生化處理系統(tǒng)無機固體分布特性及累積機制研究.pdf

1、近年來,城市污水處理廠普遍存在污泥有機質(zhì)(MLVSS)含量低、混合液有機質(zhì)和懸浮固體比值(MLVSS/MLSS)通常在0.25~0.5之間,遠低于0.75的正常水平,生化池底部泥沙淤積嚴(yán)重,大多數(shù)污水廠尤其是氧化溝等取消初沉池的污水廠運行1~2年,其生化池底部就可能產(chǎn)生0.5~2m的淤泥,使生物處理系統(tǒng)難以正常運行。這種現(xiàn)象在三峽庫區(qū)山地城鎮(zhèn)污水廠表現(xiàn)得尤為突出。究其原因,這種現(xiàn)象可能和污水中外源性無機固體含量增加、取消初沉池后無機固體

2、去除受阻、化學(xué)除磷導(dǎo)致無機物含量的增加、延長污泥齡導(dǎo)致無機固體顆粒及無機物在污水處理系統(tǒng)中長期停留等因素有關(guān)。但是,在查閱資料范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn),鮮有學(xué)者進行相關(guān)研究,更缺乏對污水處理系統(tǒng)無機固體分布特性以及污泥MLVSS/MLSS下降的機制的研究。在分析無機固體遷移機制時,作者認(rèn)為粒徑是影響顆粒物分布特性的重要因素?；诖?研究了細微泥沙對活性污泥性質(zhì)的影響;研究了化學(xué)除磷對活性污泥無機組份的累積貢獻;重點研究了不同粒徑的細微泥沙在生化處理系

3、統(tǒng)中的分布特性和歸趨行為;最后研究了細微泥沙累積對污水處理廠運行的綜合影響。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴進水的泥沙濃度對活性污泥的無機固體累積及恢復(fù)能力有重要影響。研究發(fā)現(xiàn),粒徑為43um的進水細微泥沙含量(ISS/COD)≦0.6時,MLVSS/MLSS可以維持在0.6以上的較正常水平;ISS/COD≧1.2時,MLVSS/MLSS下降到0.44以下;ISS/COD≧2.4時,MLVSS/MLSS下降到0.25以下。研究進一步發(fā)

4、現(xiàn)ISS/COD≧1.8時,會持續(xù)影響活性污泥系統(tǒng)的恢復(fù)能力,經(jīng)過60d后MLVSS/MLSS和MLSS難以恢復(fù)到初始值。細微泥沙能提高活性污泥的沉降性能和脫水性能,但同時也增大了活性污泥的比重,使得污泥容易在生化池沉積。細微泥沙不會抑制微生物活性,但會降低單位質(zhì)量活性污泥的比好氧呼吸速率。
　?、撇捎昧蛩徼F和硫酸鋁作為化學(xué)除磷劑,根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GB50014-2006)對除磷劑投加量和污水廠對投加方式的要求進行化學(xué)除

5、磷。研究結(jié)果表明在運行50d以后,MLVSS/MLSS仍能維持在0.6以上的較正常水平?；瘜W(xué)除磷產(chǎn)生的化學(xué)污泥與COD的比值僅為0.1,但對MLVSS/MLSS和污泥濃度的影響卻大于細微泥沙含量為(ISS/COD)0.1的影響?；瘜W(xué)除磷也能提高污泥的沉降性能和脫水性能,但會抑制好氧微生物活性,導(dǎo)致比好氧呼吸速率下降。
　?、沁M入生化處理系統(tǒng)的無機固體除極少數(shù)細微泥沙可能隨著出水排出生化系統(tǒng)外,其余部分或懸浮在混合液中、或沉積在構(gòu)筑

6、物底部、或隨剩余污泥排出。研究發(fā)現(xiàn),粒徑<73um的細微顆粒在混合液、剩余污泥和沉積污泥中的分布比分別為>21％、>31％、<47％,分布相對均勻;粒徑>106um的顆粒在混合液、剩余污泥和沉積污泥中的分布比分別為<4％、<20％、>75％,主要沉積在構(gòu)筑物底部。研究進一步發(fā)現(xiàn),細微顆粒進入生化處理系統(tǒng)后,極易引起污泥MLVSS/MLSS比值下降,在粒徑<73um顆粒的連續(xù)影響下,生化處理系統(tǒng)運行40d后,MLVSS/MLSS從0.84

7、下降到0.26。結(jié)果表明,大顆粒固體更容易沉積在反應(yīng)器底部,導(dǎo)致泥沙淤積,細微顆粒更容易懸浮在混合液中,引起污泥MLVSS/MLSS比值下降。
　?、韧ㄟ^對重慶市A污水廠連續(xù)一年的現(xiàn)場跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn),污水廠進水的細微泥沙濃度年均值為809mg/L, ISS/COD的年均值為1.27,遠遠高于普通生活污水0.1的比值。降雨過程導(dǎo)致大量的泥沙進入生化處理系統(tǒng), ISS高達1243mg/L, ISS/COD最大值達到1.98,比背景期增加

8、113％,造成MLVSS/MLSS下降。經(jīng)過多次降雨后,污水廠的MLVSS/MLSS從旱季的0.57下降到雨季的0.25,污水廠以提高污泥濃度的方式保證污水處理效果,導(dǎo)致MLSS從3000mg/L增加8000mg/L。這種調(diào)控方式阻礙了氧氣傳遞,導(dǎo)致供氣量上升,最終使污水廠的運行成本增加了44％以上。研究進一步發(fā)現(xiàn)進水中的泥沙濃度高和進水泥沙粒徑小于73um是造成污水廠混合液MLVSS/MLSS降低的主要原因。通過對B污水廠的現(xiàn)場研究發(fā)

9、現(xiàn),氧化溝底部的泥沙沉積現(xiàn)象嚴(yán)重。細微泥沙主要沉積在缺氧段,其沉積厚度為0.36m~1.68m,沉積量為1061m3,使缺氧段的水力停留時間減少了57％,TN去除率降低了20％。細微泥沙在污水處理構(gòu)筑物的累積定期為污水廠增加了4-5萬的清淤費用,同時也使污水處理構(gòu)筑物停止運行,影響污水廠的正常運作。
　?、苫诩毼⒛嗌吃谏幚硐到y(tǒng)中的分布特性,建立無機固體的累積模型,化學(xué)污泥與混合液均勻混合,不存在沉積現(xiàn)象,其在混合液中的分布系