活性污泥中細(xì)微沙的強(qiáng)化分離去除.pdf

1、由于我國(guó)城市排水體制不健全、城市建設(shè)強(qiáng)度大，城鎮(zhèn)污水廠進(jìn)水中泥沙濃度較高。而我國(guó)的污水處理廠大多采用了不設(shè)初沉池的氧化溝或SBR工藝，采用了設(shè)置初沉池的工藝，如 A2/O工藝，也常為了保證污水生物脫氮除磷具有足夠的碳源，采取了超越初沉池的運(yùn)行模式，使得原本應(yīng)在初沉池被去除的細(xì)微沙（＜200μm）進(jìn)入了生化單元。細(xì)微沙進(jìn)入生化池后，或沉積于生化池底部，或懸浮于污泥混合液中，懸浮在污泥混合液的細(xì)微沙直接導(dǎo)致活性污泥 MLVSS/MLSS比值

2、的下降。目前，我國(guó)很多污水廠活性污泥的MLVSS/MLSS比值只有0.3~0.5，甚至低至0.2。污水廠運(yùn)行實(shí)踐表明，活性污泥含沙率高，不僅加速了設(shè)備的磨損，而且降低了污泥厭氧消化效果，提高了污泥焚燒成本，制約了剩余污泥的處理處置。因此，如何去除污泥混合液中的細(xì)微沙，提高活性污泥MLVSS/MLSS比值，成為我國(guó)污水處理領(lǐng)域亟待解決的問題。課題組前期自主研發(fā)了“一種適用于去除污水處理廠活性污泥中淤沙的分離器”（發(fā)明專利：ZL201110

3、159013.X），初步實(shí)現(xiàn)了活性污泥中細(xì)微沙與生物有機(jī)質(zhì)的分離，提高了活性污泥的MLVSS/MLSS。為了進(jìn)一步提高污泥淤沙分離器的分離性能，論文一方面研究了不同粒徑細(xì)微沙在生化池污泥混合液中的懸浮方式，并采用超聲預(yù)處理技術(shù)釋放被活性污泥絮體網(wǎng)捕的細(xì)微沙，使其成為能夠被分離器去除的自由懸浮的細(xì)微沙；另一方面，通過采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法，模擬了污泥淤沙分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)分離器分離性能的影響，并對(duì)污泥淤沙分離器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。主

4、要結(jié)論如下：
　　①不同粒徑細(xì)微沙在活性污泥中懸浮方式不同，或以自由態(tài)懸浮、或逐漸被污泥絮體網(wǎng)捕包裹、或短時(shí)間內(nèi)即被污泥捕捉。試驗(yàn)得出，細(xì)微沙能被活性污泥網(wǎng)捕包裹的臨界粒徑為33μm。該細(xì)微沙進(jìn)入混合液之后，隨污泥的生長(zhǎng)和絮體碰撞結(jié)合逐漸被網(wǎng)捕，充分網(wǎng)捕所需時(shí)間為15天。
　?、谠囼?yàn)所用臨界粒徑以上50μm、66μm的細(xì)微沙始終以自由態(tài)的方式懸浮于污泥混合液之中，兩者細(xì)微沙平均去除率65.7％、72.2%，與清水中去除率66

5、.6%、73.1%接近。且該細(xì)微沙去除率不隨停留時(shí)間的增長(zhǎng)而發(fā)生改變。臨界粒徑以下14μm的細(xì)微沙，投加至污泥混合液后短時(shí)間即被污泥捕捉。被包裹的細(xì)微沙難以被分離去除，平均去除率31.9%，低于清水中的去除率。
　?、鄢曌饔弥饕墙到馕勰嘀杏袡C(jī)組分，不影響細(xì)微沙的含量。超聲時(shí)間越長(zhǎng)，MLSS減少量越大，對(duì)污泥的破解率越高。超聲處理60min后，1＃~4＃試驗(yàn)組中MLSS減少量分別為1545mg/L、1374mg/L、1545mg

6、/L、1517mg/L，其中減少M(fèi)LSS量中，MLISS/MLVSS比值在0.157~0.159之間，與空白組中MLISS/MLVSS比值0.159接近。隨著超聲時(shí)間的增長(zhǎng)，污泥活性（SOUR）先增大后減小，超聲10min~15min后達(dá)峰值。
　?、艹曨A(yù)處理能釋放粒徑33μm的細(xì)微沙，10min~15min后釋放完全。細(xì)微沙經(jīng)過超聲釋放以后，懸浮方式由網(wǎng)捕結(jié)合狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂蓱B(tài)，除沙效率與清水中接近。試驗(yàn)所用臨界粒徑以上50μm

7、細(xì)微沙始終以自由態(tài)懸浮，超聲預(yù)處理不影響其懸浮方式和去除效果。超聲預(yù)處理無(wú)法釋放試驗(yàn)中臨界粒徑以下14μm細(xì)微沙，對(duì)其去除效率也不產(chǎn)生顯著提高。
　　⑤錐段長(zhǎng)度（錐角α）、進(jìn)料口尺寸 Di、底流口尺寸 Du、溢流口尺寸 Do是影響淤沙分離器分離性能的主要因素。淤沙分離器經(jīng)過CFD模擬優(yōu)化以后，同比尺寸Dc=75mm時(shí)，Li=300mm、Di=15mm、Lo=50mm、Lc=100mm、Du=10mm、Do=20mm，分離性能較優(yōu)。

8、對(duì)淤沙分離器進(jìn)行縮放模擬，同比尺寸為Dc=150mm、Li=600mm、Di=30mm、Lo=100mm、Lc=200mm、Du=20mm、Do=40mm時(shí)滿足細(xì)微沙的分離要求，單臺(tái)處理能力Q=19.98m3/h。
　?、尥ㄟ^對(duì)細(xì)微沙懸浮方式、預(yù)處理對(duì)細(xì)微沙的釋放、淤沙分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)的模擬優(yōu)化綜合研究得出：（1）臨界粒徑以上細(xì)微沙以自由態(tài)懸浮，且不被活性污泥網(wǎng)捕包裹，較易被分離去除；（2）臨界粒徑范圍內(nèi)的細(xì)微沙進(jìn)入混合液后，逐漸由