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2.3
厌氧氨氧化系统设计
厌氧氨氧化系统包含调节池、斜板沉淀池、生物池、沉淀池、鼓风机房。系统主要设计参数见表2。
3
预期效果
厌氧氨氧化工艺处理脱水滤液在国内外已有较多成功的实例,荷兰鹿特丹污水厂已建厌氧氨氧化系统设施,设计处理规模为500 m3/d,进水氨氮浓度为800~1000mg/L,经处理后出水氨氮20mg/L、硝酸盐100mg/L,氨氮去除率90%,总氮去除率75%。本工程目前尚处于调试运行阶段,大概需要6个月运行周期。但该厂的核心工艺“红菌”已在高碑店厂启动示范工程,用于处理水厂高浓度氨氮的消化污泥脱水滤液,处理规模500m3/d,经处理后总氮去除率达到80%以上。且厌氧氨氧化工艺的核心工艺“红菌”同样应用于湖北省十堰市西部垃圾填埋场垃圾渗滤液处理,处理规模150m3/d,进水氨氮1000~1200mg/L,经处理后出水氨氮小于10mg/L、总氮低于40mg/L
4
问题及优化措施
4.1
问题
(1)厌氧氨氧化工艺启动缓慢,世界上第一座生产性装置启动时间长达3.5年,过长的启动时间是其工程应用的重大障碍。
(2)厌氧氨氧化菌(红菌)生长缓慢,细胞产率低,且沉降性能不佳,易流失,反应器内的生物活性不易维持。如图3所示,为反应器运行不善,漂浮在水面上的红菌。
图3 生物池内红菌
(3)厌氧氨氧化菌(红菌)对环境温度要求苛刻,这也是国内厌氧氨氧化工艺大多停留在小试阶段的原因之一。因此在工程化应用中,如何控制反应器温度,保证系统稳定运行,是设计者亟需解决的问题。
(4)厌氧氨氧化系统进水来自板框压滤水,板框系统在长期运行之后,滤布很容易出现问题。一旦滤布泄漏,会导致整个厌氧氨氧化系统的进水SS升高,长期运行会使调节池底部沉泥增加,常规设计中检修调节池需要整个厌氧氨氧化系统停产,板框压滤水再次回到进水泵房,从而影响后续的污水处理。
4.2
优化措施
(1)系统在运行过程中,为保证系统内部的生物量,沉淀池进水分布管处采取截面1/4开孔措施,使水流均布进入沉淀池,防止因集流进入导致沉淀池底部沉泥被搅起,从而影响回流污泥量;沉淀池出水槽两边加挡板,由于红菌菌种颗粒小,沉降性能弱,易流失,挡板可以有效地在出水端截留污泥量,保证出水水质;沉淀池的剩余污泥在一般设计中会排入厂区,本设计中,采取延长排泥时间措施,剩余污泥进入生物池,以回收菌种。
(2)为控制菌种温度环境,设计中在生物池前端设置调温池,经热量平衡计算发现,冬季该厂生物池进水平均温度为33℃,夏季进水平均温度为37℃。红菌最适宜生存温度为35℃。所以将斜板沉淀池出水、初沉池水、冷却水(冷水)及一级冷却水回水(热水)分别汇入调温池,其中初沉水作为营养水。冷热水通过潜水搅拌器搅拌混合,该混合水即为调温水又为稀释水,通过自动温控系统调节流量,使水温稳定。该优化措施同时利用了热水解系统的低温热交换水(一级冷却水回水),避免了能源浪费。
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