氮去除全面国内污水处理厂活性污泥和滴滤池

文摘

在过去的十年中,更严格的污水废水的营养价值的需求已由立法和社会关注。在这项研究中,活性污泥中总氮去除效率和滴滤池过程(如/ TF)研究了在德黑兰北部污水处理厂。包括生物系统在这个网站,缺氧选择器,曝气池,最终沉降,滴滤池。废水处理后的一部分氯化与上层清液的脱水污泥进行混合,美联储滴滤池。上层清液与高浓度的NH脱水污泥₄- n被处理的废水来稀释滴滤池中提供完整的硝化作用产生硝酸滴滤池来到缺氧池,通过反硝化作用转化为氮气。根据研究结果,低浓度的有机痈和高浓度的北半球₄硝酸在TF - n导致硝化,然后脱氮氮气体发生在选择区域。NH₄从26.8 mg / L - n浓度降低到0.29 mg / L特遣部队,也没有₃从8.8 mg / L - n浓度增加到27 mg TF / L。因此,在生物过程总氮下降约50%。效率一直在观察返回流从最终沉降到TF 24%左右。得出结论,与生物营养物去除过程相比,这个过程是非常有效的和简单的。

1。介绍

许多工业废水、农业废物或其他人类活动产生高强度铵废水(1]。水污染是最严重的环境问题之一,由于放电营养到接收水域。因此,严格的操作标准污水处理厂(WWTPs)由当局。为了满足这些标准,改进控制WWTPs是必要的。WWTPs应控制的方式,工厂运营成本最小化,而污水标准仍然保持。介绍了不同控制算法WWTPs多年来(2]。大约25%的水体障碍是由于nutrient-related原因(如营养、氧气消耗,藻类生长,氨,有害藻华,生物完整性和浊度)。废水总氮包括氨、硝酸盐、颗粒有机氮,可溶性有机氮。主要是去除氮的生物过程(硝化反硝化3]。二级污水处理的发展过程和实施条例增加排放废水在过去的几十年里已经导致废水处理的变化从简单的有机碳的去除氧化氮(N)和磷(P) (4]。氮去除通常是实现了顺序交替好氧的和缺氧条件或创建分离区域内,硝化反硝化与合适的条件。或者,高水平的同步硝化反硝化(SND)可以实现,在活性污泥和生物膜的类型系统,在操作条件下好氧的和缺氧的微环境。硝化作用可能发生在液体/生物质接口,而硝酸盐或亚硝酸盐的脱氮可能发现在更深的地下生物量区(5]。

废水除有机质和营养改善环境条件以及为市民提供健康和幸福(6]。活性污泥法是应用最广泛的生物治疗(含碳和氮的废水污染物7]。传统活性污泥废水除氮的通常是通过连续的需氧和缺氧的过程。有一个巨大的需要开发可靠的国内废水的处理技术在发展中国家。这样的处理系统必须满足许多需求,如简单的设计,使用nonsophisticated设备、处理效率高、低操作和资本成本。此外,符合城市化、人口增长和增加的成本和可用性土地成为限制因素,和“足迹大小”正日益成为重要的选择一个处理系统8]。有很多方向的过程配置。一些方向系统旨在消除只有TN、TP,而另一些人则删除。方向系统导致TN和TP废水浓度低,正确操作和控制系统是必不可少的。运营商应该训练了解温度、溶解氧(做)的水平,pH值,丝状增长,循环载荷影响系统性能。为新工厂和改造方向成本不同。新厂方向成本是基于估计影响质量,目标污水质量和可用资金(9]。的一个关键设计参数对任何生物营养物去除系统是影响C, N, P比值(1]。COD / N比率影响微生物的数量。因为这个参数的增加导致硝化效率下降和提高脱氮效率10]。做浓度的控制也至关重要,因为它决定了反应堆的主要过程。高做抑制反硝化作用,而低做引起氨氧化限制11]。做的是很容易操纵控制的空气供应,它强烈影响曝气产生的废水处理的成本。COD / N比率较低和低做促进部分硝化,这减少需氧量和25%的鳕鱼脱氮要求40%12]。最重要的因素影响SND的有机碳,浓度,絮状物大小(13]。同时硝化细菌的增长(自养生物)和异养生物在一个反应器具有高COD / N比率使硝化效率低是因为这两种细菌群体之间的竞争(14]。最优有效通过SND脱氮浓度= 0.5毫克O₂/ L (15]。本研究的目的是调查的活性污泥中总氮去除效率和滴滤池过程(如/ TF)在德黑兰北部污水处理厂。

2。材料和方法

2.1。描述TWWTP

德黑兰污水处理厂(TWWTP)将包括4模块,为2100000人,平均每天流入5.2 m³/ s。这个工厂坐落在35.569098和51.439877的纬度和经度。了两个污水流结合流分离的流测量和治疗由机械和生物处理步骤补充与污泥处理单元。

曝气坦克用于生物使用活性污泥法去除污染物。的四个曝气坦克由选择器级联和两个额外的级联。盆地是设计成矩形活塞流反应器。滴过滤器的出口也将转移到曝气坦克的入口通道。在正常操作期间,每个四滴过滤器,将放电出口一个进气道的曝气坦克。因此,平等分配的硝酸四行。然而,在维修工作在一个曝气池或滴滤池也将有可能把滴滤池网点结合收集/分布结构和分配流向所有行由重力流(操作)。曝气坦克代表的位置发生的生物处理废水采用medium-loaded活性污泥过程。由于所选择的治疗目标和系统,主要降解BOD₅(有机污染物)将被执行。所需的脱氮主要在缺氧选择器级联,实现同步脱氮在缺氧的区域内的充气柜的一部分,污泥的羊群。期间废水温度较低predenitrification和同步脱氮提供nitrate-free废水。硝酸期间废水温度高,有些可能会留在废水,这并不影响污水质量只要在决赛中严重的脱氮沉积坦克是预防。为了防止这种“野生”反硝化作用,可以减少最终沉淀池的污泥停留时间小于1小时的控制污泥回流流。选择器是用来预防和控制丝状细菌增长。空气或机械搅拌机可用于选择器室内充分混合。在这种情况下,选择器将主要提供缺氧条件的进口硝酸滴滤池废水。一些空气供给只是预见混合用途。对脱氮能力,介绍了空气被认为是在设计如下所示。 Generally, the air supply will only have a limited effect on denitrification due to the high respiration rate in this initial compartment of the aeration tank (up to 4 times higher than average respiration rate). Effluent transfers the treated water to agricultural network, in case of noncompliance of the treated water quality with the stipulated treatment standard.

2.2。WWTP测量

2.2.1。全面的实验

每年监测活动是建立在一个床(2011年3月,2012年3月),包括测量流速(流量和流量的植物,欺骗过滤流入)和每周收集的样本(一个样本,在57周),在四个点:影响废水和两个样品的进口和出口滴滤池确定总氮(TN)、氨氮(NH)₄- n)和硝态氮(NO₃- n)。测定COD / N在这项研究中,鳕鱼样本的影响。图1显示了WWTP流程示意图和取样的位置。

鳕鱼决心用试管测试LCK 314(15 - 150毫克鳕鱼/ L)和LCK 514鳕鱼(100 - 2000 mg / L), DIN 38049 - 4后,每50光谱仪(哈希兰格,德国)。总氮、氨氮和硝酸盐氮得到使用电池测试LCK 238(有些毫克N / L), LCK 303 (NH 2-47毫克₄- n / L), LCK 342(0.6毫克₂- n L21)和LCK 339(0.23 - -13.50毫克₃- n / L),以下标准DIN38406-E 5 - 1和DIN 38402 - a51和相同的光谱仪。BOD测定根据考试的水和废水的标准方法(16]。实验装置由三个平行的模块和电极pH值的连续监测,温度和溶解氧(做),和计算机控制系统来维持浓度和温度设置点。

3所示。结果和讨论

下水道排水系统转移到德黑兰北部污水处理厂太长,达到30多公里在一些分支。高度尊重的最高和最低水平之间在上面提到系统超过700米。这件事导致了BOD₅集中在下水道减少再充气。BOD的平均浓度₅在入渗和工厂的废水,分别为255 mg / L和8.2 mg / L /持续时间进行了研究。在这样的条件下,氨化也发生(见图2)。NH之间₄- n,没有₃- n和TN原始污水如图3。

由于COD / TN的重要性,这个因素及其趋势进行了计算。分析了NH4-N滴滤池的进口和出口,去除效率是98%。TN去除效率与COD / TN表明这些参数并不直接相关,而这一趋势意味着有效参数对总氮的去除效率。批准的证明上面的结果是稳定的BOD去除₅和不稳定总氮的去除效率,如图4。

NH的浓度₄- n前滴滤池和曝气池后表明,硝化作用是做得好。NH₄从26.8 mg / L - n浓度降低到0.29 mg / L特遣部队(见图5),没有₃从8.8 mg / L - n浓度增加到27 mg TF / L。

以来,主要滴滤池是由污水流入,吸收氧气在这个单元用于NH转换₄- n没有₃- n,并没有要求为有机碳氧化消耗氧气。基于图7TF流入,平均率为24%,数据流总工厂批准,这个比例是可取的TN去除的50%。

德黑兰的平均浓度总氮污水处理厂进行了分析,并证明是55毫克/ L的35毫克/ L NH有关₄没有- n和0.8 mg / L₃- n如图6。

欺骗过滤器流总工厂流之间的关系比和总氮去除效率已经被显示在图7的平均值达到24%。这个数字表明,硝化和反硝化作用已经做得很好,和溶解氧和足够的可用滴滤池硝化。为了评估TN去除效率,这个参数是测量之前和之后的生物单位基于工厂设计,至少50%的TN必须被删除。因此,使用滴滤池,同时,能源消耗也降低了。减少能源消耗与低溶解氧在曝气坦克;在曝气池溶解氧的浓度设置为0.9 mg / L,在这种情况下,BOD₅定义和TN减少限制。还滴过滤器是用于硝化氨中包含高度浓缩滤液从污泥脱水的人物8说明了BOD和TN去除效率。另外,一部分废水的活性污泥硝化阶段通过滴过滤器返回。由于后续的反硝化活性污泥中的硝酸生产阶段,N的废水的要求_总≤30 mg / L。旁边的转移氨滴过滤器,最终澄清器的循环废水也可以稀释的污泥脱水滤液为了提供足够的碱度滴过滤器。不同于最初的设计,现在只预见将滤液从污泥脱水滴过滤器。所有其他污泥水和洗水将被转移到活性污泥的主要沉积或阶段。由于这一过程适应,BOD₅加载和悬浮物(SSs)加载到滴过滤器将非常低。

阿尔伯克基等人报道,氨去除率达到高值(从172 g N / m³d - 564 g N / m³d)的C / N = 2,较低的值(从13.6 g N / m³d为34.6 g N / m³对C / N = 20 d)。在50%和70%之间的上层部分的氨被过滤器(17]。

在Ryu等人的研究中,北半球₄- n去除性能稳定的去除效率平均95 - 96%,不管荷尔蒙替代疗法的应用。的TCOD - TKN-ratio 3: 6四级生物曝气过滤系统,污水不₃- n列脱氮的浓度为2.7 mg / L在脱氮性能优良的吸附采用四列功能,硝化,反硝化,纯化,分别18]。

基于盖等人的研究中,在不同的操作条件下,平均TFs删除2.4×10⁻⁴公斤N / (dm²),平均NTFs删除1.5×10⁻⁵公斤N / (dm²),因为较低的加载(19]。

在全面治疗平均渗滤液的生物反应器流304米³d⁻¹SRT的12和18 d,平均鳕鱼,,生物反应器的浓度在上游端,也就是说,支流,是554年,634年,3毫克L⁻¹分别,而没有检测的影响(20.]。

由此产生的独立滴滤池的可能波动的其他过程的质量流是一个更大的优势。由于低BOD₅和SS负载,显然,这种治疗步骤的主要目标是氨的氧化。一些降解的有机污染物可以被视为副作用,和它应该强调低有机负荷数据TF堵塞绝对是预防。生物活性生物量将坚持过滤材料,将创建一个生物草坪主要由硝化细菌(亚硝化单胞菌和硝化菌属),这将进一步完成氧化氨硝酸和硝酸。通过过滤材料后,硝化水收集和转移到曝气池的入口重力。

在正常操作期间,每滴滤池将直接与一个曝气池的入口通道。冗余的原因,也有可能把所有滴滤池出口流动之前分发给曝气坦克。滴滤池的回收废水活性污泥阶段有助于全面低能源需求的生物处理阶段。

4所示。结论

/特遣部队系统,低浓度的有机痈和高浓度的北半球₄硝酸- n导致TF部分硝化,然后脱氮氮气体发生在选择区域。所以,这些优势在TF部分会导致更好的性能比单独在TF TN去除。NH₄从26.8 mg / L - n浓度降低到0.29 mg / L特遣部队,也没有₃从8.8 mg / L - n浓度增加到27 mg TF / L。因此,在生物过程总氮下降约50%。效率一直在观察返回流从最终沉降到TF 24%左右。得出结论,与生物营养物去除过程相比,这个过程是非常有效的和简单的。

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