工藝技術(shù)
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BNR生物強化脫氮工藝
添加時間：2015/1/19 10:30:44 來源：國美(天津)水技術(shù)工程有限公司 點擊次數(shù)：19079
一、工藝介紹
BNR生物強化脫氮工藝，全稱BIONUTRE?工藝，簡稱BNR工藝。它的設(shè)計理念既適用于新建污水處理廠，也可用于老廠改造。VLR立環(huán)生物反應(yīng)工藝與VertiCel高效組合曝氣工藝均屬于BNR工藝的具體工藝形式。
BNR工藝的核心思想為：缺氧曝氣，同時在生物處理工段中形成溶解氧梯度，使各工段溶解氧的濃度不同，兼有推流和完全混合工藝的特點。既提高氧傳遞速率，又使得硝化-反硝化在系統(tǒng)中同步進行，并實現(xiàn)短程反硝化。因在反應(yīng)前段中對其進行限制性缺氧曝氣使得這一區(qū)域內(nèi)既有各種碳源菌、硝化細菌、反硝化細菌，又有氧、碳源有機物、氨等營養(yǎng)物質(zhì)，同時在宏觀上處于缺氧狀態(tài)，在反應(yīng)系統(tǒng)中形成了微生物的共生體系，在這種環(huán)境下既可以實現(xiàn)：氨—亞硝酸鹽—硝酸鹽—亞硝酸鹽—氮氣，5步脫氮的同時硝化反硝化反應(yīng)，也會出現(xiàn)：氨—亞硝酸鹽—氮氣，3步短程反硝化反應(yīng)。因此，BNR工藝打破了傳統(tǒng)處理工藝的只有在高溶解氧環(huán)境下才能很好地進行硝化反應(yīng)的理念，在所占池容比例較大的缺氧曝氣區(qū)內(nèi)大量的氨氮以較高的反應(yīng)速率被硝化，通過菌種分析實驗發(fā)現(xiàn)在BNR系統(tǒng)中亞硝酸鹽氧化菌種處于優(yōu)勢菌種，間接的證實了BNR系統(tǒng)中存在的短程反硝化。
BNR工藝采用同時硝化反硝化及短程反硝化反應(yīng)機理，亞硝酸鹽直接反硝化，而省去了轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的需氧量，同時降低了反硝化的需碳量。且缺氧曝氣還有利于抑制污泥膨脹，有效降低污泥SVI，改善沉降性能。
對于占地非常緊張的項目，BNR系統(tǒng)中可增設(shè)曝氣污泥再生池，使系統(tǒng)在不增加二沉池污泥負荷的情況下，提高生化系統(tǒng)污泥總量，延長泥齡，從而提高整個系統(tǒng)的處理效果。曝氣污泥再生池中污泥含有大量的硝化細菌，但因為沒有可硝化的氨，這時硝化細菌處于受抑制的休眠狀態(tài)，因此該池還很適合作為處理污泥厭氧消化液或濃縮脫水上清液的反應(yīng)池。曝氣污泥再生池在DO為零的狀態(tài)下運行，以利反硝化，進一步提高氮的去除效率。
二、工藝優(yōu)勢
¨ 既節(jié)省能耗，又提高整個系統(tǒng)的脫氮效率；
¨ 短程反硝化降低了反硝化的需碳量；
¨ 缺氧曝氣還有利于抑制污泥膨脹，有效降低污泥SVI，改善沉降性能；
¨ 系統(tǒng)的前半部分在0 DO下進行氧氣傳輸，有利于提高曝氣設(shè)備的曝氣效率；
¨ 對于占地緊張的項目，可通過設(shè)置曝氣污泥再生池，在不增加二沉池負荷的情況下，提高生化系統(tǒng)污泥總量，滿足處理要求。
BNR生物強化脫氮控制系統(tǒng)
為了實現(xiàn)BNR工藝強大的生物脫氮功能，同時最大程度保障在系統(tǒng)水質(zhì)和水量波動的情況下，通過SMART BNR工藝控制系統(tǒng)的精細調(diào)控仍能夠保障系統(tǒng)維持在理想的工藝反應(yīng)環(huán)境，保障反應(yīng)高效的進行，從而提高沖擊負荷下的出水達標率。這種控制系統(tǒng)不是常規(guī)的僅針對空氣量和DO的控制理念，而是完全理解BNR工藝設(shè)計理念前提下，對BNR工藝運行參數(shù)的精確控制。SMART BNR工藝控制系統(tǒng)針對BNR工藝開發(fā)，以缺氧曝氣理念為基礎(chǔ)，是一種應(yīng)用PLC來對整個BNR工藝過程進行控制的系統(tǒng)，可以為整個生物處理工藝系統(tǒng)提供全部的過程控制。
SMART BNR工藝控制系統(tǒng)能夠整體掌控整個BNR系統(tǒng)的工作狀況，并通過調(diào)整電動閥門來依照實際進水的負荷波動情況對曝氣量進行調(diào)節(jié)以使所有反應(yīng)廊道的狀態(tài)都能連續(xù)達到最優(yōu)。SMART BNR控制系統(tǒng)依據(jù)ORP控制原理(見圖3.1)，根據(jù)工藝要求，控制各廊道在合適的ORP水平。與其它控制系統(tǒng)不同的是，SMART BNR工藝控制系統(tǒng)不僅是單獨控制這些反應(yīng)廊道，PLC也不僅是簡單地運行PID控制系統(tǒng)。相反，它能夠完全控制BNR系統(tǒng)，在水質(zhì)水量大幅波動的前提下，仍能優(yōu)化出水水質(zhì)，同時也起到節(jié)能的效果。它是基于大量BNR工程經(jīng)驗積累和開發(fā)并經(jīng)過多個工程驗證的一種獨特控制理念。
一、對曝氣系統(tǒng)的控制
EVOQUA公司（原西門子水技術(shù)公司）以缺氧曝氣原理為理論基礎(chǔ)，提高了氧轉(zhuǎn)移效率，同時也強化了生物去除氮營養(yǎng)物的功能，另外還可在省去厭氧池時也能具有一定的生物除磷功能，能有效的抑制水體的富營養(yǎng)化。憑借多年的工程經(jīng)驗，通過將Smart BNR?控制系統(tǒng)應(yīng)用于ORBAL氧化溝、VLR立環(huán)生物反應(yīng)工藝、VertiCel組合曝氣工藝、融合缺氧曝氣的底曝工藝等二級生化處理工藝的升級改造，可將其工藝性能發(fā)揮至最優(yōu)。Smart BNR?通過配套儀表獲取必要數(shù)據(jù)上傳至上位機，經(jīng)過分析優(yōu)化，再通過PLC指令將系統(tǒng)調(diào)至最佳工況狀態(tài)，為出水達標提供保障。
Smart BNR?控制系統(tǒng)不像傳統(tǒng)的污水處理廠的自控系統(tǒng)只簡單地把一些閥門、泵及其一些漂亮的曲線等顯示在計算機的屏幕上。它具有很強的可操控性，從工藝運行的科學(xué)和合理性，到降低人工費用和運行費用等方面確實為用戶帶來了真正的價值。這些都是基于EVOQUA公司（原西門子水技術(shù)公司）對生化處理系統(tǒng)豐富的工程經(jīng)驗及幾十年來對該工藝的不斷發(fā)展完善和對工藝設(shè)計理念的長期深入研究所取得的。
Smart BNR?的基本原理是：在較為復(fù)雜的進水波動下，集成運用ORP和DO等監(jiān)測手段，使系統(tǒng)既不會過分缺氧，也避免出現(xiàn)氧量冗余；精確控制營養(yǎng)物同步去除；精確控制轉(zhuǎn)碟曝氣機、鼓風(fēng)機等傳氧設(shè)備使其滿足不斷波動的進水負荷，實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能的效果。
Smart BNR?系統(tǒng)是大量實際工程經(jīng)驗和曝氣缺氧理論相結(jié)合的一種專有技術(shù)，使生化系統(tǒng)可獲得手工操作無法達到的最佳工況狀態(tài)。
二、對泥系統(tǒng)的控制
活性污泥法的最主要功能是將溶解性有機污染物變成生物污泥，控制系統(tǒng)生物量是關(guān)系到污水運行成敗的關(guān)鍵因素。Smart BNR?控制系統(tǒng)同時監(jiān)測總泥量和剩余污泥量從而保障工藝設(shè)計的泥齡要求。只有在保障泥齡的基礎(chǔ)上生物反應(yīng)的過程才得以保障，進而才能確保出水達標排放。