OGO工藝的生物脫氮除磷特性探析
2016-04-13 19:59:03 安裝信息網(wǎng)
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論文摘要：工藝是在OCO工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的。本文通過(guò)比較兩個(gè)工藝反應(yīng)器的構(gòu)造,從提高生物脫氮除磷去除率的角度，對(duì)優(yōu)化反應(yīng)器內(nèi)的流態(tài)特征與混合液流動(dòng)特性進(jìn)行了分析。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的OGO工藝穩(wěn)定運(yùn)行后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們判定OGO工藝實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器的優(yōu)化。
論文關(guān)鍵詞：生物脫氮除磷特性,水力特性
1引言
近年來(lái)，同心圓(或橢圓)跑道式循環(huán)流動(dòng)污水處理工藝，如Orbal氧化溝工藝、OOC工藝、OCO工藝、AOR工藝、AOE工藝、Carrousel3000等，由于其具有池壁共建、占地省、造價(jià)低，以及在動(dòng)力學(xué)方面易于形成適合污水處理的生化和物理環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越多水處理工程師和水處理領(lǐng)域研究人員的關(guān)注，并在我國(guó)部分地區(qū)進(jìn)行了實(shí)際工程應(yīng)用的初步嘗試。其中，OCO工藝將厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)組合在同心圓反應(yīng)器中，通過(guò)環(huán)流循環(huán)實(shí)現(xiàn)了污水中有機(jī)物、氮、磷等污染物質(zhì)的同時(shí)去除。OCO工藝是一種活性污泥工藝，BOD、氮和磷的去除均在OCO池中進(jìn)行，OCO池的構(gòu)造在動(dòng)力學(xué)方面可保證形成適合污水處理的生化和物理環(huán)境。但在穩(wěn)定運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)OCO工藝存在如下問(wèn)題:1）中間C隔墻長(zhǎng)度不夠,使缺氧區(qū)停留時(shí)間較短,不利于反硝化脫氮。2）采用調(diào)速攪拌器實(shí)現(xiàn)混合液的內(nèi)回流，不利于缺氧、好氧工況混合液內(nèi)回流量的調(diào)節(jié)，操作管理也不太方便。3）一般要輔之以化學(xué)手段才能保證良好的同時(shí)脫氮除磷效果，增加了運(yùn)行費(fèi)用和操作管理的難度。為此研究改進(jìn)了OCO反應(yīng)器內(nèi)同心圓的隔墻結(jié)構(gòu)和混合液回流的設(shè)備配置，形成了OGO新型反應(yīng)器。這種新工藝采用延伸C-隔墻和增設(shè)活動(dòng)導(dǎo)流墻替代調(diào)速回流攪拌器以彌補(bǔ)OCO工藝的不足，因改造后的C-隔墻形似字母G，顧定名改進(jìn)后的工藝為OGO工藝。OGO工藝獨(dú)特的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)使其具有更高的生物脫氮除磷效能。在環(huán)流循環(huán)反應(yīng)器中，氮、磷的去除效能在很大程度上取決于混合液流動(dòng)狀態(tài)及水力特性，因此,掌握其水力特性具有十分重要的意義。
2OCO與OGO反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的比較
反應(yīng)器改進(jìn)前后平面示意如圖1所示。
圖1反應(yīng)器改進(jìn)前后的平面示意圖
(1.厭氧區(qū)2.缺氧區(qū)3.好氧區(qū)4.混合區(qū)
5.水下推進(jìn)器,A～D為溶解氧測(cè)試點(diǎn))
反應(yīng)器中心為厭氧區(qū)1，開(kāi)口的C-隔墻將反應(yīng)器好氧曝氣區(qū)3(圖中陰影區(qū)域)和缺氧區(qū)2分隔，好氧區(qū)底部安裝環(huán)型曝氣軟管充氧。循環(huán)混合液在2區(qū)、3區(qū)出口形成混合區(qū)4，在此，兩區(qū)混合液發(fā)生交換作用。OCO反應(yīng)器中通過(guò)設(shè)置在2、3區(qū)入口的調(diào)速回流攪拌器調(diào)節(jié)混合液內(nèi)回流。改進(jìn)的OGO反應(yīng)器中延伸了C-隔墻60℃，并以與池底相聯(lián)的活動(dòng)導(dǎo)流墻替代了OCO反應(yīng)器好氧、缺氧區(qū)入口的調(diào)速回流攪拌器，在簡(jiǎn)化工藝運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了混合液水力內(nèi)回流。根據(jù)OCO工藝運(yùn)行的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，對(duì)氨氮和TN的平均去除率分別為51％和49％，系統(tǒng)中的硝化、脫氮效果不理想。其原因一方面是由于反應(yīng)器的缺氧僅發(fā)生在內(nèi)側(cè)環(huán)區(qū)，缺氧停留時(shí)間不夠?qū)е路聪趸怀浞�；另一方面是反�?yīng)器的環(huán)流循環(huán)過(guò)程中將部分溶解氧帶入C-隔墻內(nèi)的缺氧區(qū)，進(jìn)一步影響了反硝化脫氮效果。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)2、3區(qū)入口處調(diào)速攪拌器的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)混合液會(huì)流量的方式,是難以控制混合液回流量的。經(jīng)過(guò)改造后的OGO工藝對(duì)氨氮和TN的去除率提高到74％和63％,系統(tǒng)的脫氮效果的提高較為明顯。C-隔墻的延伸在一定程度上提高了反應(yīng)器推流流態(tài)的容積利用率，優(yōu)化了好氧、缺氧分區(qū)，減少了混合區(qū)的水力紊動(dòng)，降低了流體運(yùn)動(dòng)阻力，更有利于形成基質(zhì)、溶解氧在空間上的濃度分布,增加了內(nèi)環(huán)缺氧區(qū)的單次停留時(shí)間,提高了脫氮效果。OGO工藝中以活動(dòng)導(dǎo)流墻替代調(diào)速攪拌器調(diào)節(jié)2、3區(qū)入口處混合液的回流量，操作方便，即可節(jié)省系統(tǒng)混合液內(nèi)回流的調(diào)速攪拌器，又能夠消除調(diào)速攪拌器轉(zhuǎn)速不當(dāng)對(duì)缺氧區(qū)環(huán)境的不利影響，充分發(fā)揮缺氧區(qū)反硝化脫氮潛力。此外，活動(dòng)導(dǎo)流墻液有利于強(qiáng)化反應(yīng)器內(nèi)推流特性，節(jié)約調(diào)速攪拌器的運(yùn)行能耗，簡(jiǎn)化工藝的運(yùn)行管理。
3OGO反應(yīng)器生物脫氮除磷特性
原OCO系統(tǒng)主反應(yīng)器的C-隔墻半環(huán)區(qū)內(nèi)為理論上的缺氧區(qū)，但由于受到混合液環(huán)流回流循環(huán)過(guò)程以及缺氧區(qū)人口處調(diào)速攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中溶解氧帶人的不利影響，缺氧環(huán)境易于受到破壞，造成實(shí)際反硝化停留時(shí)間的縮短，進(jìn)而影響了脫氮效果的穩(wěn)定性和脫氮率的提高。從生物除磷的角度，系統(tǒng)改進(jìn)前TP平均去除率為68.4％，高于傳統(tǒng)活性污泥法，說(shuō)明反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥已形成較好的聚磷菌作用機(jī)制．由于原系統(tǒng)反硝化脫氮率的限制，沉淀池回流污泥中帶入?yún)捬鯀^(qū)的NO-N含量較高，厭氧釋磷受到限制，系統(tǒng)除磷效能難以正常發(fā)揮。根據(jù)廢水生物處理理論，反硝化菌為異氧微生物，廢水生物處理系統(tǒng)中常見(jiàn)的許多細(xì)菌都能完成反硝化作用，包括無(wú)色菌、產(chǎn)氣桿菌、產(chǎn)堿桿菌、微球菌、變形桿菌和假單胞菌等；但有研究表明，系統(tǒng)中能夠進(jìn)行反硝化的異氧菌的比例并不確定，與系統(tǒng)的構(gòu)型關(guān)系較大。OGO反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上延伸了內(nèi)環(huán)C-隔墻，增加了混合液?jiǎn)未窝h(huán)過(guò)程中缺氧區(qū)的總長(zhǎng)度和停留時(shí)間，在一定程度上優(yōu)化了反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧分區(qū),有利于促進(jìn)活性污泥微生物對(duì)基質(zhì)轉(zhuǎn)化作用的穩(wěn)定性。同時(shí),活動(dòng)導(dǎo)流墻替代缺氧、好氧調(diào)速攪拌器，減少了機(jī)械設(shè)備運(yùn)行帶人缺氧區(qū)的溶解氧量,成為提高系統(tǒng)反硝化率的另一有利因素。 OGO生化反應(yīng)系統(tǒng)中缺氧環(huán)境較改進(jìn)前明顯改善且更加穩(wěn)定，為反硝化菌提供了針對(duì)不能反硝化的異氧菌的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，有效提高了系統(tǒng)反硝化脫氮效能。
3.1OGO反應(yīng)器流態(tài)特征分析
3.1.1缺氧區(qū)DO濃度分布
從能量角度，由于反應(yīng)器流態(tài)為混合液環(huán)路閉路循環(huán)，對(duì)反應(yīng)器任意斷面，均可認(rèn)為是首尾相接的。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與設(shè)備配置改進(jìn)后，破壞了原有的能量平衡狀態(tài)，并達(dá)到新的流動(dòng)穩(wěn)定平衡，使得反應(yīng)器中流速分布、摩擦阻力等發(fā)生改變，進(jìn)而影響了反應(yīng)器中的水力混合特性，導(dǎo)致DO濃度的空間分布發(fā)生變化。另一方面，缺氧區(qū)通過(guò)導(dǎo)流墻進(jìn)行水力內(nèi)回流極大地降低了缺氧區(qū)入口混合液的紊流擾動(dòng)。OGO反應(yīng)器的內(nèi)環(huán)缺氧區(qū)呈現(xiàn)出的較改進(jìn)前更為明顯的DO濃度梯度，表明系統(tǒng)改進(jìn)后更有利于該區(qū)DO濃度梯度的良好形成，反應(yīng)器中缺氧環(huán)區(qū)推流流態(tài)得以強(qiáng)化。因此，OGO反應(yīng)器具有更為良好的生化動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢(shì)，反應(yīng)器效率和反應(yīng)器容積利用率隨之提高。
3.1.2反應(yīng)器內(nèi)流態(tài)特征
由于改進(jìn)前后反應(yīng)器結(jié)構(gòu)存在差異，使得流體在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布發(fā)生改變。根據(jù)流態(tài)試驗(yàn)結(jié)果，到峰值后的拖尾較長(zhǎng)，示蹤劑未在短時(shí)集中流出反應(yīng)器；反應(yīng)器構(gòu)造與內(nèi)回流方式改進(jìn)前后，其流型整體均呈現(xiàn)全混流特征。根據(jù)臨界時(shí)間的試驗(yàn)結(jié)果，反應(yīng)器平推流流型所占的比例從改進(jìn)前的5.9％提高到改進(jìn)后的12.9％，增加了7％左右。從流體行為的角度，OGO反應(yīng)器中活動(dòng)導(dǎo)流墻替代了2臺(tái)調(diào)速攪拌器，紊流剪切力尤其是在缺氧區(qū)內(nèi)的紊動(dòng)作用大大減小，極大削弱了分子擴(kuò)散作用的影響，使反應(yīng)器的推流流態(tài)得到有效強(qiáng)化，更有利于在空間形成基質(zhì)的濃度梯度分布，從而可提高反應(yīng)效率。
3.2OGO反應(yīng)器混合區(qū)水力特性分析
受圓形反應(yīng)器池型結(jié)構(gòu)的影響，內(nèi)環(huán)缺氧區(qū)內(nèi)的混合液在離心力、慣性力和彎道壁的導(dǎo)流作用下，其流線趨勢(shì)沿彎道外壁切線方向擴(kuò)散。C-隔墻突然終止，使內(nèi)環(huán)液流與外環(huán)液流發(fā)生碰撞紊動(dòng)混合，在混合區(qū)形成二次流。由于高速液流多集中于彎道外側(cè)，形成彎道越靠外側(cè)流速越大、內(nèi)壁側(cè)速度小的流動(dòng)特征。同時(shí)，混合區(qū)徑向?qū)挾容^環(huán)區(qū)大大增加，其內(nèi)外兩側(cè)速度梯度更加明顯，降低了內(nèi)外環(huán)液流混合的不均勻性。反應(yīng)器改進(jìn)前后混合區(qū)流體運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)線理論分析如圖2所示。系統(tǒng)改進(jìn)后，混合區(qū)有效容積減小，且C-隔墻的延伸使得停滯回旋區(qū)向后移動(dòng)，在接近缺氧區(qū)入口處，由于活動(dòng)導(dǎo)流墻的水力阻擋使得流線方向反射變化，有效避免了反應(yīng)器混合區(qū)內(nèi)側(cè)停滯回旋積泥的問(wèn)題。同時(shí)，改善液流的運(yùn)動(dòng)行為增強(qiáng)了基質(zhì)與活性污泥絮體均勻接觸的程度，可促進(jìn)生化反應(yīng)效率的提高。
4結(jié)論
1)OGO工藝在確保有機(jī)物、NH-N良好去除的前提下，其脫氮除磷效果較OCO有明顯提高，總氮、總磷的去除率分別為69.8％、81.3％,生物同時(shí)除磷脫氮性能穩(wěn)定。
2)OGO反應(yīng)器增加了缺氧反應(yīng)時(shí)間，強(qiáng)化了溝內(nèi)推流流態(tài)，優(yōu)化了反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧分區(qū)，有利于更好地形成有基質(zhì)、溶解氧在溝內(nèi)空間上的濃度分布，提高反應(yīng)器效率。
3)OGO工藝以無(wú)能耗的活動(dòng)導(dǎo)流墻替代調(diào)速攪拌器，實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽混合液的水力內(nèi)回流，可降低工藝能耗，簡(jiǎn)化了工藝的運(yùn)行管理。
4)OGO反應(yīng)器整體呈現(xiàn)全混流流型的特征，反應(yīng)器構(gòu)造和設(shè)備配置的改進(jìn)改善了反應(yīng)器水力流態(tài)和混合區(qū)流動(dòng)特征，改進(jìn)后推流流型增加了7％，反應(yīng)器容積利用率顯著增加。同時(shí)，OGO反應(yīng)器有效解決混合區(qū)內(nèi)側(cè)停滯回旋積泥的問(wèn)題，從提高反應(yīng)技術(shù)先進(jìn)性的角度，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器的優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)
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論文關(guān)鍵詞：生物脫氮除磷特性,水力特性
1引言
近年來(lái)，同心圓(或橢圓)跑道式循環(huán)流動(dòng)污水處理工藝，如Orbal氧化溝工藝、OOC工藝、OCO工藝、AOR工藝、AOE工藝、Carrousel3000等，由于其具有池壁共建、占地省、造價(jià)低，以及在動(dòng)力學(xué)方面易于形成適合污水處理的生化和物理環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越多水處理工程師和水處理領(lǐng)域研究人員的關(guān)注，并在我國(guó)部分地區(qū)進(jìn)行了實(shí)際工程應(yīng)用的初步嘗試。其中，OCO工藝將厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)組合在同心圓反應(yīng)器中，通過(guò)環(huán)流循環(huán)實(shí)現(xiàn)了污水中有機(jī)物、氮、磷等污染物質(zhì)的同時(shí)去除。OCO工藝是一種活性污泥工藝，BOD、氮和磷的去除均在OCO池中進(jìn)行，OCO池的構(gòu)造在動(dòng)力學(xué)方面可保證形成適合污水處理的生化和物理環(huán)境。但在穩(wěn)定運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)OCO工藝存在如下問(wèn)題:1）中間C隔墻長(zhǎng)度不夠,使缺氧區(qū)停留時(shí)間較短,不利于反硝化脫氮。2）采用調(diào)速攪拌器實(shí)現(xiàn)混合液的內(nèi)回流，不利于缺氧、好氧工況混合液內(nèi)回流量的調(diào)節(jié)，操作管理也不太方便。3）一般要輔之以化學(xué)手段才能保證良好的同時(shí)脫氮除磷效果，增加了運(yùn)行費(fèi)用和操作管理的難度。為此研究改進(jìn)了OCO反應(yīng)器內(nèi)同心圓的隔墻結(jié)構(gòu)和混合液回流的設(shè)備配置，形成了OGO新型反應(yīng)器。這種新工藝采用延伸C-隔墻和增設(shè)活動(dòng)導(dǎo)流墻替代調(diào)速回流攪拌器以彌補(bǔ)OCO工藝的不足，因改造后的C-隔墻形似字母G，顧定名改進(jìn)后的工藝為OGO工藝。OGO工藝獨(dú)特的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)使其具有更高的生物脫氮除磷效能。在環(huán)流循環(huán)反應(yīng)器中，氮、磷的去除效能在很大程度上取決于混合液流動(dòng)狀態(tài)及水力特性，因此,掌握其水力特性具有十分重要的意義。
2OCO與OGO反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的比較
反應(yīng)器改進(jìn)前后平面示意如圖1所示。
圖1反應(yīng)器改進(jìn)前后的平面示意圖
(1.厭氧區(qū)2.缺氧區(qū)3.好氧區(qū)4.混合區(qū)
5.水下推進(jìn)器,A～D為溶解氧測(cè)試點(diǎn))
反應(yīng)器中心為厭氧區(qū)1，開(kāi)口的C-隔墻將反應(yīng)器好氧曝氣區(qū)3(圖中陰影區(qū)域)和缺氧區(qū)2分隔，好氧區(qū)底部安裝環(huán)型曝氣軟管充氧。循環(huán)混合液在2區(qū)、3區(qū)出口形成混合區(qū)4，在此，兩區(qū)混合液發(fā)生交換作用。OCO反應(yīng)器中通過(guò)設(shè)置在2、3區(qū)入口的調(diào)速回流攪拌器調(diào)節(jié)混合液內(nèi)回流。改進(jìn)的OGO反應(yīng)器中延伸了C-隔墻60℃，并以與池底相聯(lián)的活動(dòng)導(dǎo)流墻替代了OCO反應(yīng)器好氧、缺氧區(qū)入口的調(diào)速回流攪拌器，在簡(jiǎn)化工藝運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了混合液水力內(nèi)回流。根據(jù)OCO工藝運(yùn)行的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，對(duì)氨氮和TN的平均去除率分別為51％和49％，系統(tǒng)中的硝化、脫氮效果不理想。其原因一方面是由于反應(yīng)器的缺氧僅發(fā)生在內(nèi)側(cè)環(huán)區(qū)，缺氧停留時(shí)間不夠?qū)е路聪趸怀浞�；另一方面是反�?yīng)器的環(huán)流循環(huán)過(guò)程中將部分溶解氧帶入C-隔墻內(nèi)的缺氧區(qū)，進(jìn)一步影響了反硝化脫氮效果。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)2、3區(qū)入口處調(diào)速攪拌器的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)混合液會(huì)流量的方式,是難以控制混合液回流量的。經(jīng)過(guò)改造后的OGO工藝對(duì)氨氮和TN的去除率提高到74％和63％,系統(tǒng)的脫氮效果的提高較為明顯。C-隔墻的延伸在一定程度上提高了反應(yīng)器推流流態(tài)的容積利用率，優(yōu)化了好氧、缺氧分區(qū)，減少了混合區(qū)的水力紊動(dòng)，降低了流體運(yùn)動(dòng)阻力，更有利于形成基質(zhì)、溶解氧在空間上的濃度分布,增加了內(nèi)環(huán)缺氧區(qū)的單次停留時(shí)間,提高了脫氮效果。OGO工藝中以活動(dòng)導(dǎo)流墻替代調(diào)速攪拌器調(diào)節(jié)2、3區(qū)入口處混合液的回流量，操作方便，即可節(jié)省系統(tǒng)混合液內(nèi)回流的調(diào)速攪拌器，又能夠消除調(diào)速攪拌器轉(zhuǎn)速不當(dāng)對(duì)缺氧區(qū)環(huán)境的不利影響，充分發(fā)揮缺氧區(qū)反硝化脫氮潛力。此外，活動(dòng)導(dǎo)流墻液有利于強(qiáng)化反應(yīng)器內(nèi)推流特性，節(jié)約調(diào)速攪拌器的運(yùn)行能耗，簡(jiǎn)化工藝的運(yùn)行管理。
3OGO反應(yīng)器生物脫氮除磷特性
原OCO系統(tǒng)主反應(yīng)器的C-隔墻半環(huán)區(qū)內(nèi)為理論上的缺氧區(qū)，但由于受到混合液環(huán)流回流循環(huán)過(guò)程以及缺氧區(qū)人口處調(diào)速攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中溶解氧帶人的不利影響，缺氧環(huán)境易于受到破壞，造成實(shí)際反硝化停留時(shí)間的縮短，進(jìn)而影響了脫氮效果的穩(wěn)定性和脫氮率的提高。從生物除磷的角度，系統(tǒng)改進(jìn)前TP平均去除率為68.4％，高于傳統(tǒng)活性污泥法，說(shuō)明反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥已形成較好的聚磷菌作用機(jī)制．由于原系統(tǒng)反硝化脫氮率的限制，沉淀池回流污泥中帶入?yún)捬鯀^(qū)的NO-N含量較高，厭氧釋磷受到限制，系統(tǒng)除磷效能難以正常發(fā)揮。根據(jù)廢水生物處理理論，反硝化菌為異氧微生物，廢水生物處理系統(tǒng)中常見(jiàn)的許多細(xì)菌都能完成反硝化作用，包括無(wú)色菌、產(chǎn)氣桿菌、產(chǎn)堿桿菌、微球菌、變形桿菌和假單胞菌等；但有研究表明，系統(tǒng)中能夠進(jìn)行反硝化的異氧菌的比例并不確定，與系統(tǒng)的構(gòu)型關(guān)系較大。OGO反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上延伸了內(nèi)環(huán)C-隔墻，增加了混合液?jiǎn)未窝h(huán)過(guò)程中缺氧區(qū)的總長(zhǎng)度和停留時(shí)間，在一定程度上優(yōu)化了反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧分區(qū),有利于促進(jìn)活性污泥微生物對(duì)基質(zhì)轉(zhuǎn)化作用的穩(wěn)定性。同時(shí),活動(dòng)導(dǎo)流墻替代缺氧、好氧調(diào)速攪拌器，減少了機(jī)械設(shè)備運(yùn)行帶人缺氧區(qū)的溶解氧量,成為提高系統(tǒng)反硝化率的另一有利因素。 OGO生化反應(yīng)系統(tǒng)中缺氧環(huán)境較改進(jìn)前明顯改善且更加穩(wěn)定，為反硝化菌提供了針對(duì)不能反硝化的異氧菌的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，有效提高了系統(tǒng)反硝化脫氮效能。
3.1OGO反應(yīng)器流態(tài)特征分析
3.1.1缺氧區(qū)DO濃度分布
從能量角度，由于反應(yīng)器流態(tài)為混合液環(huán)路閉路循環(huán)，對(duì)反應(yīng)器任意斷面，均可認(rèn)為是首尾相接的。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與設(shè)備配置改進(jìn)后，破壞了原有的能量平衡狀態(tài)，并達(dá)到新的流動(dòng)穩(wěn)定平衡，使得反應(yīng)器中流速分布、摩擦阻力等發(fā)生改變，進(jìn)而影響了反應(yīng)器中的水力混合特性，導(dǎo)致DO濃度的空間分布發(fā)生變化。另一方面，缺氧區(qū)通過(guò)導(dǎo)流墻進(jìn)行水力內(nèi)回流極大地降低了缺氧區(qū)入口混合液的紊流擾動(dòng)。OGO反應(yīng)器的內(nèi)環(huán)缺氧區(qū)呈現(xiàn)出的較改進(jìn)前更為明顯的DO濃度梯度，表明系統(tǒng)改進(jìn)后更有利于該區(qū)DO濃度梯度的良好形成，反應(yīng)器中缺氧環(huán)區(qū)推流流態(tài)得以強(qiáng)化。因此，OGO反應(yīng)器具有更為良好的生化動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢(shì)，反應(yīng)器效率和反應(yīng)器容積利用率隨之提高。
3.1.2反應(yīng)器內(nèi)流態(tài)特征
由于改進(jìn)前后反應(yīng)器結(jié)構(gòu)存在差異，使得流體在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間分布發(fā)生改變。根據(jù)流態(tài)試驗(yàn)結(jié)果，到峰值后的拖尾較長(zhǎng)，示蹤劑未在短時(shí)集中流出反應(yīng)器；反應(yīng)器構(gòu)造與內(nèi)回流方式改進(jìn)前后，其流型整體均呈現(xiàn)全混流特征。根據(jù)臨界時(shí)間的試驗(yàn)結(jié)果，反應(yīng)器平推流流型所占的比例從改進(jìn)前的5.9％提高到改進(jìn)后的12.9％，增加了7％左右。從流體行為的角度，OGO反應(yīng)器中活動(dòng)導(dǎo)流墻替代了2臺(tái)調(diào)速攪拌器，紊流剪切力尤其是在缺氧區(qū)內(nèi)的紊動(dòng)作用大大減小，極大削弱了分子擴(kuò)散作用的影響，使反應(yīng)器的推流流態(tài)得到有效強(qiáng)化，更有利于在空間形成基質(zhì)的濃度梯度分布，從而可提高反應(yīng)效率。
3.2OGO反應(yīng)器混合區(qū)水力特性分析
受圓形反應(yīng)器池型結(jié)構(gòu)的影響，內(nèi)環(huán)缺氧區(qū)內(nèi)的混合液在離心力、慣性力和彎道壁的導(dǎo)流作用下，其流線趨勢(shì)沿彎道外壁切線方向擴(kuò)散。C-隔墻突然終止，使內(nèi)環(huán)液流與外環(huán)液流發(fā)生碰撞紊動(dòng)混合，在混合區(qū)形成二次流。由于高速液流多集中于彎道外側(cè)，形成彎道越靠外側(cè)流速越大、內(nèi)壁側(cè)速度小的流動(dòng)特征。同時(shí)，混合區(qū)徑向?qū)挾容^環(huán)區(qū)大大增加，其內(nèi)外兩側(cè)速度梯度更加明顯，降低了內(nèi)外環(huán)液流混合的不均勻性。反應(yīng)器改進(jìn)前后混合區(qū)流體運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)線理論分析如圖2所示。系統(tǒng)改進(jìn)后，混合區(qū)有效容積減小，且C-隔墻的延伸使得停滯回旋區(qū)向后移動(dòng)，在接近缺氧區(qū)入口處，由于活動(dòng)導(dǎo)流墻的水力阻擋使得流線方向反射變化，有效避免了反應(yīng)器混合區(qū)內(nèi)側(cè)停滯回旋積泥的問(wèn)題。同時(shí)，改善液流的運(yùn)動(dòng)行為增強(qiáng)了基質(zhì)與活性污泥絮體均勻接觸的程度，可促進(jìn)生化反應(yīng)效率的提高。
4結(jié)論
1)OGO工藝在確保有機(jī)物、NH-N良好去除的前提下，其脫氮除磷效果較OCO有明顯提高，總氮、總磷的去除率分別為69.8％、81.3％,生物同時(shí)除磷脫氮性能穩(wěn)定。
2)OGO反應(yīng)器增加了缺氧反應(yīng)時(shí)間，強(qiáng)化了溝內(nèi)推流流態(tài)，優(yōu)化了反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧分區(qū)，有利于更好地形成有基質(zhì)、溶解氧在溝內(nèi)空間上的濃度分布，提高反應(yīng)器效率。
3)OGO工藝以無(wú)能耗的活動(dòng)導(dǎo)流墻替代調(diào)速攪拌器，實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽混合液的水力內(nèi)回流，可降低工藝能耗，簡(jiǎn)化了工藝的運(yùn)行管理。
4)OGO反應(yīng)器整體呈現(xiàn)全混流流型的特征，反應(yīng)器構(gòu)造和設(shè)備配置的改進(jìn)改善了反應(yīng)器水力流態(tài)和混合區(qū)流動(dòng)特征，改進(jìn)后推流流型增加了7％，反應(yīng)器容積利用率顯著增加。同時(shí)，OGO反應(yīng)器有效解決混合區(qū)內(nèi)側(cè)停滯回旋積泥的問(wèn)題，從提高反應(yīng)技術(shù)先進(jìn)性的角度，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器的優(yōu)化。
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