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DQZHAN技術(shù)訊：如何看待多點(diǎn)進(jìn)水工藝

1. 工藝的背景

多點(diǎn)進(jìn)水工藝在國內(nèi)的叫法不僅相同，有的叫分段進(jìn)水，有的叫多級AO，國外一般都統(tǒng)稱Step feed，如果是有脫氮的功能則往往叫Step feed BNR，從字面上理解這種工藝的核心意思是一步一步進(jìn)水。

說起多點(diǎn)進(jìn)水工藝，實(shí)際上這種工藝有著悠久的歷史，Gould在1939年將這一方法*先應(yīng)用于紐約的Tallman Island污水處理廠。在這之后，美國的很多污水處理廠都采用了這種工藝。下圖是Gould當(dāng)時(shí)的工藝圖。

傳統(tǒng)多點(diǎn) 進(jìn)水工藝*初的目的是為了解決供氧的問題，但實(shí)際上后來成為污水處理廠應(yīng)對流量波動(dòng)的有效手段。后來隨著脫氮的要求，在傳統(tǒng)多點(diǎn)進(jìn)水工藝的基礎(chǔ)上多點(diǎn)進(jìn)水脫氮工藝逐步發(fā)展起來，*先應(yīng)用的也是在Tallman Island污水處理廠，那已經(jīng)是20多年前的事了。Tallman Island污水處理廠是將原有傳統(tǒng)的多點(diǎn)進(jìn)水工藝的每一段都設(shè)置了缺氧區(qū)和好氧區(qū)，這種技術(shù)的改進(jìn)使得脫氮工藝所需池容更小、脫氮效率更高、運(yùn)行管理也相對方便。

2. 工藝的性能

(1)進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)量

進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)量會(huì)影響脫氮率的高低，隨著進(jìn)水點(diǎn)數(shù)量的增加脫氮率而不斷提高，但提高的幅度逐漸變緩，在實(shí)際工程中一般進(jìn)水點(diǎn)設(shè)置4個(gè)就足夠，沒有必要設(shè)置太多的進(jìn)水點(diǎn)，設(shè)置太多的進(jìn)水點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致各區(qū)產(chǎn)生返混現(xiàn)象。

(2)進(jìn)水流量的分配

進(jìn)水流量的分配受制于碳氮比，對于碳源充足的進(jìn)水，進(jìn)水的流量將逐級降低，*后一個(gè)分區(qū)的流量*低;而進(jìn)水碳源缺乏的進(jìn)水，則進(jìn)水的流量將逐級提高，*后一個(gè)分區(qū)的流量達(dá)到*大。實(shí)際上，對于碳源較低的進(jìn)水，多點(diǎn)進(jìn)水工藝的脫氮效果與A/O工藝的相差無幾。

(3)缺氧、好氧的池容

缺氧、好氧的容積會(huì)直接影響多點(diǎn)進(jìn)水工藝的表現(xiàn)。一個(gè)理想想的結(jié)果是每個(gè)分區(qū)的缺氧段都實(shí)現(xiàn)了充分的反硝化，好氧段都實(shí)現(xiàn)了充分的硝化。但事實(shí)并非如此，缺氧、好氧的容積受多方面因素的制約，進(jìn)水水質(zhì)特征、出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是主要的因素。對于老的污水處理廠改造為多點(diǎn)進(jìn)水工藝，一般各個(gè)分區(qū)中的缺氧、好氧的容積是相同的，新建的污水處理廠可以采用非對稱的缺氧、好氧容積，各個(gè)分區(qū)的缺氧、好氧容積并不完全相同，這樣的優(yōu)化設(shè)置會(huì)使總的容積盡可能小，節(jié)約建設(shè)成本。多點(diǎn)進(jìn)水工藝在美國的應(yīng)用實(shí)踐過程中，一般缺氧區(qū)的容積占總?cè)莘e的33~50%左右。

(4)污泥回流

在多點(diǎn)進(jìn)水工藝中，污泥回流對工藝的性能也有一定的影響，但并不是主要的影響因素。如果不考慮污泥的沉降特性，通過增加或減少回流比會(huì)對TN的去除產(chǎn)生一定的影響。Daigger等的研究指出，對多點(diǎn)進(jìn)水的污泥回流比等參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂瓶梢允沟枚帱c(diǎn)進(jìn)水生物脫氮工藝的平均MLSS較傳統(tǒng)的生物脫氮工藝增加35～70%。

(5)出水水質(zhì)

多點(diǎn)進(jìn)水生物脫氮工藝的脫氮效果優(yōu)于A/O工藝，在進(jìn)水碳源充足的情況下，多點(diǎn)進(jìn)水生物脫氮工藝的脫氮率一般可達(dá)到80%以上。

(6)主要設(shè)備

多點(diǎn)進(jìn)水工藝的設(shè)備較為簡單，主要包括進(jìn)水閘門、管道及擋墻等，進(jìn)水閘門或閥門可以用手動(dòng)閘門或閥門，*好采用電動(dòng)閥門。下面的圖是美國加州San Jose Creek West污水處理廠的多點(diǎn)進(jìn)水工藝的進(jìn)水管道。

3. 工藝的比較

多點(diǎn)進(jìn)水生物脫氮工藝不僅可以實(shí)現(xiàn)較高的脫氮效果，而且池容的利用更為有效，多點(diǎn)進(jìn)水工藝一般所需要的池容僅為A/O或Bardenpho工藝池容的2/3左右，而且運(yùn)行的靈活性大大提高。

美國佛羅里達(dá)州橙縣公用事業(yè)局的南部再生水廠處理規(guī)模為16.3萬m3/d，這座處理廠有三種工藝，分別是A/O工藝、多點(diǎn)進(jìn)水工藝和Carrousel氧化溝工藝，實(shí)際上該廠的多點(diǎn)進(jìn)水工藝是原來一座氧化溝改造而來的，當(dāng)局對改造后的多點(diǎn)進(jìn)水工藝和現(xiàn)有的另一座氧化溝進(jìn)行了性能比較。對比的時(shí)間持續(xù)了6個(gè)月，結(jié)果表明兩種工藝都可以達(dá)到出水TN<10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)進(jìn)水的TKN為35mg/L時(shí)，氧化溝的出水TN為7.3mg/L，多點(diǎn)進(jìn)水工藝的出水TN為7.2mg/L，兩種工藝的出水BOD5都持續(xù)地低于5mg/L。但是，多點(diǎn)進(jìn)水工藝的處理能力為8.1萬m3/d，氧化溝工藝的處理能力為3.7萬m3/d，多點(diǎn)進(jìn)水工藝的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了氧化溝工藝的能力，而事實(shí)上這兩種工藝的池容幾乎是完全相同的，這說明多點(diǎn)進(jìn)水工藝的池容利用率要高于Carrousel氧化溝。

4. 案例介紹

在此僅給出一些案例，具體細(xì)節(jié)內(nèi)容感興趣的朋友可以搜索相關(guān)的內(nèi)容，這些案例包括：美國Lander Street污水處理廠、加拿大Lethbridge污水處理廠、美國Piscataway污水處理廠、美國Rock Creek處理廠等等。