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BNR生物强化脱氮工艺

添加时间:2015/1/19 10:30:44    来源:国美(天津)水技术工程有限公司    点击次数:14042


一、工艺介绍

BNR生物强化脱氮工艺,全称BIONUTRE®工艺,简称BNR工艺。它的设计理念既适用于新建污水处理厂,也可用于老厂改造。VLR立环生物反应工艺与VertiCel高效组合曝气工艺均属于BNR工艺的具体工艺形式。

BNR工艺的核心思想为:缺氧曝气,同时在生物处理工段中形成溶解氧梯度,使各工段溶解氧的浓度不同,兼有推流和完全混合工艺的特点。既提高氧传递速率,又使得硝化-反硝化在系统中同步进行,并实现短程反硝化。因在反应前段中对其进行限制性缺氧曝气使得这一区域内既有各种碳源菌、硝化细菌、反硝化细菌,又有氧、碳源有机物、氨等营养物质,同时在宏观上处于缺氧状态,在反应系统中形成了微生物的共生体系,在这种环境下既可以实现:氨亚硝酸盐硝酸盐亚硝酸盐氮气,5步脱氮的同时硝化反硝化反应,也会出现:氨亚硝酸盐氮气,3步短程反硝化反应。因此,BNR工艺打破了传统处理工艺的只有在高溶解氧环境下才能很好地进行硝化反应的理念,在所占池容比例较大的缺氧曝气区内大量的氨氮以较高的反应速率被硝化,通过菌种分析实验发现在BNR系统中亚硝酸盐氧化菌种处于优势菌种,间接的证实了BNR系统中存在的短程反硝化。

BNR工艺采用同时硝化反硝化及短程反硝化反应机理,亚硝酸盐直接反硝化,而省去了转化为硝酸盐的需氧量,同时降低了反硝化的需碳量。且缺氧曝气还有利于抑制污泥膨胀,有效降低污泥SVI,改善沉降性能。

对于占地非常紧张的项目,BNR系统中可增设曝气污泥再生池,使系统在不增加二沉池污泥负荷的情况下,提高生化系统污泥总量,延长泥龄,从而提高整个系统的处理效果。曝气污泥再生池中污泥含有大量的硝化细菌,但因为没有可硝化的氨,这时硝化细菌处于受抑制的休眠状态,因此该池还很适合作为处理污泥厌氧消化液或浓缩脱水上清液的反应池。曝气污泥再生池在DO为零的状态下运行,以利反硝化,进一步提高氮的去除效率。

二、工艺优势

¨        既节省能耗,又提高整个系统的脱氮效率;

¨        短程反硝化降低了反硝化的需碳量;

¨        缺氧曝气还有利于抑制污泥膨胀,有效降低污泥SVI,改善沉降性能;

¨        系统的前半部分在0 DO下进行氧气传输,有利于提高曝气设备的曝气效率;

¨        对于占地紧张的项目,可通过设置曝气污泥再生池,在不增加二沉池负荷的情况下,提高生化系统污泥总量,满足处理要求。

BNR生物强化脱氮控制系统

为了实现BNR工艺强大的生物脱氮功能,同时最大程度保障在系统水质和水量波动的情况下,通过SMART BNR工艺控制系统的精细调控仍能够保障系统维持在理想的工艺反应环境,保障反应高效的进行,从而提高冲击负荷下的出水达标率。这种控制系统不是常规的仅针对空气量和DO的控制理念,而是完全理解BNR工艺设计理念前提下,对BNR工艺运行参数的精确控制。SMART BNR工艺控制系统针对BNR工艺开发,以缺氧曝气理念为基础,是一种应用PLC来对整个BNR工艺过程进行控制的系统,可以为整个生物处理工艺系统提供全部的过程控制。

SMART BNR工艺控制系统能够整体掌控整个BNR系统的工作状况,并通过调整电动阀门来依照实际进水的负荷波动情况对曝气量进行调节以使所有反应廊道的状态都能连续达到最优。SMART BNR控制系统依据ORP控制原理(见图3.1),根据工艺要求,控制各廊道在合适的ORP水平。与其它控制系统不同的是,SMART BNR工艺控制系统不仅是单独控制这些反应廊道,PLC也不仅是简单地运行PID控制系统。相反,它能够完全控制BNR系统,在水质水量大幅波动的前提下,仍能优化出水水质,同时也起到节能的效果。它是基于大量BNR工程经验积累和开发并经过多个工程验证的一种独特控制理念。

一、对曝气系统的控制

EVOQUA公司(原西门子水技术公司)以缺氧曝气原理为理论基础,提高了氧转移效率,同时也强化了生物去除氮营养物的功能,另外还可在省去厌氧池时也能具有一定的生物除磷功能,能有效的抑制水体的富营养化。凭借多年的工程经验,通过将Smart BNRÔ控制系统应用于ORBAL氧化沟、VLR立环生物反应工艺、VertiCel组合曝气工艺、融合缺氧曝气的底曝工艺等二级生化处理工艺的升级改造,可将其工艺性能发挥至最优。Smart BNRÔ通过配套仪表获取必要数据上传至上位机,经过分析优化,再通过PLC指令将系统调至最佳工况状态,为出水达标提供保障。

Smart BNRÔ控制系统不像传统的污水处理厂的自控系统只简单地把一些阀门、泵及其一些漂亮的曲线等显示在计算机的屏幕上。它具有很强的可操控性,从工艺运行的科学和合理性,到降低人工费用和运行费用等方面确实为用户带来了真正的价值。这些都是基于EVOQUA公司(原西门子水技术公司)对生化处理系统丰富的工程经验及几十年来对该工艺的不断发展完善和对工艺设计理念的长期深入研究所取得的。

Smart BNRÔ的基本原理是:在较为复杂的进水波动下,集成运用ORPDO等监测手段,使系统既不会过分缺氧,也避免出现氧量冗余;精确控制营养物同步去除;精确控制转碟曝气机、鼓风机等传氧设备使其满足不断波动的进水负荷,实现系统节能的效果。

Smart BNRÔ系统是大量实际工程经验和曝气缺氧理论相结合的一种专有技术,使生化系统可获得手工操作无法达到的最佳工况状态。

二、对泥系统的控制

活性污泥法的最主要功能是将溶解性有机污染物变成生物污泥,控制系统生物量是关系到污水运行成败的关键因素。Smart BNRÔ控制系统同时监测总泥量和剩余污泥量从而保障工艺设计的泥龄要求。只有在保障泥龄的基础上生物反应的过程才得以保障,进而才能确保出水达标排放。

 

、配套仪表

1DO溶解氧分析仪

2ORP氧化还原电位分析仪

3MLSS污泥浓度分析仪