什么是水力停留時(shí)間(HRT)?如何計算?
一、什么是水力停留時(shí)間HRT
水力停留時(shí)間(Hydraulic Retention Time)簡(jiǎn)寫(xiě)作HRT,水處理工藝名詞,水力停留時(shí)間是指待處理污水在反應器內的平均停留時(shí)間,也就是污水與生物反應器內微生物作用的平均反應時(shí)間。
對于生物處理,HRT要符合相應工藝要求,否則水力停留時(shí)間不足,生化反應不完全,處理程度較弱;水力停留時(shí)間過(guò)長(cháng)則會(huì )導致系統污泥老化。
當處理效果不佳時(shí),可參照設計值進(jìn)行HRT的校核,校核水力停留時(shí)間時(shí),水量應該算上污泥回流量。若HRT過(guò)小,應緩慢減小污水量,過(guò)大則緩慢加大污水量。注意,污水量的增減都應緩慢變動(dòng),否則造成系統的沖擊負荷;由于污水處理任務(wù)艱巨,不要輕易減小進(jìn)廠(chǎng)污水量,而是在回流量上做出調整。
在傳統的活性污泥法中,水力停留時(shí)間很大程度上決定了污水的處理程度,因為它決定了污泥的停留時(shí)間;而在MBR法即膜生物反應器中,由于膜的分離作用,使得微生物被完全阻隔在了反應池內,實(shí)現了水力停留時(shí)間和污泥齡的完全分離!
二、水力停留時(shí)間HRT的計算
污水處理中的水力停留時(shí)間其實(shí)分兩種的,一個(gè)叫名義水力停留時(shí)間,一個(gè)叫實(shí)際水力停留時(shí)間!
1、名義水力停留時(shí)間
顧名思義,名義水力停留時(shí)間就是定義中的停留時(shí)間的計算,即水力停留時(shí)間等于污水處理系統有效容積與進(jìn)水流量之比:
如果污水處理系統的有效容積為V(m3),Q為每小時(shí)進(jìn)水量(m3/h),則水力停留時(shí)間公式為:
HRT = V / Q
2、實(shí)際水力停留時(shí)間
實(shí)際水力停留時(shí)間即為污水處理系統中污水的實(shí)際停留的實(shí)際,是需要考慮污泥回流的量的:
如果污水處理系統的有效容積為V(m3),Q為每小時(shí)進(jìn)水量(m3/h),R為污泥回流比,則水力停留時(shí)間公式為::
HRT = V / (1+R)*Q
那在脫氮系統中,缺氧池的實(shí)際水力停留時(shí)間到底算不算內回流呢?這個(gè)問(wèn)題其實(shí)一直有爭議,實(shí)際缺氧池水力停留時(shí)間的計算中內回流是不算到公式中的,在污托邦社區中筆者也解釋過(guò)推算過(guò)程,以供大家參考:對于缺氧池的停留時(shí)間,文獻中也沒(méi)有詳細的介紹,規范中也只是給了一個(gè)范圍,缺氧池停留時(shí)間的計算,外回流R是要計算到內的,這個(gè)是沒(méi)有異議的,一般認為進(jìn)水量是(1+R)*Q,所以,一般認為缺氧池停留時(shí)間HRT=V/(1+R)*Q!
但是缺氧池的停留時(shí)間到底算不算內回流,我們按宏觀(guān)上看的,假如內回流比r=4或N,我們就認為水是回流4次或N次的,所以,雖然每一次停留時(shí)間短,但是4次或N次加起來(lái),停留時(shí)間是一樣的,抵消了內回流的影響!所以,內回流是不計算到公式中的!
三、水力停留時(shí)間HRT對脫氮的影響
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。
四、水力停留時(shí)間HRT對除磷的影響
在SBR工藝中,HRT對PO3-4-P的去除效果影響較小,該工藝對PO3-4-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。
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