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水力停留时间如何计算?
更新时间:2022-10-10 来源:环保工程师

  一、什么是水力停留时间HRT

  水力停留时间(Hydraulic Retention Time)简写作HRT,水处理工艺名词,水力停留时间是指待处理污水在反应器内的平均停留时间,也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。

  对于生物处理,HRT要符合相应工艺要求,否则水力停留时间不足,生化反应不完全,处理程度较弱;水力停留时间过长则会导致系统污泥老化。

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  当处理效果不佳时,可参照设计值进行HRT的校核,校核水力停留时间时,水量应该算上污泥回流量。若HRT过小,应缓慢减小污水量,过大则缓慢加大污水量。注意,污水量的增减都应缓慢变动,否则造成系统的冲击负荷;由于污水处理任务艰巨,不要轻易减小进厂污水量,而是在回流量上做出调整。

  在传统的活性污泥法中,水力停留时间很大程度上决定了污水的处理程度,因为它决定了污泥的停留时间;而在MBR法即膜生物反应器中,由于膜的分离作用,使得微生物被完全阻隔在了反应池内,实现了水力停留时间和污泥龄的完全分离!

  二、水力停留时间HRT的计算

  污水处理中的水力停留时间其实分两种的,一个叫名义水力停留时间,一个叫实际水力停留时间!

  1、名义水力停留时间

  顾名思义,名义水力停留时间就是定义中的停留时间的计算,即水力停留时间等于污水处理系统有效容积与进水流量之比:

  如果污水处理系统的有效容积为V(m3),Q为每小时进水量(m3/h),则水力停留时间公式为:

  HRT = V / Q

  2、实际水力停留时间

  实际水力停留时间即为污水处理系统中污水的实际停留的实际,是需要考虑污泥回流的量的:

  如果污水处理系统的有效容积为V(m3),Q为每小时进水量(m3/h),R为污泥回流比,则水力停留时间公式为::

  HRT = V / (1+R)*Q

  那在脱氮系统中,缺氧池的实际水力停留时间到底算不算内回流呢?这个问题其实一直有争议,实际缺氧池水力停留时间的计算中内回流是不算到公式中的,在污托邦社区中笔者也解释过推算过程,以供大家参考:对于缺氧池的停留时间,文献中也没有详细的介绍,规范中也只是给了一个范围,缺氧池停留时间的计算,外回流R是要计算到内的,这个是没有异议的,一般认为进水量是(1+R)*Q,所以,一般认为缺氧池停留时间HRT=V/(1+R)*Q!

  但是缺氧池的停留时间到底算不算内回流,我们按宏观上看的,假如内回流比r=4或N,我们就认为水是回流4次或N次的,所以,虽然每一次停留时间短,但是4次或N次加起来,停留时间是一样的,抵消了内回流的影响!所以,内回流是不计算到公式中的!

  三、水力停留时间HRT对脱氮的影响

  A2/O工艺在较长HRT条件对NH3-N有很好的去除效果,HRT过短,反应池中各微生物种群没有充分的时间生长,污泥流失过快,硝化反应和反硝化反应都没有得到充分的进行。当HRT达到一定的值时,已足够各反应器内的反应充分进行,再增加HRT,也只能是增加经济负担,对脱氮作用没有更显著的效果。

  但是,通过对膜生物反应器复合工艺的研究指出,试验选定的HRT范围内(4.97h-8.70h),系统对TN的去除率随着HRT的减少而增加。这是因为长HRT条件下,系统的有机负荷率降低,会使生物的内源呼吸加剧,影响污泥的活性,最终降低系统对污染物去除效果。降低HRT可使系统的有机负荷率提高,进而使系统反硝化的能力增强,最终提高氮的处理效果。

  四、水力停留时间HRT对除磷的影响

  在SBR工艺中,HRT对PO3-4-P的去除效果影响较小,该工艺对PO3-4-P没有明显的去除效果。这可能是由于反硝化菌与聚磷菌同属异养菌,由于反硝化菌能够先于聚磷菌吸收和利用VFA进行反硝化脱氮,并且聚磷菌对于碳源的要求要严于反硝化菌,即易降解有机物优先被反硝化菌利用,导致聚磷菌吸附的碳源较少,相应地VFA也较少,在厌氧下转化生成的PHB(聚β-羟基丁酸)就减少,从而需要释放的磷产生的能量就相对减少。

  通过对A2/O工艺的研究,HRT升高,TP去除率不一定升高,而是呈现先升高后降低的变化趋势,HRT为8h时,TP去除率最高,去除效果最好。当HRT升高至12h时,TP去除率呈现下降趋势,除磷效果恶化。这就说明了较长的HRT有利于TP的去除。但随HRT的增大,TP去除率逐渐减小,还会对TP的去除有不利影响。这可能是因为HRT太大的话,产生污泥膨胀,在碳源一定的情况下,硝化细菌与聚磷菌之间就会形成较为激烈的竞争,而聚磷菌的存活能力低于硝化细菌,所以就会造成聚磷菌的死亡,不利于吸磷作用的进行,因此,HRT增大,TP的去除率提高幅度逐渐减小。


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