Проведем подстановку в выражение (8.7) и в результате получим, что для 20 °С
3600 м3/сут(Ср,1 — Ср,4) = 0,05 кг Р/кг XIIK(S)
3600 м3/сут •0,060 кг ХПК(8)/м 3+
+ 0,25 кг ХПК(8)/(м 3 •сут) •ехр(0,1(20 - 20)200 м3-
- 5 кг ХПК(Б)/кг N O J-N •3000 м3/сут •0,003 кг NO3 - N / M 3)
СР,1 - Ср,4 = 0,05(216 + 50 - 45)/3600 = 0,003 кг Р/м3
При 8 °С все значения сохраняются, кроме параметра, описываю щего гидролиз. Гидролиз дает следующий вклад:
0,25 кг ХПК(Б)/(м3 •сут) •ехр(0,1(8 - 20)) •200 м3 = 15 кг ХПК(3)/сут
Срд - Ср,4 = 0,1(216 + 15 - 45)/3600 = 0,0025 кг Р/м3
Следовательно, максимальное количество фосфора, которое мож но удалить в процессе биологической очистки, составляет 3 и 2,5 г Р/м3 при 20 и 8 °С соответственно.
8.3.2. Проектирование реакторов для биологического удаления фосфора
При проектировании анаэробных реакторов для биологического удаления фосфора исходят из того, какое количество летучих жирных кислот (Л Ж К) необходимо для проведения процесса. В большинстве случаев концентрация Л Ж К определяет скорость удаления фосфора. Результатом проектирования должно стать определение времени гидравлического удерживания в анаэробном реакторе (или в анаэробной части аэробного реактора). Анаэробный реактор может быть использован на первой стадии (рис. 8.2) или в середине процесса (рис. 8.7, верхняя схема).
Использование анаэробного реактора на первой стадии процесса
Если анаэробный реактор используется на первой стадии процесса, то удаление фосфора происходит под действием Л Ж К , содер жащихся в исходном стоке. Кроме того, часть Л Ж К образуется в результате ферментации. Время гидравлического удерживания обычно составляет 1-3 ч [4]. При большем времени удерживания можно благодаря ферментации получить больше Л Ж К , что спо собствует удалению фосфора. На протяжении всего процесса важно
Использование анаэробного реактора на промежуточной стадии
3-х стадийный модифицированный метод Bardenpho
UCT-метод
Модифицированный UCT-метод
Метод Biodenipho
Йоханесбургский метод ISAH
Р = фосфор
Рис. 8.7. Схемы различных установок для биологического удаления фосфора.
контролировать время гидравлического удерживания ила, посколь ку его увеличение приведет к уменьшению скорости ферментации.
Более совершенное проектирование осуществляется с использо ванием моделирования [3], основанного на результатах лаборатор ных или пилотных испытаний.
Использование анаэробного реактора в середине процесса
В данном случае все Л Ж К из исходного стока были израсходованы на аэробной и аноксической стадиях, предшествующих анаэробной стадии. Поэтому все необходимые Л Ж К должны образоваться в анаэробном реакторе в процессе ферментации. Время гидравли ческого удерживания в этом случае может составлять от 1 до
Общий прирост ила определяем из уравнения (4.13), поскольку его можно рассчитать так же, как для обычного аэробного процесса:
FSp = Y Ha6jl( C i - C 3) Q i, |
(4.13) |
где Ci и Сз — концентрация органического вещества в подаваемом и обработанном стоке соответственно.
Объединяя выражения (8.8), (8.9) и (4.13), находим содержание
фосфора в иле fx,p: |
|
fx,p = (QiCp,i — Q4CP ,4)/F SP |
(8.10) |
Пример 8.4. Рассчитайте содержание фосфора в иле из примера 8.3 при 8° С.
Общее содержание фосфора в исходном стоке 6 г Р / м 3. Общее ХПК в исходном стоке Ci = 300 г/м 3, а в обработанном стоке С4 = 50 г/м 3. Объем сточной воды 14000 м3/сут.
Из примера 8.3 имеем: Ср,4 = Sp,4 + Хр,4 = 2 + 1 = 3 г Р/м3. Считаем, что Qi = Q4 и что Унабл = 0,7 г ВВ/г ХПК.
После подстановки в выражение (8.10) получаем:
fx,p = |
(QiCp.i - Q4CP,4)/FSP |
(8.10) |
fx.p = |
(CPtl - СР,4)/(У на6л(С1 - |
Сз)) |
Подставляя известные величины, получаем: |
||
fx,p = (6 - 3 г Р/м3)/(0,7 г ВВ/г ХПК(300 - |
50)г ХПК/м3) |
|
fx,p = 0,017 г Р /г ВВ, |
|
|
т. е. на долю фосфора приходится 1,7% ВВ. |
|
|
8.3.3. Оптимизация процесса биологического удаления фосфора
Для оптимизации работы станции разработаны математические модели [2, 3]. Наиболее серьезные проблемы, возникающие при биологическом удалении фосфора— это присутствие нитрата в анаэробном реакторе и исчерпание легко разлагаемого органиче ского вещества. Нитрат в процессе денитрификации конкурирует за потребление Л Ж К , необходимых для удаления фосфора (см. разд. 3.6, гл. 3). Эту проблему можно решить двумя путями.
а. Оптимизировать денитрификацию таким образом, чтобы сократилось количество нитрата в возвратном иле.
б. Ввести в систему реактор денитрификации (с аноксической стабилизацией ила), поместив его на пути возвратного ила, как это показано на рис. 8.8.
