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工藝技術

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BNR工藝

添加時間:2015/1/19 10:30:44    來源:國美(天津)水技術工程有限公司    點擊次數:5664

BIONUTRE工藝,簡稱BNR工藝,是采用生物脫氮除磷的技術。

BNR工藝的核心設計理念是:缺氧曝氣。在缺氧曝氣區,既存在氧化污水中的有機物反應,同時也發生著硝化/反硝化和短程反硝化反應。缺氧曝氣是所有BNR工藝的關鍵,具體工藝形式有ORBAL 氧化溝、VLR立環反應器 、VertiCel反應器等。

ORBAL氧化溝工藝


一、典型的ORBAL氧化溝工藝

 ORBAL氧化溝是一種很有特色的氧化溝工藝,該工藝非常適用于污水常規二級生物處理,在去除污水中的碳源污染的同時,還能進行生物脫氮與生物除磷。

  ORBAL氧化溝是由若干同心溝道組成的多溝道氧化溝系統,溝道平面呈圓形或橢圓形,具有完全混合式及推流式反應池系統的特征,耐沖擊負荷能力強,易于適應多種進水情況和出水要求的變化,具有很強的靈活性。ORBAL氧化溝與標準單溝道氧化溝相比,需氧量可節省20%~35%,從而大大降低了能耗,節約了運行成本。該工藝操作控制簡單,維護管理方便,通常情況下只需定期為曝氣機軸承添加潤滑油即可。

典型的ORBAL氧化溝有三個同心溝道。三個溝道由于進水負荷和供氧量的不同,溶解氧濃度形成明顯的梯度分布:外溝溶解氧一般接近于0mg/L,中溝溶解氧平均為1mg/L,內溝溶解氧平均為2mg/L,從而在三個溝道內形成了恒定的曝氣缺氧區和好氧區,為生物硝化和反硝化提供了條件,達到生物脫氮的目的。發生在外溝道的“同時硝化/反硝化”和“短程反硝化”作用更加強了系統的脫氮功能。另外由于外溝道內溶解氧濃度為0mg/L,在C/N比適宜的情況下,硝酸鹽很快被反硝化成氮氣,同時微生物在此條件下過度釋放磷之后在好氧狀態下再對磷進行過量吸收,達到同時脫氮和除磷的效果。ORBAL氧化溝如果設置內循環系統,脫氮率可達95%或以上。

  ORBAL氧化溝經過幾十年不斷的工藝發展和設備改良,現在全世界已有上千座城市污水處理廠和工業廢水處理廠采用此工藝及相關設備,運轉良好,效果顯著。

二、合建式ORBAL氧化溝工藝

        合建式ORBAL氧化溝是將二沉池與氧化溝合建,將二沉池建于氧化溝中心,形成一個大的同心圓結構。這種形式,既可以節省占地,同時又減少了土建與管道的工程量,減少水頭損失,節省了投資與運行經費。

       ORBAL氧化溝作為較優化的工藝之一,可以在城市污水處理工程中推廣應用,尤其適用于中小規模的污水處理廠。目前,全國已有數百余座城市污水處理廠采用了ORBAL氧化溝工藝,這些污水處理廠的成功運行,已經驗證了上述大部分優點。

        為緩解部分地區用地緊張的局面,可靈活選用合建式ORBAL氧化溝結構。在重慶市南川等地的污水處理廠采用了合建式ORBAL氧化溝工藝,現已投入運行幾年,處理效果良好。

三、轉碟曝氣機 

 ORBAL工藝的關鍵設備為轉碟曝氣機。轉碟曝氣機由電機減速機驅動水平軸帶動轉碟旋轉,在轉碟旋轉時起到充氧和推動水流水平流動的雙重功能,可防止污泥沉淀,達到很好的處理效果。曝氣轉碟的充氧性能及動力特性可通過增減轉碟數量,改變浸沒水深,或調節轉速來進行調整。該設備的高混合效率,保證了在大多數全負荷條件下生物過程性能優。此設備不僅適用于ORBAL工藝,同時也適用于其他溝型的氧化溝工藝。

         我公司的轉碟曝氣機具有以下優點:

■領先的技術

         ORBAL氧化溝工藝及轉碟曝氣機設備的創始公司原Siemens Water Technologies LLC.USFilter Envirex公司)授權國美(天津)水技術工程有限公司在中國獨家制造,按照技術授權方的技術及品質標準和生產工藝進行生產,具有美國產品同等的質量。

         碟片注塑模具由技術授權方提供,全部采用技術授權方指定的原裝進口的原料,產品返銷美國及世界其他地區。

■精心篩選的碟片原材料

         碟片采用高強度聚苯乙烯,具有較高的強度及抗沖擊性能,耐腐蝕,壽命≥20年;聚苯乙烯碟片重量輕,比重≤1,大大低于國內同類產品的重量,明顯改善水平軸及軸承的受力情況,降低了水平軸的撓度,提高了軸承的使用壽命。

VLR立環生物反應工藝

一、工藝概述

VLR生物反應工藝是由ORBAL氧化溝發展而來的,它與ORBAL氧化溝的不同之處在于氧化溝內的污水是在水平回路中循環流動的,而在VLR中污水則是在繞著水平分流隔板的豎向回路中循環流動的,VLR由一個混凝土或鋼制的池子組成(依處理規模及場地限制等因素靈活選擇材質及形式),池內設有一個水平隔板,隔板的寬度與池子等寬,長度比池子長度略短。第一個采用VLR工藝的處理廠于1986年建于Hohenwald, TN。目前已有幾十個VLR系統已經建成并運行,處理水量從0.19萬噸/天到45萬噸/天。

VLR系統通常由不只一個VLR池組成,在這種情況下,多個VLR反應器??橐話鬩源男問皆誦?。這樣類似于ORBAL氧化溝工藝在池內形成了0-1-2的溶解氧梯度,大大提高了整個系統的傳氧效率,節省系統能耗。

二、工藝特點

u 以奧貝爾(ORBAL)工藝為基??;

u 鼓風曝氣系統增強投氧的靈活性;

u 池中水平隔板延長了氣泡在水中的停留時間,使其可達傳統曝氣系統的三倍以上,大大增加傳氧效率;

u 利用矩形及較深池體(最深可達到8.5m),以節省土建費用及用地;

u 規則外形易于實現??榛墓ひ兆楹?;

u 設置雨水溢流槽,VLR系統能夠承受高流量負荷而不致產生“跑泥現象”,增強了抗水質水量沖擊負荷能力;

u 提高了污泥的沉降性和穩定性;

u 由于VLR系統的需氧量低于相同處理能力的傳統方工藝,故VLR工藝與傳統處理方法相比,可節省約20%的能耗。

VertiCel高效組合曝氣工藝

一、工藝介紹

VertiCel系統是我公司引進的國外先進技術。此系統可用于新廠的設計,以及現有采用微孔曝氣工藝的處理廠的升級改造。

在大多數的污水處理廠中,活性污泥曝氣系統消耗的電能占處理廠總能耗的大部分。這樣,為了降低處理廠的運行費用,提高曝氣系統的效率是一個主要因素。通常只考慮曝氣設備的效率,而忽視了系統的整個設計對曝氣效率的影響。

VertiCel高效組合曝氣工藝已被證實能夠節省大量電能。這種系統的特點是反應池分階段串聯在一起,第一階段反應池采用機械曝氣,第二階段反應池采用微孔曝氣。與傳統的微孔曝氣相比,組合曝氣能夠大量節省能耗。

傳統活性污泥設計只有一種曝氣設備,通常對于設備和工藝均要確保單一氣源的可靠性。在組合曝氣設計中,需要有豐富的工藝工程經驗將表曝和底曝這兩種差異較大的曝氣設備整合成一個兼容的系統。

二、工藝特點

1、曝氣效率

根據不同情況的大量研究, 雖然機械曝氣和微孔曝氣兩種設備在清水中的曝氣效率差別很大,但當在混合液中考慮了α系數后,這兩個效率將基本相當。

機械曝氣對表面活性劑的反應與微孔曝氣不同。表面活性劑幫助產生更小的水滴,提高氧傳輸的可利用表面積。這樣,在活性污泥系統中采用機械曝氣α系數實際上能高于1.0。在機械曝氣的長推流池中進行的研究中發現,前端測得的α系數是1.2,出口處是≤1.0。與微孔曝氣相反,機械曝氣好的氧轉移效率是在工藝系統的前端。

2、溶解氧DO

另一個影響曝氣設備氧轉移效率的是設計中采用的DO值。研究表明,將長推流池分隔成幾段處理工序,當初始階段的DO0時,能夠得到較好的工藝性能。這些研究指出,當曝氣池從較低的DO轉成較高的DO時,能夠產生沉降性能較好的活性污泥。

分離的反應池(前一半的DO0,后一半的DO較高)提高系統的氧轉移效率。缺氧池中曝氣設備的氧轉移效率能提高20%或者更高。另外,建立了同時硝化反硝化的環境。DO0的曝氣池的反硝化率在沒有內循環的條件下能達到80%。

3、曝氣缺氧                                  

定義:0 DO的曝氣池或者在缺氧條件下運行的曝氣池是曝氣缺氧池。通常的非曝氣缺氧池僅利用了總生物量的一小部分,通常是20%或者更低,而曝氣缺氧池則至少利用總生物量的一半,并且有更多的工藝優勢以及節省能量。

VLR是一種理想的曝氣缺氧立式循環反應池。轉碟曝氣機提供氧傳輸以及混合攪拌。

4、組合曝氣

在較大規模的污水廠,為進一步提高系統運行費用,將VLR和微孔曝氣合并在一起作為一種新工藝形式。將機械曝氣放在處理系統前端的依據是因為它們將有高的α值。在0 DO條件下傳遞一半的總需氧量,這將進一步提高傳氧效率,同時也通過反硝化獲取氧氣。在第二階段采用微孔曝氣是因為α值提高,第二階段微孔曝氣的曝氣效率是它放在第一階段(系統前半部分)時的兩倍。

這種微孔曝氣之前設置VLR立環生物反應器的高效組合曝氣被稱為VertiCel,該名稱來源于作為前置曝氣缺氧環狀池的VLR(vertical)以及后接部分的微孔曝氣單元(Cells)的組合。

VertiCel的節能特征總結如下:

l  微孔曝氣用于系統的后半部分,優化了微孔曝氣的α系數;

l  機械曝氣用于系統的前半部分,優化了機械曝氣的α系數;

l  系統的前半部分保持曝氣缺氧條件,通過反硝化作用釋放了相當多的氧氣;

l  系統的前半部分在0 DO下進行氧氣傳輸,有利于提高曝氣設備的曝氣效率。


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