污泥微膨脹低能耗方法的基礎研究.pdf

1、活性污泥法是目前應用最廣泛的城市污水處理技術，但實際運行中存在曝氣能耗高、處理效率低的問題，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。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行，使其發(fā)生絲狀菌污泥膨脹，控制膨脹程度不會導致污泥流失。利用絲狀菌比表面積大，抗低氧和降解低濃度有機物的能

2、力強等特點，達到改善出水水質(zhì)，節(jié)能的目的。本論文在介紹該方法發(fā)現(xiàn)過程的基礎上，研究了污泥微膨脹的啟動方法、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，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。
　　本研究采用模擬生活污水，在小試SBR工藝中，主要考察了各種運行條件對引發(fā)絲狀菌污泥微膨脹的作用和對污泥沉降性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在SBR工藝中，單獨利用低溶解氧很難實現(xiàn)污泥

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

4、COD/(kgMLSS·d)，DO0.2~0.7mg/L之間時，污泥仍可以維持在微膨脹范圍內(nèi)，但是存在較大波動；當負荷大于0.25kgCOD/(kgMLSS·d)時，靠單獨降低DO已經(jīng)無法維持污泥微膨脹狀態(tài)。低溶解氧延時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和污泥絮體的分解。在SBR反應器中，當負荷在0.25~0.35KgCOD/(KgMLSS·d)，DO為0.3~0.6mg/L之間時，驟然降低溫度運行對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，導致系統(tǒng)脫氮除磷及COD去除效果惡化。但是SBR對溫度驟降的適應性較強，能在幾天之內(nèi)恢復原來的活性。進水pH在中性左右或偏酸性有利于污泥微膨脹的維持，pH過高會改善沉淀效果。
　　SBR工藝在污泥微膨脹狀態(tài)下運行時存在著顯著的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，SND率隨著C/N的升高而線性升高。但是當C/N超過8.32時，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DO超過0.4mg/L時，SND率開始下降。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pH處于8.0時，SND率達到最高。在低溶解氧活性污泥微膨脹狀態(tài)下，通過合理控制曝氣時間(在突越點時停止曝氣)和負荷(0.20~0.25kgCOD/(kgMLSS·d))，可以實現(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。低溶解氧曝氣條件可以使系統(tǒng)中富集少量的聚磷菌，在沒有設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，當好氧階段平均溶解氧濃度在0.361~0.689mg/L時，雖然調(diào)節(jié)曝氣量對處理污水(以完全硝化作為處理指標)所需能耗影響不大，但是當DO過低時，由于延長了曝氣時間，反而造成了能量的浪費。對同樣的污泥來說，MLSS對SVI影響顯著。在MLSS處于2483~5