其实在反硝化脱氮中,内回流与碳源都是站C位的!
% A! V, J1 B3 X3 z8 H, u7 g: c
( C1 ]2 G2 m# g& h$ Y/ P3 B) G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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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!
* p9 D0 v. n: k0 J! s8 P
+ G* K) y# g; _* ]' }8 m内回流控制范围0 z- Y' K# u( c
( K* Z) U2 s" K: n1 {5 C4 H" ~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!/ `7 S- T* e' \: ^' P W0 a
o8 S8 k" m3 D+ ~
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!
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5 n) [9 R6 V; e' @" M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%!+ c% N u M9 U
& d! t- C. ^# \2 G3 M; A$ y) C内回流操作注意事项; |5 a d* u( ^
7 I& }; v9 Y8 [1、防止携带过多的DO2 V" C, g2 n7 z3 \, Z8 \$ y
( \- ^: n6 R' ?1 _9 ~5 `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!1 f2 _/ B8 A$ N# m# l, z. O7 Y
, F, ~; S5 ]5 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!$ V$ g9 i" \- F& |1 [& Q
% Q# e- B- J( E' W; `, r- f2、防止内回流泵的状态失控/ Z8 @% u2 R* G1 J) ]
1 M$ f8 {0 T( Q9 m/ @0 _9 }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%!
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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!9 T: T0 Z9 D, \( r2 |8 G# t
! N. Y6 \, V% O* ^6 x6 [
3.这两个坑小伙伴们一定要注意,但是问题都会有解决办法,如果出现这种情况,可以用潜水泵临时替代内回流泵!
& k+ x7 a0 s' r4 D* M7 w2 S" U% p1 B
7 Q. k# |4 \) R内回流比公式推导
# F" `% E( A4 j. |1 w) C2 @
: I2 }, \: p, `内回流比的公式推导需要用到反硝化脱氮效率公式:
! r: I- V7 ^& l
9 r K2 o2 ]8 N0 Uη=(r+R)/(1+ r+R)——式1
3 I$ a) A( P( X' C. U7 E+ I
2 B* m' ]: g7 ?其中
3 |, ^" W" h" _% Kη—反硝化效率;
* j) Q' Y+ d2 S/ P' l) LR—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;
& n1 x5 T, \* G* h. i8 qr—内回流比。. @7 {; N) y* R
5 ?8 p' o& e7 [! b
所以我们的公式1可以简化为: S1 m- b2 H7 C r1 W
3 _6 h9 K* M% W! }; N$ X9 L+ d
η=r/(1+ r)——式2
% [ {7 R6 f# G1 T6 Q
6 v; N/ i/ I" ~9 F/ B, w根据公式2的变换,我们推导一下内回流比r的计算公式:( X9 v1 u4 \$ ~$ v
8 |; B0 [+ R- \! Oη=r/(1+ r)
, B8 Z' X% F0 y& a% P↓
& i9 ^- V6 T1 w& d g2 Y( q0 iη+rη=r) {4 D" i. `% B
↓" t6 V1 B- U: b$ o7 o
η=r-rη
! _% D: O+ v. R* ^3 B1 G! j↓
& h/ o G% _* E& p! eη=(1-η)r
+ x$ u' k' _& ~1 r↓; v9 I$ J$ H |8 z6 l: b
η/(1-η)=r# s' i7 O( a% d* p
↓ k. f, `8 o$ v
r=η/(1-η)——式3. w3 ~" ?9 K! {) X4 G3 E
$ S6 S' L4 U- {$ Z- 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:( c) |* [. d7 h" X6 ?' N5 {
i8 y9 }$ T% q% y# r* m2 ^# Oη=(TN进-TN出)/TN进——式41 t1 g# c/ ?' V, j0 |7 n% Q$ G/ K/ C5 G
' ]# c+ ^' @5 t将公式4带入公式3内回流比最终的计算公式推导为
, Q( O9 S( s. D8 |1 @% u5 t
: A4 K0 b( `3 }3 ~r=[(TN进-TN出)/TN进]/[1-(TN进-TN出)/TN进]+ J: s: Y _; R7 G2 q, ^- P" Z
↓5 x) p8 K3 K9 {- w; Q$ z t
r=[(TN进-TN出)/TN进]/[(TN进-TN进+TN出)/TN进]
/ P, `+ H7 D' g R4 X↓
3 x/ I# w* E# N- z( I4 \. D) H6 {1 gr=[(TN进-TN出)/TN进]/(TN出/TN进)
$ i- r9 ?3 ~ T9 O# d. |↓
3 |5 b+ t. ^/ U2 yr=(TN进-TN出)/TN出——式5) j9 w7 w) G" b% ]) G; T
1 a4 g2 t- n4 p) B% ?( {; j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!
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实例计算
% ~9 z$ X2 B1 X' _* D0 l& F% C, ]
, D; F6 D+ \8 ~# q2 h' c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?
3 H' b* M. x1 }: {7 k5 y+ v6 w* e, ?$ e" x9 _. X5 m1 L2 w" P2 |
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:
; r: v( k4 ]% ?
9 x" @' b2 j1 C! {# Z1 D+ Er=(30-10)/10
/ g# G( Z2 y# j6 m↓$ T; |) I/ p7 m- Y
r=2=200%8 G" `& J& U, {: ~9 i
8 h _% W0 ]1 _" i. u. e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%!+ ]0 h9 l; V. A# G( C. x2 E
" s) i, O; K7 R9 ^: W" R |
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