HRT(水力停留時(shí)間） 對系統的影響

HRT(水力停留時(shí)間）

對系統的影響

污水生物脫氮的基本原理就是在將有機氮轉化為氨態(tài)氮的基礎上，利用硝化菌和反硝化菌的作用，在好氧條件下將氨氮通過(guò)硝化作用轉化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮。在缺氧條件下通過(guò)反硝化作用將硝氮轉化為氮氣，達到從廢水中脫氮的目的。廢水中氮的去除還包括靠微生物的同化作用將氮轉化為細胞原生質(zhì)成分。主要過(guò)程如下：氨化作用是有機氮在氨化菌的作用下轉化為氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下進(jìn)一步轉化為硝酸鹽氮。其中亞硝酸菌和硝酸菌為好氧自養菌，以無(wú)機碳化合物為碳源，從NH4+或NO2-的氧化反應中獲取能量。

污水中磷的去除主要由聚磷菌等微生物來(lái)完成：在好氧條件下，聚磷菌不斷攝取并氧化分解有機物，產(chǎn)生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成，一部分則使ADP與H3PO4結合，轉化為ATP而儲存起來(lái)。細菌以聚磷（一種高能無(wú)機化合物）的形式在細胞中儲存磷，其能量可以超過(guò)生長(cháng)所需，這一過(guò)程稱(chēng)為聚磷菌磷的攝取。處理過(guò)程中，通過(guò)從系統中排除高磷污泥以達到去除磷的目的。在厭氧和無(wú)氮氧化物存在的條件下，聚磷菌體內的ATP進(jìn)行水解，放出H3PO4和能量，形成ADP，這一過(guò)程為聚磷菌磷的釋放。

在生物處理工藝中，水力停留時(shí)間（hydraulic retention time，HRT）是一個(gè)非常重要的參數，不同的HRT直接影響微生物與基質(zhì)底物的接觸時(shí)間以及傳質(zhì)過(guò)程，進(jìn)而影響工藝對污水的處理效能。停留時(shí)間過(guò)短，反應器內不能保持足夠的生物量，影響反應器的運行穩定性和處理效果；而停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )使反應器處理能力過(guò)剩，造成浪費。而且，它不僅影響整個(gè)系統的處理效能，還直接決定了反應器容積的大小，從而影響了系統的基建費用。因此，確定合理的HRT對于保證系統的處理效能及節省工程投資都具有十分重要的意義。

A2/O工藝在較長(cháng)HRT條件對NH3-N有很好的去除效果，HRT過(guò)短，反應池中各微生物種群沒(méi)有充分的時(shí)間生長(cháng)，污泥流失過(guò)快，硝化反應和反硝化反應都沒(méi)有得到充分的進(jìn)行。當HRT達到一定的值時(shí)，已足夠各反應器內的反應充分進(jìn)行，再增加HRT，也只能是增加經(jīng)濟負擔，對脫氮作用沒(méi)有更顯著(zhù)的效果。

但是，通過(guò)對膜生物反應器復合工藝的研究指出，試驗選定的HRT范圍內（4.97h~8.70h），系統對TN的去除率隨著(zhù)HRT的減少而增加。這是因為長(cháng)HRT條件下，系統的有機負荷率降低，會(huì )使生物的內源呼吸加劇，影響污泥的活性，最終降低系統對污染物去除效果。降低HRT可使系統的有機負荷率提高，進(jìn)而使系統反硝化的能力增強，最終提高氮的處理效果。

在SBR工藝中，HRT對PO43--P的去除效果影響較小，該工藝對PO43--P沒(méi)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菌，由于反硝化菌能夠先于聚磷菌吸收和利用VFA進(jìn)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，導致聚磷菌吸附的碳源較少，相應地VFA也較少，在厭氧下轉化生成的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(guò)對A2/O工藝的研究，HRT升高，TP去除率不一定升高，而是呈現先升高后降低的變化趨勢，HRT為8h時(shí)，TP去除率最高，去除效果最好。當HRT升高至12h時(shí)，TP去除率呈現下降趨勢，除磷效果惡化。這就說(shuō)明了較長(cháng)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(huì )對TP的去除有不利影響。這可能是因為HRT太大的話(huà)，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(huì )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(huì )造成聚磷菌的死亡，不利于吸磷作用的進(jìn)行，因此，HRT增大，TP的去除率提高幅度逐漸減小。

通過(guò)以上調研發(fā)現，HRT對不同生物脫氮除磷工藝的脫氮除磷效率的影響不同，因此，要具體情況具體分析，但是每一種工藝都有其最佳的水力停留時(shí)間，在此條件下，運行效果最好，且基建成本最低。