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纯水设备:高负荷引起的污泥膨胀如何调整

来源:      2019-07-13 13:59:53      点击:

】高负荷污泥膨胀机理操作条件对膨胀的影响是公认的。在实际生产的报告中,低负荷会引起膨胀,而高负荷也会引起膨胀。低溶解氧引起膨胀,高溶解氧引起膨胀;完全混合曝气池膨胀,推流曝气池膨胀。低CN(CP)引起膨胀,高CN(CP)引起膨胀等。

    由于引起污泥膨胀的因素很多,关于污泥膨胀的报道也不尽相同,这使得人们对污泥膨胀望而却步。污泥膨胀是污水处理过程中比较复杂的问题。造成这种现象的原因是多方面的。首先,引起污泥膨胀的丝状菌有30多种,因此实际的活性污泥膨胀问题极其复杂。

    高负荷膨胀也称为非丝状菌膨胀,因为它不是丝状菌过度繁殖引起的膨胀,而是膨胀性能类似于丝状菌膨胀,两者都有严重的沉淀性能下降,第二沉淀池严重,SV高达90%

    具体来说,两者的区别在于,非丝状菌的膨胀是由进入系统的过量碳源引起的。在高基质下,细菌吸收的碳源无法代谢,亲水多糖分泌在细菌表面,部分进入系统。细菌处于对数阶段,此时细菌的活性最强,导致胶束解体。丝状菌的扩张是由于丝状菌的过度繁殖所致。丝状菌突出菌丝,与丝状菌相邻形成松散的絮团,导致絮团密度降低,严重影响沉降性能。其中最明显的明显区别是:丝状膨胀和非丝状膨胀在曝气池中是一种漂浮的泥浆,一种泡沫!

2. 控制高负荷污泥膨胀

1. 负荷与溶解氧的作用

    采用全混合曝气池(断面1.0m2,高度3.0m),市政污水负荷0.4kgbod5 /(kgMLSSd) ~ 0.8kgbod5 /(kgMLSSd),溶解氧浓度1.0mg/L ~ 2.0mg/L,污泥龄期20天。第一阶段,由于长丝过度增殖,SVI280mL/g增加到800mL/g,污泥浓度下降到0.68g/L,二沉池污泥继续流失。

    一般认为在1.0mg/L ~ 2.0mg/L溶解氧条件下运行的曝气池不会产生污泥膨胀,而试验中溶解氧浓度一直保持在这个水平,污泥仍会发生膨胀。第二阶段溶解氧浓度从第16天增加到3.0mg/L ~ 5.0mg/L(平均4mg/L)时,SVI逐渐缓慢下降,污泥浓度不断上升。大约25天后,污泥浓度逐渐上升到1.5g/L, SVI下降到300mL/g。一般情况下,污泥膨胀速度较快,长达2-3天,而膨胀污泥的回收非常缓慢,通常需要超过污泥年龄的3倍。污泥沉降性能随着污泥龄的增加而显著提高。2、加填料控制污泥膨胀

    在生产性曝气池头部加占总池容15%软填料,与传统工艺不加填料时的SVI对比。加设软性填料系统总停留时间为4h,负荷在0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)0.8kgBOD5/(kgMLSS·d)之间。在曝气池供氧充足的条件下(气水比(3.75)1),加填料可很好地控制膨胀现象。 传统曝气池在相同条件下的运行,在后期停留时间延长1倍。负荷降低1倍,SVI仍在200mL/g 500mL/g之间,远高于加填料系统(SVI平均在100mL/g左右)。从填料池的分析来看,填料上附着生长的微生物以硫丝菌、021N型菌丝状菌为主。填料池对有机酸的去除率高达80%,对COD去除率为50%H2S3.67mg/L降至0.77mg/L。从而去除了丝状菌的生长促进因素,有利于絮状菌的生长。

    事实上,填料池也相当一个选择器,其将丝状菌固着于填料上在第一个池子中选择性地充分生长,但不进入活性污泥絮体之中。而絮状菌在第二个池内生长,从而避免了污泥膨胀的发生。其主要的作用是降低污水的有机负荷,菌膜的脱落是次要因素。对于有机负荷的降低,是从两方面进行,首先是对有机物的直接去除,这个作用在分设的填料池中最为明显。其次是填料上生长的微生物量,增加了系统中总的生物量,从而降低了有机负荷。加填料控制污泥膨胀的方法很简单,但缺点是增加了一定的投资,还有填料的更换问题。一般适宜小型污水处理厂使用,而大型污水处理厂一般不宜采用。

3、池型和曝气强度对污泥膨胀的影响

    对城市污水在高负荷下进行如下对比试验,负荷同为0.4kgBOD5/(kgMLSS·d)0.8kgBO D5/(kgMLSS·d),停留时间为4h,气、水比为(3.45)1。在试验中发现呈推流式曝气的SVI要比同样运转条件下的完全混合曝气池的高100左右。在试验中气、水比为3.51的情况下,推流式曝气池的SVI上升到450mL/g左右,二沉池污泥面不断上升,污泥溢流,发生污泥膨胀。强制排泥后,污泥浓度不断下降。这时增加曝气量之后,虽SVI略有下降,但由于污泥浓度恢复较慢。负荷比初始值要大的多,接近1.0kgBOD5/(kgMLSS·d)SVI最终仍在350mL/g左右。

    这个试验不但说明了溶解氧(宏观)在控制污泥膨胀中的重要作用,同时说明曝气池中实际 (微观)的溶解氧浓度的不同对于膨胀的影响。在两个池子停留时间、曝气量、水质、负荷等完全一致的情况下,产生差别的原因是由于推流式曝气池首端的溶解氧浓度,在整个试验期间里一直等于零。而在完全混合曝气池中溶解氧浓度为2.0mg/L。这表明在高负荷的曝气池的运转中,推流式曝气池不利于改善污泥沉降性能。因为当污水中存在大量容易降解的物质,使得曝气池氧的利用速率加快。造成氧的供应速率低于氧的利用速率,特别是在曝气池头部更加严重。

    在这种情况下使氧成为限制因素,即使在曝气池其它部位溶解氧浓度为1.0mg /L2.0mg/L仍然发生膨胀。其原因在于首端负荷过高,严重缺氧造成丝状菌从絮体中伸展出来争夺氧气,同时在后段的丝状菌由于可以从主体溶液中直接吸取营养,比絮体本身中的菌胶团菌有更高的生长速率,从而得到充分的增殖(充分伸展的丝状菌阻碍了污泥的沉降)而造成了膨胀。从试验结果来看,在曝气池头部的溶解氧保持在2.0mg/L(强化曝气或再生池) ,可以有效地控制污泥膨胀。

4、回流污泥射流强化曝气

    在以上研究和分析的基础上,在推流曝气池的首端采用回流污泥经过射流曝气器进行强化曝气,并辅以原有的中微孔曝气器,这时首端小池的溶解氧从零提高到1.6mg/L,解决了首端供氧不足的矛盾。因而,SVI值不断下降至160mL/g,这时射流携带空气量很小。通过对回流污泥单独射流和增加曝气量的试验结果的比较,可以得出如下结论:回流污泥射流对于污泥膨胀的控制作用,不是由于射流过程中对于絮体的切割,造成丝状菌长度及生态环境变化而造成的结果,而是由射流过程中高的传质效率,提供了充足的溶解氧。在曝气池首端造成了有利于菌胶团菌生长的条件,抑制了丝状菌的生长,从而控制了污泥膨胀。在首端强化曝气可采用回流污泥射流,也可采用加大首端曝气强度(供气量)。从试验结果来看,其对污泥膨胀的控制作用是十分有效的。这就为高负荷类型的污泥膨胀的控制提供了多种选择方案。公司可根据客户要求制作各种流量的纯水设备,超纯水设备及软水处理设备。