺氧段为120 L、好氧段为220 L,共3个廊道,1个为厌氧,1个为缺氧,1个为好氧,采用下进水、上出水;污泥浓度为3 000 mg/L;二沉池为220L;内污泥比为350%;外回流比为100%。
1.2 试验水质
原水取自天津市某污水处理厂沉砂池出水,COD为531~984 mg/L,TN质量浓度为56.6~136.1 mg/L,氨氮质量浓度为38.8~90.6 mg/L,TP质量浓度为2.4~11.4 mg/L,硝态氮质量浓度为1.1~5.6 mg/L,SS质量浓度为189~541 mg/L。
水解酸化池接种污泥来自该污水处理厂A/O工艺的厌氧池污泥,该厌氧污泥经过微曝气7 d后再行接种。分析认为微曝气(溶解氧控制在0.5 mg/L左右)培养的污泥中兼性菌较多,与产酸相的生态环境接近。曝气期间,先后利用UASB水解酸化段出水和酸奶,培养了2批酸化菌投加到该污泥中。所用的培养基:蛋白胨5 g、K2HPO45.0g、葡萄糖5 g、蒸馏水1 L、p H值7.0~7.2。
在进行水解酸化反应器启动时,以快速排泥法进行预挂膜。挂膜期间水温为15~20℃,反应器填料体积比约为20%。由于低HRT有利于填料预挂膜,因此反应器的停留时间应控制在4 h左右。本试验经过14 d后,COD去除率稳定,一直保持在40%以上。说明填料内部附着的微生物持续稳定,反应器启动挂膜成功。
1.3 分析项目与方法
COD、TN等分析项目参考标准方法[6]。具体如下:COD,重铬酸钾法;TN,碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法;TP,过硫酸钾消解钼锑抗光度法;DO,便携式溶氧仪;NH4+-N,纳氏试剂光度法;MLSS,重量法;NO3--N,紫外分光光度法;p H值,便携式p H计;VFA采用气相色谱法[3,4,5]。
2 结果与分析
2.1 水解池作用
2.1.1 水解酸化池的水解酸化作用。
根据水解酸化工艺的反应机理,在产乙酸阶段将有部分底物反应产生乙酸,而乙酸较有机大分子物质更容易被反硝化菌和聚磷菌所利用[7]。因此,水解酸化池的产乙酸过程对于后续脱氮除磷有较大影响。本研究对水解酸化池进出水的COD值和挥发性脂肪酸(VFA)进行了长期监测,试验结果显示:易生物降解COD的VFA转化率在水力停留时间为10 h下达到了最大值,为18%;随着HRT的缩短和延长,易生物降解COD的VFA转化率都减小,这可能是因为HRT为10 h下,水解酸化菌具有最大活性,也与HRT为10 h下,出水可生化性提高比最大的结论一致。HRT为10 h下,反应器出水的VFA达到50 mg/L。
2.1.2 水解酸化池的截留作用。
由于此污水厂进水中固体颗粒物质含量较多,且水解酸化池底部厌氧污泥对污水中SS及胶体物质具有截留和吸附作用[8,9],因此水解池对颗粒性COD的截留作用提高了系统对SS和COD的去除率(图2、图3)。可见,水解酸化池的截留作用降低了后续生化处理的负荷,有利于整个系统的稳定运行。
2.1.3 部分出水回流到水解酸化池。
由图4可知,当部分出水回流(回流比为28%)到水解酸化池时,水解酸化池出水的硝态氮浓度没有增加,平均质量浓度为1.6 mg/L,即保持在水解酸化池的反硝化能力范围内;同时部分出水回流提高了总氮的去除率,使出水总氮质量浓度保持在20 mg/L左右,基本达到一级B标准。
2.2 组合工艺的去除效果
2.2.1 COD。
图5为组合工艺对COD的去除效果。由图5可知,COD平均去除率为90.97%,出水COD浓度基本保持在60 mg/L左右,基本达到一级B标准。
2.2.2 氨氮。
图6为组合工艺对氨氮的去除效果。由图6可知,氨氮的平均去除率达到90.74%,出水氨氮浓度基本保持在10 mg/L左右。
2.2.3 TN。
图7为组合工艺对TN的去除效果。由图7可知,TN的去除率可达63.65%,平均出水TN浓度为36 mg/L左右。
由上述试验结果可知,水解酸化-A/A/O生物膜组合工艺处理效果较稳定,除总氮外,出水接近一级B标准。研究发现二沉池出水部分回流至水解酸化池时能够进一步提高TN的去除率,出水TN浓度在20 mg/L左右(图4),基本达到一级B标准。
3 结论
针对该污水处理厂含高比例工业废水的水质特性,经过长时间的试验运行及分析,得出以下结论:水解酸化池能够提高进水的可生化性,同时将进水中相当一部分难降解COD转化为可降解COD,使得出水COD得到更加有效的去除。因此,厌氧好氧处理之前增加水解酸化段工艺适用于含高比例工业废水的处理。针对污水处理进水过高的有机物和氮负荷,常规的活性污泥工业不足以将其充分降解,因此推荐采用好氧池内添加填料的A/A/O生物膜工艺进行处理。出水回流至水解酸化池提高了系统的反硝化能力,使得出水总氮明显降低,因此这种改进的水解酸化A/A/O工艺更适用于高含氮量污水的处理,处理效果接近一级B标准。本研究最终确定采用改进水解酸化A/A/O生物膜工艺处理含高比例工业废水。该污水进水污染物浓度过高,在运行调试期间有可能会出现脱氮效果不理想的情况,建议将出水部分回流至水解酸化池以提高总氮的去除率,回流比例视具体处理情况而定。
参考文献
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