其实在反硝化脱氮中,内回流与碳源都是站C位的!
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1 S& m) C: g; U" U7 D0 L反硝化效率的公式η=(r+R)/(1+ r+R),其中R是外回流比,r是内回流比,因为外回流比控制的比较小(30-50%),所以我们一般会省略为η=r/(1+ r)!
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1 o, B, x: ]3 [5 X2 E9 u! @根据公式来看,在碳源充足的情况下,反硝化的脱氮效率只和内回流有关系!内回流的大小决定了脱氮效率。所以,案例中这个问题的原因就是内回流过小导致的!4 y$ x1 V: q7 I* |4 Z9 I
- Q0 l/ B# m% U( E1 {! B9 e. b内回流控制范围, \) E7 ^+ f/ p* L1 b- E
( @6 I# H; N( m- D) _3 C8 }目前的脱氮工艺,我们应用的都是前置反硝化及变种,但是内回流再大,都会有部分硝态氮随着水流走的,并不能达到100%的硝化液回流!所以我们会将其控制在一个合适的范围!
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过低的内回流比会导致脱氮效率下降,出水TN超标,但是过高的内回流,一方面会携带更多的DO,消耗碳源和破坏缺氧环境,并且导致电费增长,在内回流比大于600%时,内回流的提高,脱氮效率并不会提高很多,导致性价比比较差!* ]5 T# ]9 |, i( z' m5 L- f
7 i2 u. M+ r' E9 g9 H8 J所以,在保证脱氮效率的情况下结合DO影响及性价比的关系,一般控制在200~400%!' p9 P) a8 f% P |( T
" G/ H- b+ |3 U( {内回流操作注意事项, O6 X9 Y. W1 v& l: A8 T% S# N
: @8 e( a# C& P* x
1、防止携带过多的DO6 f, f) j: e. @- e6 D
6 f; F" s# z" @" A+ Q
笔者曾遇到过内回流携带DO导致脱氮系统崩溃的情况,对于内回流来说,其携带的DO越多,对反硝化的影响越大,一般反硝化池ORP控制在-100~-150mv,过多的DO直接破坏了反硝化的环境,使异养菌处于优势状态,最终会导致硝化崩溃!) c, Y$ j2 X6 S% ]! O# a" W
3 c: @8 m: I+ t) I, k J7 V减少携带DO的措施,根据应用经验可以关小内回流处曝气,或者内回流处不要曝气,加一个搅拌机来保证混合液的搅动;还有就是曝气池后增加脱气池,通过脱气池来回流到反硝化池!
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. @% |+ F5 X4 q9 }1 o2、防止内回流泵的状态失控
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1. 内回流泵的选型一定要以设计量来选型,大一点没问题,小了问题就多了,在污托邦社区就有小伙伴求助脱氮太差的问题,发现他的内回流泵的额度流量比只有100%! ( @/ ?! S! z7 k* a7 U; v! P* c5 g
1 J% R& L$ D: z5 c; k
2. 内回流泵一定要设有备用泵,之前就遇到过这种坑,每个系列只有一台内回流泵,通过变频器来调节回流量,但是,任何设备都存在坏的可能,后来的某个夜晚,内回流泵坏了,但是没有备用泵来用,最后导致硝化崩溃!6 U8 p3 K& X0 [" P* `
6 D2 _9 ?0 ?; P" [ x n3.这两个坑小伙伴们一定要注意,但是问题都会有解决办法,如果出现这种情况,可以用潜水泵临时替代内回流泵!
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内回流比公式推导5 I7 P; } Z Y
5 M: c2 i8 I. f" W% {+ `
内回流比的公式推导需要用到反硝化脱氮效率公式:" C$ o U& J" E) V2 I: U* {; B: O: u. y
+ Q* Y, X5 c4 Z$ ^6 H( N- Bη=(r+R)/(1+ r+R)——式1. L6 _) {7 Q. q; Q( d
. g" Y) d' n t) `: c9 n其中
! C6 [% g4 \! U, b& h6 Xη—反硝化效率;
1 N9 `, J' j# m3 c7 _) K9 FR—外回流比,外回流比一般控制在(30-50%,2021年版的室外给排水规范给的是50%-100%,个人感觉太高了,回流量越大,回流污泥浓度RSSS越低,而且会缩短生化池内的水力停留时间),为了公式推广简单便于理解,我们将其忽略不计;" \' m5 e# t$ C- M' g* O
r—内回流比。) ]5 f# ~7 B; K
8 b; }2 K' E0 b+ d9 v! Z% V
所以我们的公式1可以简化为:( g; N! r8 G$ @
" M' k; m6 Y8 h; f
η=r/(1+ r)——式2, e* n8 x+ T8 \6 a% [# \, b& j
! g Y0 O6 d O+ T2 m根据公式2的变换,我们推导一下内回流比r的计算公式: n7 I, S0 J1 A) F$ ~
! O0 Q( V3 Z' Y8 ?+ U
η=r/(1+ r): a! H* X8 c/ F0 |4 V+ h+ X7 t$ J
↓6 _( O! }" k3 C6 b
η+rη=r
$ k& j0 }6 W# i- D6 M$ b& q8 Z↓( B' K/ [7 C. N& q d) V6 D
η=r-rη
% {$ ^& q l# X2 _* a) Y! u↓
o6 J; P# y6 W: b* W9 p! j! _- T, wη=(1-η)r; v) k. x1 H: w% ?
↓6 F* W" n0 I! a( F; Y0 _1 _
η/(1-η)=r
# Y7 {4 [4 Q M- h* s. o↓
4 z. V. Y/ k- i1 Sr=η/(1-η)——式3+ D2 Z/ y# p( G3 _$ L2 }
8 _& O7 ~+ G9 P5 j所以,从公式3来看内回流比计算只与脱氮效率有关,脱氮效率可以根据进出水TN计算出来,公式为:
) p# Q, F, X: D3 r7 I, C' }( u6 B) S" q
η=(TN进-TN出)/TN进——式48 f5 v2 d; g5 x S1 E+ `3 ?
9 B; N6 e! v' f6 j
将公式4带入公式3内回流比最终的计算公式推导为- F" s$ P& d) X4 E
+ p! d/ N$ e4 ~
r=[(TN进-TN出)/TN进]/[1-(TN进-TN出)/TN进]
3 P" |4 C5 [* L% }+ Z' g( {↓5 `) i" H4 ?3 F# F7 R0 t& F6 k5 g
r=[(TN进-TN出)/TN进]/[(TN进-TN进+TN出)/TN进]
! l% w% P6 N1 D# n! N: g. D/ _0 P; ^/ S↓) Y" L% F0 n+ d
r=[(TN进-TN出)/TN进]/(TN出/TN进)
* e1 D) p, B B: K3 J↓
Y& n7 P( [2 T5 f9 A/ D7 Nr=(TN进-TN出)/TN出——式54 d# A' k# [- a& |, n
6 q* y C" q6 P0 u8 ?
根据最终推导公式是不是很简单?只要知道TN进出水指标就可以计算出内回流的最低值!注意,计算的内回流比是最低的控制值!一般控制在其2倍以内就可以了!$ G) k- I# \! |: v- `6 `8 p- y3 g
n2 a; q) \4 D0 Y$ ~实例计算
8 p, F% [$ n/ b' Q
7 ~7 G/ Z& l/ R/ V+ d- `案例:A²O工艺,生活污水进水总氮20-30左右,出水要求总氮<10,内回流比控制在多少比较合适呢?$ Y# T9 i. G' @+ U9 l
0 `4 W$ k1 x, I+ L4 D: r
计算:根据要求我们选取最大的脱氮比例,TN进30mg/L,TN出10mg/L,带入公式5:
0 i7 b( j' d- x- W' E$ T4 [8 n7 _- G* y, K3 b9 O: i
r=(30-10)/10 k3 ]1 }% i& q
↓
) { F/ a" G; s9 @) N$ M$ qr=2=200%
4 ~: B4 Z: F( y4 ^
* I n5 v8 G/ M/ G) s. x8 \9 H s9 B5 h所以,内回流比最低值为200%,控制范围在2倍以内,最终内回流比的控制范围为200%—400%!
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