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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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!
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0 d$ s9 H" J4 q% M内回流控制范围& a6 i. ~- D; E" P; A: Z6 h) y
% \# S$ p- x2 @) i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!
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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%!
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内回流操作注意事项
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1、防止携带过多的DO9 j% q4 u8 o$ ]$ ]2 I- w
. H, I" w0 p9 G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!" l* L$ D. G& L4 a' H8 |
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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!# f( I& v: O( v
3 `- w. t% c5 l2、防止内回流泵的状态失控# m3 B* ?+ w2 U b' f
" u( Q$ t" o2 L$ M. F
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%! ! c6 K$ E, P1 X
" p& h; |2 y. |0 d/ y( _+ `% ?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!, u/ d0 k/ G3 Z9 L
- Q3 |7 R1 `6 P0 Y7 p8 M& _1 L3.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. b- b5 ~4 o' F
4 ]' k" T/ a" g+ C& u' L2 j, V$ H内回流比的公式推导需要用到反硝化脱氮效率公式:
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η=(r+R)/(1+ r+R)——式1! S5 `" T* ?) O; c
/ l/ l# c- ^* d9 A
其中1 c3 j& a% C5 @' L/ y4 C
η—反硝化效率;
! c/ ?# M( K4 \) Z9 [# v8 d; iR—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;2 ~) }6 w# F% e3 z1 a) H
r—内回流比。1 y0 [6 Q4 b+ g
, l8 _8 N% f! ^: o# z8 `. x所以我们的公式1可以简化为:
6 k! ^. Y, r2 j" M
+ y5 x& f1 p* ~η=r/(1+ r)——式2
, o& O' Z" a8 {1 X" v' @7 S- R
: p3 l( ?# v# i根据公式2的变换,我们推导一下内回流比r的计算公式:
( X/ l( @5 r" u+ @9 d' n8 ~9 L- e( u0 m+ F% ?& H) [
η=r/(1+ r)1 T1 e; M& _+ M5 D
↓
/ b1 q q0 Y1 L& |1 a9 Xη+rη=r
/ Z3 Y- F( t6 i↓2 s; D0 ~# P9 n9 M3 @
η=r-rη
- N" }2 g8 b* v1 h, k↓
' z7 \* p! J2 S7 s/ _η=(1-η)r/ @+ X3 g9 F) y8 M# _ r
↓
8 t- d$ S$ U8 e% l ^6 c9 cη/(1-η)=r# {! K* s7 t& Y: j4 f5 x
↓" n: _7 {& K& w: o1 ^
r=η/(1-η)——式3
8 O# \- D$ N/ o
+ P0 F6 Q- x% b* f8 P J- ^7 E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:
# g& |: v& ^- v Y5 N& W5 |8 ?4 ]) T& J/ U0 a1 S4 r
η=(TN进-TN出)/TN进——式4
$ F% I- t7 u1 C2 P0 `& b" ~, y L# E* [& F. P
将公式4带入公式3内回流比最终的计算公式推导为
/ d1 F, {) d5 R2 S9 _6 n/ Y6 x7 i# f2 O8 R0 g9 o8 ^3 N7 Z
r=[(TN进-TN出)/TN进]/[1-(TN进-TN出)/TN进]
0 h5 m- g% Z) `' L1 w8 T+ v7 ~2 e- g8 V↓
* h* c8 f$ W' ?r=[(TN进-TN出)/TN进]/[(TN进-TN进+TN出)/TN进]' T3 t2 ~& [, p5 u; Y; ?
↓& G! I' g& Z* v0 Q1 z" c3 s' V
r=[(TN进-TN出)/TN进]/(TN出/TN进)* `9 B* T! O+ h F
↓
7 s& M' @! A; q9 V; [r=(TN进-TN出)/TN出——式5
1 w9 L2 Y6 x) |* V( ^+ E# r# t) x/ F7 }% a% l
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!' U, d3 F9 X' ] N8 \
- t% @; U' |) A6 k. k8 n实例计算 ) ^ }* {/ U- z
+ i v: D8 e2 E' I5 R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?
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. f% B7 h2 M3 B V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:# B+ H2 T, C; Y p
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r=(30-10)/107 P6 Z1 Y5 W f6 `4 ?$ y
↓
, j1 N2 X* Y9 i: u8 Y9 }r=2=200%
; v u$ l: [9 F7 e9 G% O. i6 S' Z) U, e* @: i& O& D' 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%!% T& l. U' _- |2 |7 g
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