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泥水自循环型除磷脱氮工艺是在借鉴UNITANK、A2/O等工艺优点的基础上研发的新型高效除磷脱氮的污水处理工艺。该工艺是由五个水力连通的矩形反应池构成,通过周期运行自动完成混合液与污泥回流。与普通的A2/O工艺相比,具有无混合液回流设备、污泥回流量少、运行方式灵活、维护管理方便的优点。系统通过PLC可编程序控制器自动运转,运行方式和控制状态可以灵活调整,维护管理方便。
通过对本工艺特性的分析研究,探讨了实时控制的可行性,并建立泥水自循环型工艺的阶段时间实时控制技术;对出水的进一步深度处理做了研究。得出的主要结论如下:
泥水自循环型除磷脱氮工艺的运行方式有利于各类微生物的生长,活性污泥培养20d以后就能取得良好的除磷脱氮效果。在水力停留时间为13h,周期设置按主体段、过渡段和沉淀段分别为90min、120min和30min,泥龄为12d~15d,边池污泥浓度为4000mg/L~6500mg/L的工艺条件下,COD的去除率达到90%以上,氨氮的去除率达到90%以上,TN的去除率约为75%,TP的去除率约为88%。当受到高浓度污水的冲击时,氨氮的去除率仍然维持在90%以上;COD的去除率略有下降,停留在87%左右;总磷和总氮的去除率下降比较大,都比正常进水时下降了10%左右。
实验研究了各反应池内污染物浓度以及溶解氧、氧化还原电位、pH等环境变量随时间变化的规律,其结果表明在进水搅拌过程中ORP、pH出现特征点,与反硝化结束和厌氧磷释放具有同步性,在曝气过程中ORP、pH、DO同时出现特征点,与硝化结束时间对应;ORP和pH监测信号可以用于控制脱氮和除磷过程。在此基础上,建立了泥水自循环型除磷脱氮工艺阶段转化的专家控制系统,并设计了阶段转换的专家控制决策树。
针对后续的微絮凝过滤工艺,通过比较PAC、PFC、PACF,选用PFC作为絮凝剂。最佳投药量为7mg/L,最佳滤前絮凝时间为3min。滤速稳定在9m/h左右,过滤周期在45小时左右,采用气水联合反冲洗系统,具体参数为:单独气冲强度10~12 L/(m2*s),冲洗历时2min;气水联合冲的气冲强度10~12 L,/(m2*s),水冲强度2L/(m2*s),冲洗历时为4min;清水漂洗2L,/(m2*s),冲洗历时为5min。