浙江某市政污水厂反硝化深床滤池中试数据

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2017-10-28 21:47

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因最近反硝化深床滤池的应用很广泛,后几篇内容更新几篇中试数据吧,内容很丰富,收好了哦


一.    试验过程及数据分析

1、 试验进程

本次中试过程共分成了四个阶段,基本情况如下:

试验阶段 历时 试验内容
第1阶段 7月17日-7月28日 设备、管道安装
第2阶段 7月30日-8月5日 设备挂膜调试阶段
第3阶段 8月6日-9月26日 以乙酸为碳源设备运行阶段
第4阶段 9月26日-10月29日 以乙酸为碳源前端投加PAC设备运行阶段
第5阶段 10月30日-11月4日 以乙酸为碳源前端投加硫酸铝设备运行阶段
第6阶段 11月4日-11月8日 以乙酸为碳源前端投加铁盐除磷药剂设备运行阶段

 

  • 中试验证第一阶段的持续时间为12天。在这个阶段,现场人员首先进行设备的卸货,定位、设备的安装、管道的安装、设备的测试等工作。截止7月28日,中试设备清水试车完成,顺利进行到下一调试阶段。
  • 中试验证的第二阶段持续时间为7天,这个阶段中试验证设备进入系统启动准备阶段,即生物挂膜阶段。通过向深床反硝化滤池注入厂区厌氧池污泥以及现场废水的方式进行初步培养。在培养过程中,污水及污泥开始以一个比较低的滤速在深床反硝化滤池内循环,然后开始小流量进水,促使深床反硝化滤池中滤料的挂膜,实现总氮的去除。

在污水厂领导的帮助下,根据调试期间进出水数据检测结果表明,截止8月5日,反硝化系统完成了挂膜阶段,出水水质基本达到设计要求,滤料挂膜情况良好。

  • 中试验证的第三阶段持续时间为52天,这个阶段为中试的主体阶段即连续进水测试阶段。当深床反硝化滤池内的微生物浓度达到一定浓度时,验证进入第三阶段。在这52天内,深床反硝化滤池满负荷运行,使用乙酸作为碳源,通过进出水数据对以乙酸为碳源的反硝化系统去除总氮的作用进行归纳分析,确定工程反硝化的可行性以及最优方案。
  • 中试验证的第四阶段为24天,这个阶段是在上一阶段的基础上前端投加PAC药剂,使之除去水中的TP,以便确定前端投加PAC可以使出水达到要求。
  • 中试验证的第五阶段为6天,这个阶段是在以乙酸为碳源的基础上前端投加硫酸铝药剂,使之除去水中的TP,以便确定投加硫酸铝可以使出水达到要求,并对两种除磷药剂进行对比,以确定最佳方案。
  • 中试验证的第六阶段为5天,这个阶段仍在以乙酸为碳源的基础上前端投加铁盐除磷药剂(包括聚合硫酸铁和聚合氯化铁),使之除去水中的TP,以便确定投加硫酸铝可以使出水达到要求,并对这几种除磷药剂进行对比,以确定最佳方案。

2、 乙酸为碳源阶段的数据及分析

8月6日-9月26日期间,深床反硝化滤池采用乙酸作为碳源,中试设备满负荷运行,测出进出水相关数据如下:

项目类别 中试进水(mg/L) 中试出水(mg/L)
水样日期 COD TN SS TP COD TN TN去除量 SS
8月6日 16.0 18.50 7 1.02 8.0 3.00 15.50 0
8月7日 13.0 15.10 4 0.88 9.0 2.00 13.10 0
8月8日 13.0 14.30 17 0.91 3.0 7.60 6.70 0
8月9日 10.0 14.00 0 1.03 10.2 13.30 0.70 0
8月10日 11.0 16.00 10 0.92 4.0 10.00 6.00 小于5
8月11日 12.0 15.50 10 0.52 8.0 9.57 5.9
8月12日 15.0 14.40 4 0.52 16.0 6.00 8.4 0
8月13日 16.0 16.50 0 1.15 15.0 6.60 9.9 0
8月14日 14.4 15.00 0 1.15 15.1 6.60 9.4 0
8月15日 19.0 15.10 0 1.16 15.0 3.00 12.1 *
8月16日 12.0 15.90 0 1.16 15.0 8.10 7.8 *
8月17日 32.3 17.50 22 1.25 14.5 3.26 14.2 10
8月18日 21.8 17.80 20 1.07 13.9 5.14 12.7 9
8月19日 20.0 17.10 0 1.35 15.0 2.64 14.5 0
8月20日 17.0 17.50 0 1.43 10.0 9.40 8.1 0
8月21日 19.0 18.67 0 1.17 10.0 9.66 9.0 0
8月22日 25.0 16.10 0 1.31 14.0 6.10 10.0 0
8月23日 17.0 17.40 0 1.48 12.0 4.50 12.9 0
8月24日 19.0 17.90 12 1.31 18.2 4.76 13.1 12
8月25日 19.0 17.60 11 1.46 16.4 7.96 9.6 10
8月26日 16.0 11.10 0 1.47 4.0 1.11 10.0 0
8月27日 27.0 13.20 0 1.18 12.0 0.90 12.3 0
8月28日 16.0 10.60 20 1.03 14.0 1.47 9.1 0
8月29日 8.0 17.80 20 1.13 14.0 2.00 15.8 12
8月30日 6.0 13.20 0 1.10 9.00 1.80 11.4 *
8月31日 10.0 12.30 0 * 10.0 6.00 6.3 0
9月2日 16.0 9.60 0 1.13 22.0 1.80 7.8 0
9月3日 1.0 11.10 0 0.73 11.0 0.30 10.8 0
9月4日 12.0 10.93 0 0.68 49.0 2.00 9.0 0
9月5日 4.0 11.10 0 0.81 10.0 3.10 8.0 0
9月6日 4.0 10.57 0 0.92 4.0 2.00 8.6 0
9月7日 19.9 15.90 0 0.94 5.8 5.40 10.5 0
9月8日 19.9 15.50 0 1.01 12.0 7.70 7.8 0
9月9日 20.0 10.60 0 0.85 29.0 0.00 10.6 0
9月10日 13.0 14.09 14 0.79 10.0 7.00 7.1 2
9月11日 15.0 11.73 14 0.78 10.0 7.95 3.8 0
9月12日 8.0 11.73 0 0.90 10.0 5.69 6.0 0
9月13日 7.0 11.82 27 0.70 12.0 6.00 5.5 0
9月14日 8.0 12.00 * 0.97 3.0 6.00 6.0 *
9月15日 9.0 10.80 * 0.94 12.0 7.20 3.6 *
9月16日 8.0 11.20 * 0.69 6.0 6.80 4.4 *
9月17日 5.0 10.20 0 0.95 9.0 3.50 6.7 0
9月18日 9.0 10.97 0 1.00 7.0 1.92 9.1 0
9月19日 10.0 11.20 * * 9.0 5.90 5.3 0
9月20日 5.0 11.50 0 0.90 5.0 5.90 4.7 0
9月21日 12.0 11.8 * * 2.0 7.50 8.4 0
9月22日 12.0 13.40 0 0.91 10.0 3.40 11.4 0
9月23日 11.0 7.30 0 0.98 7.0 0.10 10.6 0
9月24日 16.0 11.90 0 3.10 15.0 2.50 11.8 0
9月25日 17.0 11.50 0 2.68 12.0 1.60 7.1 0
9月26日 10.0 13.10 0 1.91 11.0 0.20 11.0 4
9月27日 17.0 18.50 2 1.44 13.0 0.90 14.1 0
9月28日 8.0 12.60 * 0.98 9.0 4.40 3.9 0
9月29日 17.0 16.20 24 1.03 7.0 8.70 3.6 0
9月30日 14.0 11.30 3 1.94 10.0 12.60 5.5 0

注:因滤池进水SS已经低于10mg/L,实验室只对出水SS抽样进行检测。

从上述数据中可以看出:

  • 8、9月份出水总氮趋于稳定,满负荷设计流量6m3/h的情况下,出水总氮稳定低于15mg/L,两月的平均去除量在83mg/L,结合现场驱氮情况分析,反硝化细菌生长良好;

因8月9日进水管脱落和9月29日加药泵问题未加入碳源,故这两天的总氮去除效果差,后续设备维护完成后,数据稳定可靠。

  • 由进出水COD数据表可以看出,出水COD时高时低,具有一定的贡献值,此情况的产生是因为中试试验中碳源的加药量为固定数值投加,在中试进水水量很小的情况下,计量泵的工况误差对水质的影响较大,进出水TN的波动都会动COD产生影响。在工程实际使用过程中,计量泵的流量远远大于中试流量,计量泵的工况影响可以忽略不计,出水COD不会产生上述波动现象。
  • 深床反硝化滤池对SS去除十分有效,虽然是抽检,但每次出水值均能达到一级A排放标准。

 

 

3、 加PAC阶段的数据及分析

10月10日~11月1日期间,深床反硝化滤池前端投加PAC,中试设备满负荷运行,测出进出水相关数据如下:

 

项目类别 中试进水(mg/L) 中试出水(mg/L)
水样日期 COD TP TN SS COD TP TP去除量 TN SS
10月10日 6.0 1.08 16.80 9 7.0 0.72 0.36 9.50 0
10月11日 7.0 3.44 12.80 0 2.0 2.29 1.15 3.03 0
10月12日 14.0 2.46 13.79 0 2.0 1.58 0.88 2.47 0
10月13日 15.0 1.58 19.37 2.0 0.97 0.61 12.33
10月14日 12.0 1.46 19.80 2.0 1.58 -0.12 12.08
7.0 1.56 18.80 0.0 0.60 0.96 7.50
10月15日 10.0 0.74 16.20 12 1.0 0.50 0.24 5.00 0
1.0 0.70 18.60 1.0 0.27 0.43 4.80
10月16日 9.0 0.80 14.80 0 1.0 0.33 0.47 9.90 0
1.0 0.82 15.05 5.0 0.22 0.60 8.76
10月17日 10.0 2.91 5.90 0 6.0 1.12 1.79 0.41 0
11.0 2.92 5.80 4.0 1.39 1.53 0.35
10月18日 11.0 1.87 7.60 3.0 1.07 0.80 2.77
10月19日 13.00 1.35 8.40 17.0 0.52 0.83 0.70
10月20日 6.0 1.30 6.60 15.0 0.81 0.49 6.60
10月21日 8.00 1.69 7.20 12 7.0 0.82 0.87 7.20 4
10月22日 9.0 2.00 12.20 * 3.0 1.52 0.48 8.00
10月23日 8.0 1.29 9.70 26 2.0 0.71 0.58 4.50 23
4.0 1.19 9.90 * 5.0 0.51 0.68 7.00
10月24日 10.0 2.00 7.30 27 6.0 0.84 1.16 1.60 13
7.0 2.30 7.30 * 6.0 1.23 1.07 3.60 *
10月25日 6.0 1.83 8.30 0 4.0 1.02 0.81 1.80 4
10月26日 7.0 0.82 11.50 * 3.0 0.32 0.50 9.30 *
10月27日 17.0 0.92 29.90 * 1.0 0.30 0.62 8.90 *
10月28日 9.0 0.76 11.90 3 3.0 0.20 0.56 5.60 0

注:因滤池进水SS已经低于10mg/L,实验室只对出水SS抽样进行检测。

从上述数据中可以看出:

  • 投加15mg/L的PAC后,TP去除在70mg/L左右,去除率随着变化而变化;
  • TN的去除效果受投加PAC的影响,去除量有所降低,但总体效果仍能达到要求;
  • 10月份开始,COD去除效果有明显回升,出水COD均小于进水COD,COD平均去除率达9%,数据回升的原因在于:PAC的投加对于COD的去除有一定的效果,同时稳定的脱氮系统使得COD出水有了更好的保证,无穿透的危险性。
  • SS去除率基本稳定,除23日由于测量等误差致出水超标外,其他一切正常;

注:9月27日-10月17日投加量为10mg/L,17日下午-18日投加量为15mg/L,19日-28日投加量为20mg/L。

10月20日-21日,由于进水泵堵塞致出水效果变差。

4、 加硫酸铝阶段及数据分析

10月30日-11月4日在以乙酸为碳源的基础上,在前端投加一定15mg/L的硫酸铝,中试设备满负荷运行,测得进出水相关数据如下:

 

项目类别 中试进水(mg/L) 中试出水(mg/L)
水样日期 编号 COD TP TN SS COD TP TP去除量 TN SS
10月30日 1 2.0 1.84 9.11 0 2.0 0.84 1.00 0.56 0
2 6.0 1.59 7.10 11.0 0.43 1.16 2.30
3 2.0 1.47 9.80 7.0 0.41 1.06 1.50
10月31日 4 1.0 1.34 9.40 2 2.0 0.44 0.90 4.10 0
5 1.0 1.14 9.40 0.0 0.34 0.80 1.40
6 1.0 1.27 8.90 0.0 0.20 1.07 4.50
11月1日 7 1.0 1.10 9.00 8 2.0 0.35 0.75 * 0
8 14.0 1.15 9.10 7.0 0.27 0.88 2.40
9 11.0 1.19 9.10 6.0 0.14 1.05 6.10
11月2日 10 12.0 0.88 13.60 7.0 0.15 0.73 4.00
11 4.0 0.88 9.40 0.0 0.27 0.61 6.90
12 9.0 0.89 16.96 4.0 0.24 0.65 8.36
11月3日 13 0.0 0.31 10.27 2.0 0.15 0.16 3.10
11月4日 14 16.0 0.90 16.00 0 7.0 0.09 0.81 8.40 0

注:因滤池进水SS已经低于10mg/L,实验室只对出水SS抽样进行检测。每天早中晚取三次水样进行检查。

从上述数据中可以看出:

  • 硫酸铝的投加量为15mg/L,去除TP在83mg/L,去除效果较好;
  • TN去除量受硫酸铝药剂投加的影响有所下降,但整体效果能达到处理要求;
  • 进出水COD较低,且出水COD一般比进水低,都能达到一级A要求;
  • 出水SS去除基本稳定,且都能达到一级A要求。

5、 加铁盐除磷药剂阶段及数据分析

11月4日-11月8日在以乙酸为碳源的基础上,在前端分别投加15mg/L的聚合硫酸铁和聚合氯化铁,中试设备满负荷运行,其中4日-5日投加为聚合硫酸铁,6日-8日投加为聚合氯化铁,分别测得进出水相关数据如下:

项目类别 中试进水(mg/L) 中试出水(mg/L)
水样日期 编号 COD TP TN SS COD TP TP去除量 TN SS
11月4日 1 20.0 0.92 8.10 0 11.0 0.18 0.74 3.98 0
2 17.0 0.90 7.65 7.0 0.12 0.78 3.78
3 17.0 0.93 14.29 10.0 0.09 0.84 3.58
11月5日 4 14.0 0.91 8.61 0 14.0 0.09 0.82 2.50 0
5 7.0 0.84 9.60 1.0 0.09 0.75 4.40
6 7.0 0.88 9.00 0.0 0.08 0.80 3.10
7 7.0 0.84 10.60 4.0 0.06 0.78 5.80
11月6日 1 6.0 0.81 9.40 43 4.0 0.07 0.74 0.20 0
2 7.0 0.73 8.70 1.0 0.08 0.65 0.00
3 8.0 0.70 7.40 4.0 0.12 0.58 0.00
4 4.0 0.68 7.30 2.0 0.07 0.61 0.00
11月7日 5 3.0 0.77 8.60 0 5.0 0.06 0.71 2.80 0
6 5.0 0.78 10.20 1.0 0.09 0.69 1.10
7 4.0 0.78 8.86 0.0 0.07 0.71 0.66
11月8日 8 0.0 0.72 9.46 0.0 0.12 0.60 5.64

注:因滤池进水SS已经低于10mg/L,实验室只对出水SS抽样进行检测。每天早中晚取三次到五次水样进行检查。

从上述数据中可以看出:

  • 聚合硫酸铁的投加量为15mg/L,去除TP在79mg/L,去除效果较好;
  • TN去除效果受聚合硫酸铁投加的影响小,且出水水质稳定;
  • 出水COD比进水低,都能达到一级A要求;
  • 出水SS去除基本稳定,且都能达到一级A要求。

 

7、 药品使用情况分析

在本次中试过程中,因中试设备中的加药计量泵没有自动调节功能,采用固定药剂的方式来进行碳源的投加。

在以乙酸为碳源的阶段,按照去除1g硝态氮消耗5g乙酸的方式来进行定量,按照去除5个硝态氮计算,将乙酸的密度以及纯度折合计算后,每日所需乙酸量为3600ml,实际投加量3500ml。

根据实际进出水总氮数值统计,整体平均去除个数达8.83mg/L

将实际处理效果和原有设计去除5个硝态氮所需碳源进行比较可以发现,当按照1:5投加碳源时,实际TN去除个数高达8.83mg/L,超过了预期的估计效果。

碳源利用率一览表

碳源 设计投加量 设计脱氮值 实际投加量 实际脱氮值 利用率
乙酸 1:5 5 1:5 8.83 177%

对于除磷药剂而言,投加15ppm的PAC平均可以去除0.70mg/L的总磷,而投加15ppm的硫酸铝平均可以去除0.83mg/L的总磷(因聚合硫酸铁和聚合氯化铁与硫酸铝价格相差不多,故只以硫酸铝为例),对比分析表如下:

除磷药剂利用率一览表

药剂 设计投加量 设计去除TP值 实际投加量 实际脱氮值 利用率
PAC 15ppm 0.5 15ppm 0.70 140%
硫酸铝 15ppm 0.5 15ppm 0.83 166%

 

根据本次中试数据分析可知,乙酸与除磷药剂运行费用如下:

碳源 有效含量 理论投加量

(g/NO3或g/TP,g|ppm)

实际投加量

(g/NO3或g/TP,g|ppm)

单价   (元/kg) 吨水

消耗(g/m³

吨水成本(元) 冬季投加

成本(元)

乙酸 99% 2.68 3.0 3.0 15 0.045 0.011
PAC 30% 15 15 2.0 15 0.037
硫酸铝 15.6% 15 15 0.65 15 0.01

注:因药剂市场价时有变动,以上费用供参考,实际运行费用应以市价计算为准。

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