污泥微膨脹低能耗方法的基礎(chǔ)研究.pdf

1、活性污泥法是目前應(yīng)用最廣泛的城市污水處理技術(shù)，但實(shí)際運(yùn)行中存在曝氣能耗高、處理效率低的問(wèn)題，并且飽受污泥膨脹的困擾。污泥膨脹具有發(fā)生頻率高，產(chǎn)生危害大等特點(diǎn)。為了節(jié)約曝氣能耗、合理的利用污泥膨脹、改善污水處理效果，本課題組彭永臻教授在國(guó)內(nèi)外首次提出“污泥微膨脹節(jié)能理論和方法”。即人為地控制活性污泥污水處理系統(tǒng)在低溶解氧濃度條件下運(yùn)行，使其發(fā)生絲狀菌污泥膨脹，控制膨脹程度不會(huì)導(dǎo)致污泥流失。利用絲狀菌比表面積大，抗低氧和降解低濃度有機(jī)物的能

2、力強(qiáng)等特點(diǎn)，達(dá)到改善出水水質(zhì)，節(jié)能的目的。本論文在介紹該方法發(fā)現(xiàn)過(guò)程的基礎(chǔ)上，研究了污泥微膨脹的啟動(dòng)方法、污泥微膨脹的穩(wěn)定維持方法和微膨脹狀態(tài)下污染物的去除特性，以及低氧污泥微膨脹狀態(tài)下短程硝化反硝化的啟動(dòng)，并初步探討了一下微膨脹節(jié)能的原理及其沉降性等特點(diǎn)。
　　本研究采用模擬生活污水，在小試SBR工藝中，主要考察了各種運(yùn)行條件對(duì)引發(fā)絲狀菌污泥微膨脹的作用和對(duì)污泥沉降性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在SBR工藝中，單獨(dú)利用低溶解氧很難實(shí)現(xiàn)污泥

3、微膨脹，低溶解氧協(xié)同0.05kgCOD/(kgMLSS·d)的低負(fù)荷能在短期內(nèi)啟動(dòng)污泥微膨脹。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)SBR中活性污泥處于微膨脹狀態(tài)時(shí)，當(dāng)負(fù)荷在0.05～0.10kgCOD/(kgMLSS·d)，DO在0.2~0.7mg/L之間時(shí)，DO的波動(dòng)可顯著影響污泥沉降性；當(dāng)負(fù)荷處于0.10～0.20kgCOD/(kgMLSS·d)，DO在0.3~0.7mg/L之間時(shí)，SVI可在150~200mL/g內(nèi)保持穩(wěn)定；當(dāng)負(fù)荷處于0.20～0.25kg

4、COD/(kgMLSS·d)，DO0.2~0.7mg/L之間時(shí)，污泥仍可以維持在微膨脹范圍內(nèi)，但是存在較大波動(dòng)；當(dāng)負(fù)荷大于0.25kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí)，靠單獨(dú)降低DO已經(jīng)無(wú)法維持污泥微膨脹狀態(tài)。低溶解氧延時(shí)曝氣不易有效地控制污泥沉降性能，且容易造成能量的浪費(fèi)和污泥絮體的分解。在SBR反應(yīng)器中，當(dāng)負(fù)荷在0.25~0.35KgCOD/(KgMLSS·d)，DO為0.3~0.6mg/L之間時(shí)，驟然降低溫度運(yùn)行對(duì)污泥沉降性影響不大

5、。溫度的驟降在短期內(nèi)可以影響污泥的活性，導(dǎo)致系統(tǒng)脫氮除磷及COD去除效果惡化。但是SBR對(duì)溫度驟降的適應(yīng)性較強(qiáng)，能在幾天之內(nèi)恢復(fù)原來(lái)的活性。進(jìn)水pH在中性左右或偏酸性有利于污泥微膨脹的維持，pH過(guò)高會(huì)改善沉淀效果。
　　SBR工藝在污泥微膨脹狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)存在著顯著的SND現(xiàn)象，可去除20％的總氮。在DO為0.45mg/L，C/N為3.33~8.32時(shí)，SND率隨著C/N的升高而線性升高。但是當(dāng)C/N超過(guò)8.32時(shí)，SND率增加速度

6、減緩。在C/N=8.32，DO在0.2~0.4mg/L的情況下，SND率隨DO的升高而升高，但是當(dāng)DO超過(guò)0.4mg/L時(shí)，SND率開(kāi)始下降。在C/N=8.32，pH在7.6~8.4的情況下，SND率隨著pH的增加先上升后下降，當(dāng)pH處于8.0時(shí)，SND率達(dá)到最高。在低溶解氧活性污泥微膨脹狀態(tài)下，通過(guò)合理控制曝氣時(shí)間(在突越點(diǎn)時(shí)停止曝氣)和負(fù)荷(0.20~0.25kgCOD/(kgMLSS·d))，可以實(shí)現(xiàn)在常溫(24±1℃)、中性略偏

7、堿(7.5~8.0)條件下短程硝化反硝化的啟動(dòng)。低溶解氧曝氣條件可以使系統(tǒng)中富集少量的聚磷菌，在沒(méi)有設(shè)厭氧段的情況下仍然保持了86.08%的高除磷率。
　　在污泥微膨脹條件下，當(dāng)好氧階段平均溶解氧濃度在0.361~0.689mg/L時(shí)，雖然調(diào)節(jié)曝氣量對(duì)處理污水(以完全硝化作為處理指標(biāo))所需能耗影響不大，但是當(dāng)DO過(guò)低時(shí)，由于延長(zhǎng)了曝氣時(shí)間，反而造成了能量的浪費(fèi)。對(duì)同樣的污泥來(lái)說(shuō)，MLSS對(duì)SVI影響顯著。在MLSS處于2483~5