低溶解氧SBR運行性能及優(yōu)化控制研究.pdf

1、目前活性污泥法是城市污水處理技術中應用最為廣泛的方法,但在實際運行過程中存在曝氣能耗高、處理效率低等問題?，F(xiàn)階段如何節(jié)約曝氣能耗、提高處理效率和控制污泥膨脹成了國內外研究的熱點和難點。本研究采用SBR工藝,在低溶解氧(DO)條件下,以實際生活污水作為處理對象,系統(tǒng)的研究了低DO條件的啟動與維持、影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行的因素、同步硝化反硝化與短程硝化反硝化的實現(xiàn),以及實時控制與節(jié)能理論的推導。
　　 在實驗啟動過程中,采用了逐步降低DO

2、的方式,使最終平均DO控制在0.5 mg/L～0.7 mg/L,COD的去除率始終保持在85％左右,SVI值從啟動初期的80 mL/g左右上升并穩(wěn)定至137 mL/g左右,出水SS在1 mg/L～2mg/L之間,雖然系統(tǒng)內發(fā)生了輕微的污泥膨脹現(xiàn)象,并不影響系統(tǒng)整體沉降性能與出水效果,出水水質清澈。
　　 在低DO條件下考察了影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行的因素,并得出缺氧/好氧(A/O)運行方式各項出水指標都優(yōu)于好氧/缺氧(O/A)運行方式,

3、并且好氧/缺氧(O/A)運行方式在運行過程更繁瑣,不利于更好的控制出水指標；同時還考察了不同有機負荷(F/M)對系統(tǒng)處理效果的影響,分別在F/M為0.05～0.06 kgCOD/kgMLSS·d、0.2～0.25 kgCOD/kgMLSS·d、0.4～0.5 kgCOD/kgMLSS·d時系統(tǒng)處理效果中得出,在F/M為0.2～0.25kgCOD/kgMLSS·d時各項出水指標良好,并且未發(fā)生嚴重的污泥膨脹現(xiàn)象,可以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行與達

4、標排放,其他兩種F/M很難實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行,最終都會導致系統(tǒng)發(fā)生嚴重的污泥膨脹現(xiàn)象；實驗中還考察了溫度的突變對系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響,并得出在大幅降溫時可引發(fā)污泥沉降性惡化,SVI值有明顯升高,當溫度恢復至常溫后,SVI值有一定程度的下降,但并未恢復到降溫前的正常范圍,仍存在一定程度的污泥膨脹現(xiàn)象,大幅降溫對系統(tǒng)硝化效果有較大影響,NH4+-N去除率下降至20％左右,恢復常溫后硝化效果可以得到恢復,迅速降溫對PO43--P和COD的去除效果

5、影響較小。
　　 氮平衡計算證實,SBR工藝污泥微膨脹狀態(tài)下發(fā)生了明顯的SND現(xiàn)象。總氮中大約23.11％的氮是通過SND現(xiàn)象去除的。當DO濃度為0.5 mg/L時,硝態(tài)氮生成量與氨氮的減少量之比為0.454,硝化速率與反硝化速率基本相當。此時污泥菌膠團顆粒的平均顆粒粒徑為5.02μm～6.83/μm,說明SND不是單純的“微環(huán)境作用”的結果。
　　 通過DO和pH實時控制,溫度與低DO的協(xié)同作用,可以實現(xiàn)短程硝化反硝化

6、快速啟動。初步實現(xiàn)短程硝化的污泥,過度曝氣對亞硝酸氮積累具有很大的負作用。合理分配曝氣時間,應用實時控制策略,在氨氮剛剛氧化完成時或之前停止曝氣,亞硝酸鹽累積率非常高,這樣既保證了氨氮被完全氧化,又防止了亞硝酸鹽進一步氧化。實時控制不但能夠實現(xiàn)短程硝化,而且可以維持短程硝化穩(wěn)定運行。
　　 在低DO條件下,通過pH、DO和ORP在線監(jiān)測手段對系統(tǒng)進行實時控制,并發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)反應過程中的pH值出現(xiàn)兩次拐點,這兩次拐點分別標示著釋磷完

7、全與吸磷完全,吸磷完全時的拐點可以作為除磷完全的實時控制特征點；DO只出現(xiàn)一次比較明顯的變化點,此時的NH4+-N剛好去除完全。因此,此點可以作為NH4+-N去除完全的實時控制點；ORP的變化情況與系統(tǒng)中COD濃度的變化情況有一定的規(guī)律,但經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn)此點并不十分穩(wěn)定。因此,此點并不能作為COD去除完全的實時控制點,只能作為系統(tǒng)內有機物去除情況的參考點。
　　 以污水處理量10000 m3/d的某城鎮(zhèn)污水處理廠為例,維持曝氣