一、什么是水力停留時間HRT
水力停留時間(Hydraulic Retention Time)簡寫作HRT,水處理工藝名詞,水力停留時間是指待處理污水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間,也就是污水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時間。
對于生物處理,HRT要符合相應(yīng)工藝要求,否則水力停留時間不足,生化反應(yīng)不完全,處理程度較弱;水力停留時間過長則會導(dǎo)致系統(tǒng)污泥老化。
表 不同污水處理工藝HRT
當(dāng)處理效果不佳時,可參照設(shè)計值進行HRT的校核,校核水力停留時間時,水量應(yīng)該算上污泥回流量。若HRT過小,應(yīng)緩慢減小污水量,過大則緩慢加大污水量。注意,污水量的增減都應(yīng)緩慢變動,否則造成系統(tǒng)的沖擊負荷;由于污水處理任務(wù)艱巨,不要輕易減小進廠污水量,而是在回流量上做出調(diào)整。
在傳統(tǒng)的活性污泥法中,水力停留時間很大程度上決定了污水的處理程度,因為它決定了污泥的停留時間;而在MBR法即膜生物反應(yīng)器中,由于膜的分離作用,使得微生物被完全阻隔在了反應(yīng)池內(nèi),實現(xiàn)了水力停留時間和污泥齡的完全分離!
二、水力停留時間HRT的計算
污水處理中的水力停留時間其實分兩種的,一個叫名義水力停留時間,一個叫實際水力停留時間!
1、名義水力停留時間
顧名思義,名義水力停留時間就是定義中的停留時間的計算,即水力停留時間等于污水處理系統(tǒng)有效容積與進水流量之比:
如果污水處理系統(tǒng)的有效容積為V(m3),Q為每小時進水量(m3/h),則水力停留時間公式為:
HRT = V / Q
2、實際水力停留時間
實際水力停留時間即為污水處理系統(tǒng)中污水的實際停留的實際,是需要考慮污泥回流的量的:
如果污水處理系統(tǒng)的有效容積為V(m3),Q為每小時進水量(m3/h),R為污泥回流比,則水力停留時間公式為::
HRT = V / (1+R)*Q
那在脫氮系統(tǒng)中,缺氧池的實際水力停留時間到底算不算內(nèi)回流呢?這個問題其實一直有爭議,實際缺氧池水力停留時間的計算中內(nèi)回流是不算到公式中的,在污托邦社區(qū)中筆者也解釋過推算過程,以供大家參考:對于缺氧池的停留時間,文獻中也沒有詳細的介紹,規(guī)范中也只是給了一個范圍,缺氧池停留時間的計算,外回流R是要計算到內(nèi)的,這個是沒有異議的,一般認為進水量是(1+R)*Q,所以,一般認為缺氧池停留時間HRT=V/(1+R)*Q!
但是缺氧池的停留時間到底算不算內(nèi)回流,我們按宏觀上看的,假如內(nèi)回流比r=4或N,我們就認為水是回流4次或N次的,所以,雖然每一次停留時間短,但是4次或N次加起來,停留時間是一樣的,抵消了內(nèi)回流的影響!所以,內(nèi)回流是不計算到公式中的!
三、水力停留時間HRT對脫氮的影響
A2/O工藝在較長HRT條件對NH3-N有很好的去除效果,HRT過短,反應(yīng)池中各微生物種群沒有充分的時間生長,污泥流失過快,硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)都沒有得到充分的進行。當(dāng)HRT達到一定的值時,已足夠各反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)充分進行,再增加HRT,也只能是增加經(jīng)濟負擔(dān),對脫氮作用沒有更顯著的效果。
但是,通過對膜生物反應(yīng)器復(fù)合工藝的研究指出,試驗選定的HRT范圍內(nèi)(4.97h-8.70h),系統(tǒng)對TN的去除率隨著HRT的減少而增加。這是因為長HRT條件下,系統(tǒng)的有機負荷率降低,會使生物的內(nèi)源呼吸加劇,影響污泥的活性,Z終降低系統(tǒng)對污染物去除效果。降低HRT可使系統(tǒng)的有機負荷率提高,進而使系統(tǒng)反硝化的能力增強,Z終提高氮的處理效果。
四、水力停留時間HRT對除磷的影響
在SBR工藝中,HRT對PO3-4-P的去除效果影響較小,該工藝對PO3-4-P沒有明顯的去除效果。這可能是由于反硝化菌與聚磷菌同屬異養(yǎng)菌,由于反硝化菌能夠先于聚磷菌吸收和利用VFA進行反硝化脫氮,并且聚磷菌對于碳源的要求要嚴于反硝化菌,即易降解有機物優(yōu)先被反硝化菌利用,導(dǎo)致聚磷菌吸附的碳源較少,相應(yīng)地VFA也較少,在厭氧下轉(zhuǎn)化生成的PHB(聚β-羥基丁酸)就減少,從而需要釋放的磷產(chǎn)生的能量就相對減少。
通過對A2/O工藝的研究,HRT升高,TP去除率不一定升高,而是呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,HRT為8h時,TP去除率Z高,去除效果Z好。當(dāng)HRT升高至12h時,TP去除率呈現(xiàn)下降趨勢,除磷效果惡化。這就說明了較長的HRT有利于TP的去除。但隨HRT的增大,TP去除率逐漸減小,還會對TP的去除有不利影響。這可能是因為HRT太大的話,產(chǎn)生污泥膨脹,在碳源一定的情況下,硝化細菌與聚磷菌之間就會形成較為激烈的競爭,而聚磷菌的存活能力低于硝化細菌,所以就會造成聚磷菌的死亡,不利于吸磷作用的進行,因此,HRT增大,TP的去除率提高幅度逐漸減小。
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