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)!! s/ o1 @1 r" Z" z
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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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r1 y$ S/ u% h内回流控制范围' {3 D# z+ ]4 F
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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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. g: U: [9 ^* U% H4 [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DO
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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!
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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!6 W% ]: u5 G% G6 O* O6 `% C3 x
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2、防止内回流泵的状态失控2 U! @$ U3 ~+ F/ R& Y
5 B. X( B$ n" I7 D1. 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!
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% a6 C O2 Q+ z8 r0 `' a! I2 F1 J3.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!& y4 s2 \$ d3 K! K- i
, f n* E+ t1 s- d0 N内回流比公式推导
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5 N/ N) m* n$ _% p内回流比的公式推导需要用到反硝化脱氮效率公式:" N8 R! K" N C6 ]. z2 S% L: A% z
- k0 l; a1 U6 N
η=(r+R)/(1+ r+R)——式1 r0 s. B; \- K3 v/ N
S6 e, I7 X3 a; D8 Q1 R; Z其中, r- m* ^4 O, o, u% @( e2 k i+ L
η—反硝化效率;! M" M9 v6 M1 a, \8 W/ X: Y, x. f
R—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;. o* _4 j! A; h7 p% i
r—内回流比。
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F; B8 Q9 _4 x* U6 z" b9 e n所以我们的公式1可以简化为:3 i( U1 s- d3 ^' X/ a+ |6 w+ q
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η=r/(1+ r)——式2: U0 [0 j2 M! P" m' y
! Z# {% J5 d2 ?根据公式2的变换,我们推导一下内回流比r的计算公式:9 t7 Q8 B5 y% C j. q
8 w Y/ m7 L9 @: Y* x4 V
η=r/(1+ r) K8 Z8 E+ `( Q s: U1 J
↓
x! Q# ^/ h9 O9 a/ iη+rη=r9 h# q7 e. Z" [8 K: I( m) ~" N% D
↓
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↓
% v, y2 _8 B k+ `4 ]η=(1-η)r% `% q" l& ]' [' [, S
↓
3 J/ Z2 ?) g+ i9 T2 ~9 M5 P) `η/(1-η)=r/ X9 l( U7 ~4 l8 v" q( \) } @( T/ w
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r=η/(1-η)——式35 c3 L) R O& A" z3 I& c" ^
: q h! P( P' y; k \ M0 @# g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:2 z7 ]- O' f% T, W( U! U' b! t
# O$ @% o, e. O9 Bη=(TN进-TN出)/TN进——式4
- s0 I, j) M, ] d; R
) a1 g1 Y8 v* W& s- J3 [1 g将公式4带入公式3内回流比最终的计算公式推导为
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+ _! U& d: n Z- `6 f P5 R4 E/ V- ~r=[(TN进-TN出)/TN进]/[1-(TN进-TN出)/TN进]3 U* j$ X2 n4 S) s8 ]9 Z
↓' R) {" F$ z, r" c
r=[(TN进-TN出)/TN进]/[(TN进-TN进+TN出)/TN进]
( z& }, ?, ~8 E+ r7 ?) Z$ {. ]3 v↓% B+ ]3 j! \# l3 F; |
r=[(TN进-TN出)/TN进]/(TN出/TN进)
) D1 _( g8 l2 [, V' t& V↓
) u, b" n% T5 W6 ~2 ~r=(TN进-TN出)/TN出——式5# O$ X w( |" B; h4 ~, Z
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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!1 s6 }$ ?1 ]+ S! e" K3 e7 M
& [" s* f. E) P实例计算 7 P2 F9 o1 M1 C: n X* J
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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?; h. } b- X$ j8 ]1 P
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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5:7 E3 P7 @0 Z/ w
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r=(30-10)/107 e2 k# b, w7 [5 H3 D9 B0 j% `
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r=2=200%
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. p- f) Q+ V: Q* ]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%!
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