低CN比条件下高效生物脱氮策略分析

低CN比条件下高效生物脱氮策略分析

湖南省特种设备检验检测研究院邵阳分院湖南省邵阳市422000

摘要:随着城市化进程的不断推进,高层建筑物逐渐增多的同时电梯的应用也随之增多。为了使电梯运行更加稳定,对电梯检修、紧急电动运行设置要求与检验进行探讨显得尤为重要。

关键词:电梯检修运行;紧急电动运行;设置

1前言

电梯作为当今建筑物中较为常见的日常应用设备,其运行安全、高效成为当今社会人们最为关心建筑问题之一。本文通过对电气检修运行和紧急电动运行的设置要求与检验等相关内容进行探讨,旨在电梯可以更加安全稳定的运行且为人们带来更加优质的服务提供理论参考依据。

2概述

虽然,社会发展推动了建设行业的极大进步,但是在电梯运行方面却仍然存在一些问题并严重威胁人们的生命安全,导致社会各界对电梯安全运行越发重视。笔者根据以往电气检修运行和紧急电动运行设置等相关经验进行归纳、整理,针对当前社会应用较多的GB7588电梯的安装安全、规范管理等进行理解并总结,并对电梯检修和紧急电动运行的设置要求进行深入分析与评估,对浙江正洁环境科技有限公司浙江杭州310018

摘要:针对改良多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水难以同时兼顾脱氮除磷的问题,考察了内置式悬浮球中填加海绵块(填料A)和内置式悬浮球中填加海绵块、海绵铁和聚氯乙烯泡沫(填料B)两种悬浮复合填料的效果。结果表明,悬浮复合填料的添加可以在保证COD去除效果的基础上同时兼顾脱氮除磷。出水COD和氨氮可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。填料B的脱氮除磷效果均优于填料A。可以通过添加外加碳源增强脱氮的主要限制步骤(反硝化作用),从而进一步提高脱氮效果,有望出水TN达到GB18918—2002的一级A标准。

关键词:悬浮复合填料;改良多级;A/O工艺;低碳氮比

1前言

COD/TN低于7.5(质量比)的生活污水属于低碳氮比生活污水,传统生物处理工艺在无外加碳源的情况下,脱氮除磷效率不高。多级A/O工艺具有无硝化液内回流、碳源利用率高等优点,但对于低碳氮比生活污水仍难以稳定脱氮除磷。研究发现,填料的添加能有效改善多级A/O工艺对低碳氮比生活污水的同步脱氮除磷效果。杨敏等利用新型SPR-1悬浮填料作为生物载体强化硝化作用,发现硝化效率显著提高。李杰等也指出,生物海绵铁填料能有效提高除磷能力。但是,单种填料往往难以同时兼顾脱氮和除磷,目前有关不同悬浮复合填料对多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水进行同步脱氮除磷的研究还鲜见报道。本研究以低碳氮比生活污水为研究对象,在带前置厌氧段的改良多级A/O工艺各级好氧段投加悬浮复合填料,考察不同悬浮复合填料的同步脱氮除磷效果。

2材料与方法

2.1工艺流程

改良多级A/O装置尺寸(长×宽×高)为105cm×20cm×40cm,总有效容积为67.2L,由前置厌氧段(A0)、一级缺氧段(A1)和一级好氧段(O1)、二级缺氧段(A2)和二级好氧段(O2)、三级缺氧段(A3)和三级好氧段(O3)组成。A0、A1、O1、A2、O2、A3、O3的有效容积分别为10.2、6.6、13.2、6.4、12.8、6.0、12.0L。厌氧段和缺氧段采用电动搅拌器进行搅拌,好氧段采用曝气机配合微孔曝气管曝气。二沉池为圆形竖流式沉淀池,中心管进水,有效容积为5.5L,高度为600mm,直径为130mm,污泥斗呈截头倒锥体,倾角为60°,污泥回流通过蠕动泵输送。

2.2实验原水及水质指标测定

COD/TN平均值为3.8。COD采用快速消解分光光度法测定,氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定,TN采用过硫酸钾消解—紫外分光光度法测定,TP采用钼锑抗分光光度法测定,亚硝酸盐氮采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法测定,硝酸盐氮采用麝香草酚分光光度法测定,混合液悬浮固体(MLSS)采用重量法测定,沉降比(SV)采用量筒静置法测定,生物膜量采用碱洗法测定。

2.3悬浮复合填料的制备

根据《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》(CJ/T461—2014),利用内径80mm的空心内置式悬浮球、体积6~8cm3的海绵块、粒径5~8mm的海绵铁、聚氯乙烯(PVC)泡沫等材料制备悬浮复合填料。按内置式悬浮球中空体积填加海绵块,海绵块填加量为2.6g/L,制得的复合填料可以悬浮于水中,记作填料A;按内置式悬浮球中空体积填加海绵块和海绵铁,海绵块填加量为2.6g/L,海绵铁填加量为45.0g/L,再加适量PVC泡沫以使复合填料能够悬浮于水中,记作填料B。

2.4实验方法

将其接种至改良多级A/O工艺的各厌氧、缺氧、好氧段中,厌氧段DO控制在0~0.2mg/L、缺氧段控制在0.2~0.5mg/L、好氧段控制在1.8~2.2mg/L,经18d的驯化培养,氨氮和COD的去除率均达到80%以上,SV为28%~35%,菌胶团紧密,有丝状菌贯穿菌胶团,并出现钟虫,表明系统已稳定运行。从稳定运行的改良多级A/O工艺的O1、O2、O3中各取出共4L的活性污泥,混合后污泥MLSS为2996mg/L,SV为30%,均分到2个设有曝气系统的塑料容器(分别装有填料A、填料B)中,补充实验原水至总体积为10L,填料A和填料B的填充率按30%(体积分数)进行投加。前7天控制DO质量浓度为1.0~2.0mg/L,第8天至第28天控制为3.0~4.0mg/L。水力停留时间(HRT)设为8h,每8h暂停曝气并换水50%(即5L)。污泥停留时间(SRT)为14d。第16、22天时,填料A和填料B的生物膜量分别达到最大,表明预挂膜过程完成。在O1、O2、O3中分别投加填料A和填料B的情况下进行污水处理,A0、A2、A3的流量体积比为6∶3∶1,好氧段MLSS维持在1750~2500mg/L,曝气保证悬浮复合填料处于流化状态,厌氧段DO控制在0~0.2mg/L、缺氧段控制在0.2~0.5mg/L、好氧段控制在3.0~4.0mg/L,温度控制为17~23℃,污泥回流比为75%(体积分数),HRT为10h,SRT为14d,每天计算系统所需排泥量后定时排放剩余污泥。在其他条件保持不变的情况下,以不加填料作为对照。

3结果与讨论

3.1对COD的去除效果

COD在改良多级A/O工艺中的沿程变化如图2所示。COD的去除主要集中在A0和A1。A2和A3由于有原水补充,因此COD浓度略有上升。在无填料、填料A和填料B3种条件下,出水COD质量浓度分别为27.09、19.57、33.11mg/L,去除率分别为87.24%、90.78%、84.41%,能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准(50mg/L)。总体而言,投加悬浮复合填料对提高COD的去除率影响不大。

3.2脱氮效果

在无填料、填料A和填料B3种条件下,出水TN质量浓度分别为29.41、25.27、24.49mg/L,去除率分别为47.42%、54.82%、56.21%。投加填料A或填料B对TN的去除率有较大的提高。填料B条件下TN去除率最高,较无填料时提高了8.79百分点,原因可能是海绵铁能促进硝酸盐的还原。

A0、A1和O1中硝酸盐氮浓度大幅度增加,主要是由于A0、A1中厌氧或缺氧条件下硝化作用把大量氨氮转化成了硝酸盐氮,但实验原水的碳氮比低导致反硝化作用明显不足。因此,改良多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水脱氮效率不高的主要限制步骤是反硝化作用受到限制,可以通过添加外加碳源增强。

3.2除磷效果

TP在改良多级A/O工艺中的沿程变化如图6所示?在无填料、填料A和填料B3种条件下,TP的沿程变化趋势基本一致,出水TP质量浓度分别为3.51、3.28、2.64mg/L,去除率分别为27.03%、25.34%、52.49%?填料A条件下较无填料条件时,TP去除率基本相当?填料B条件下,系统对TP的去除率有了明显提高,主要原因是海绵铁填料表面发生电极反应产生铁离子,能够和磷酸盐反应形成碱式磷酸铁沉淀,可通过剩余污泥排放实现对TP的去除?

4结束语

悬浮复合填料的添加可以使改良多级A/O工艺处理低碳氮比生活污水时,在保证COD去除效果的基础上同时兼顾脱氮除磷?出水COD和氨氮可以达到GB18918—2002的一级A标准?填料B的脱氮除磷效果均优于填料A?可以通过添加外加碳源增强脱氮的主要限制步骤(反硝化作用),从而进一步提高脱氮效果?

参考文献

[1]简悦,方庆琳,王璟,等.不同碳氮比对CRI系统脱氮性能的影响[J].2016.

[2]黄梦露,李战朋,王振.进水碳氮比对CANON型人工湿地脱氮性能的影响常见问题、检修和紧急电动运行之间的关系、电梯检修与设置相关注意事项等方面进行说明,以期我国电梯运行更加安全可靠。

3常见问题说明

在电梯检修运行和紧急电动运行设置过程中的常见问题可从两方面来分析:一方面是检修运行控制。为了使检修工作更加高效、安全、方便,利用电气开关操作标准对轿顶安装的控制装置进行双稳态操作,可使检修运行处于可控范围,并为电梯检修提供便利。此外,检修运行还需要在客观条件均处于最佳状态时方可进行,主要条件有3点:一是确保检修前期所有运行开关、正常运行控制以及紧急电动运行状态均处于待命状态或关闭状态;二是为了避免电梯在检修状态下出现故障或误运行现象,在检修开关装置、检修开关机械组成等有关开关与运行系统,以及相关性较大的机械组成应提前做好预防措施;三是在进行电梯检修前应排除电梯因导线不闭合、触点不断开以及导线中断等原因引起电梯故障。

在检修时针对轿厢控制装置进行检修时主要问题有5个方面:一是注意重点检修掀压按钮即按钮是否存在操作不当且有无错误操作保障;二是确保符合规定停止要求的装置在电梯检修中至少应确保有一个;三是在进行电梯检修时应保证速度符合规定一般情况控制在小于0.63m/s的时速下,从而使运行范围不超出正常范围;四是要把安全装置作为电梯检修整体运行情况的根本性依据;五是在充分利用轿顶控制有关机构的同时将防误操作同控制装置有机结合。针对出现在紧急运行控制状态下常见问题,可从3个方面进行分析:一是确保电梯运行开关均处于关闭状态。对具有大于400N的电梯驱动机来讲,一般在轿厢内可进行人工操作的紧急电动运行开关通常配备一个开关,且具有电源供电、常用电源以及备用电源。确保紧急电动运行控制检修的条件有两个:第一,对电梯内紧急电动运行开关应确保在机房可实现有效操作,并可利用掀压对按钮进行保护并避免出现误操作,从而规避因误操作对所带来的轿厢运行不当现象;第二,有关人员在施行紧急电动运行检修等相关操作时,应严格控制轿厢运行现象,且应确保避免出现不当的运行情况,因此在电梯检修开始前,应认真确认运行开关处于关闭状态或运行无效;二是保证开关高效运行。通过在轿厢上行超速保护装置、安装缓冲器、限速器、安全钳以及其他保护电梯运行安全的装置,从而确保电梯开关处于停止运行或失效状态;三是控制轿厢速度在合理范围。通常轿厢运行速度应控制在0.63m/s,同时将紧急电动运行开关操作位置与设置位置装备在电梯驱动主机较为显眼的位置,从而方便出现状况时做出应急反应。

4检修与紧急电动运行的检验

针对检修与紧急电动运行的检验可从两方面进行分析:一方面是对检修装置进行检验。

第一,对电梯装置自动复位情况、标示、位置等客观现状进行探查,使检修位置安全有效;第二,科学选择电梯检修运行和紧急电动运行。根据电梯故障实际情况,对电梯检修运行和紧急电动运行的利弊进行分析,若需要启动检修运行,则应对电梯其他运行装置的状体、操作系统等其他运行状况进行检查,并确保都处于停止或无效状态方可进行相关检修,从而确保检修人员以及被困人员的人身安全;第三,当启动紧急电动运行时应结合机房同时实施电梯的相关检

修工作。确保按钮、开关以及轿厢间的运行关系均处于同一状态下,从而使检修具有保障、运行更加高效;第四,在检修前对轿顶、机房、轿顶检修装置进行同步检验。当对检修内装置开关同时按压时,通过观察电梯是否存在上行、下行等与检修要求不符的运行状况,对检修内装置再逐个进行检修前的调控,查看运行状况是否正常,从而确定是否实施检修与紧急电动运行检修。

5安全管理在电梯设备日常使用中的应对策略

第一,应做好电梯的日常管理工作。为了确保电梯在日常使用中可安全有效,电梯管理人员应通过编排巡查表的形式,加强对电梯的日常管理工作,定时定点地进行电梯安全巡查,确保电梯运行安全,并对发现的安全隐患采取科学有效的措施及时处理,若电梯在运行过程中出现安全故障,则被困者可通过电梯内应急电话装置向外界发出救援信号,而作为电梯管理人员则应第一时间采取机动措施,并赶赴现场针对具体问题进行施救。

第二,应做好电梯的日常维护工作。为了使电梯维护科学高效,相关电梯管理人员应依据电梯客观情况规范编制维护计划,并以日、周、月以及年为单位对维护计划进行规整存档,以便电梯发生故障后具有第一手维修资料,提高电梯维修效率。电梯维护工作不能仅停留在表面,应按照《特种设备安全监察条例》有关规定落实到实处,并实现电梯使用单位与电梯安全管理工作人员的有效监管使电梯日常维护工作科学高效。

第三,建立健全电梯事故应急处理工作。电梯是人们日常使用较为频繁的设备,而作为特种设备电梯在运行过程中会存在一些安全隐患。因此,需要电梯管理人员通过完善电梯事故应急处理预案来提高事故处理效率。通过电梯安全宣传教育可增强人们对电梯事故的了解,加之电梯事故演习可使人们明确当电梯事故发生时该如何应对。

6结束语

总之,电梯检修运行和紧急电动运行的设置要求与检验,存在联系也有区别。因此,在对电梯施行检修时应结合电梯实际检修需求科学选择检修形式,并在检修前对涉及、影响检修安全与检修质量的设备、开关等认真进行检查、实验,从而实现电梯检修安全,并保障检修人员与电梯使用者人身安全的最终目的。

参考文献

[1]王晶,王书宁.单电梯紧急疏散调度问题求解[J].清华大学学报(自然科学版),2015,55(05):550-557.

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