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表2 试验工况数据表
当曝气量和曝气时间发生变化时,各工况一个周期内DO的变化并不相同,但是各个工况都表现出由小到大的一个变化过程。试验采用 HRT为16h,回流比为150%。五种工况的出水水质情况如表3所示。
表3 五种工况试验结果数据表
从上述分析可知,DO的控制对脱氮效果的影响较大。要取得好的脱氮效果,首先要将硝化进行得比较彻底,而DO对于硝化反应有着重要的影响。试验表明,适合于脱氮的DO浓度反映在两个方面:一是曝气阶段的最低DO浓度必须达到一定水平,根据试验,这个最低DO浓度水平是1.40 mg/L;二是曝气期末端DO水平也要达到一个较高值,这个值的选择范围要宽一些,根据试验结果, 2.5~3.5 mg/L的控制范围比较合理。
五种工况下,DO和曝气时间的改变对NH3-N去除率影响最大,NH3-N去除效果好的工况脱氮效果也相应较好,硝化最好的工况3脱氮效果最好,脱氮率达到了65.93%,而硝化率最低的工况5脱氮率则最低,为49.16%;DO和曝气时间对COD去除率的影响则很小,各种工况下COD的去除率都达到了90.32%以上,
曝气时间对脱氮的影响也是存在的,试验表明,要取得较好的脱氮效果,缩短曝气时间就必然需要增大曝气量,即便如此,试验中的工况2和工况3的脱氮效果还是有差异,若工艺曝气时间采用定时控制,在选择合适的曝气量下,应尽量选择较长的曝气时间。
四、 CASS工艺曝气时间控制研究
关于DO和曝气时间对系统脱氮影响的研究表明,曝气时间可以根据污水处理的需要进行灵活的选择,但是如何选择最合理的曝气时间是下面试验需要讨论的问题。
对曝气时间控制目的有三个:一是实现计算机自动控制;二是在保证出水水质前提下尽可能节省运行费用;三是避免曝气量不足或反应时间过长而引起的污泥膨胀。
目前CASS工艺对曝气时间的控制有两种方法,即定时控制和实时控制。
定时控制是将曝气时间设定为某一固定值。实时控制是采用现代监测仪器对反应时间进行控制。一种是通过在线COD或BOD仪监测污水,一旦达到出水要求即停止曝气,这是最理想的控制方式,但是对监测仪器的要求较高;另一种是通过ORP、DO、pH仪来控制曝气时间,由于曝气期内CASS池的COD、NH3-N和NO3-N等物质浓度的变化与ORP、DO和pH等值之间存在着一定的相关性,这种相关性可有效地指导工程曝气时间的控制。实时控制是目前研究和应用最为广泛的方法,但是对于不同的水质,曝气过程中的参数变化规律是不同的,需要作具体的分析。
结论
1、污泥有机负荷控制在0.18~0.25kgCOD/(kgMLSS˙ d)左右,其反硝化效率较高,脱氮率可以达到60~70%。而当污泥有机负荷高于0.28 kgCOD/(kgMLSS˙d)时,COD的降解和含氮物质的硝化都开始受到很大影响,出水中COD和NH3-N的浓度都偏高,出水水质变坏。当NH3-N负荷低于0.045kg NH3-N/(kgMLSS˙d)时,硝化进行得比较彻底,硝化率达到96%以上。反之,则硝化效果急剧下降,硝化率明显下降,仅达到50~80%, 但NH3-N负荷对反硝化效果影响不明显。2、当回流比从50%增加到250%时,系统脱氮率先增后减,在回流比为150%时达到最大值。3、DO对于硝化效果有着重要的影响。要取得较好的硝化效果,一是主反应区最低的DO要达到1.40 mg/L以上;二是曝气期末端DO控制在 2.5~3.5 mg/L范围。4、曝气时间对脱氮效果也存在影响,要取得较好的脱氮效果,缩短曝气时间就需要增大曝气量,对于采用时间作为控制参数的CASS工艺,在选择合适的曝气量、满足沉淀和滗水要求的前提下,应尽量选择较长的曝气时间。
5、实时控制优于定时控制,CASS工艺在处理高氨氮生活污水时采用DO与NH3-N的相关性作为控制曝气时间的依据比较合理,这种控制方式可实现计算机自动控制,在保证出水水质前提下尽可能节省运行费用。
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