高负荷活性污泥膨胀控制的试验研究.doc

1 高负荷活性污泥膨胀控制的试验研究摘要: 提出一类高负荷的丝状菌污泥膨胀现象, 并对高负荷引起的污泥膨胀控制进行试验研究。试验结果表明高负荷引起的污泥膨胀是由于溶解氧限制所造成。针对这一问题采用部分填料池、污泥再生池和强化曝气池等方法可以有效地控制高负荷引起的膨胀。在此基础上提出了广义的选择器的概念。同时根据试验结果提出了在设计时应考虑的避免污泥膨胀的原则和从设计上考虑留有今后运行中可供调整的措施,以控制污泥膨胀。关键词:污泥膨胀高负荷的丝状菌活性污泥 1污泥膨胀现象的研究在活性污泥膨胀早期的研究中,人们对于废水水质、运行条件和丝状菌过度生长之间的关系非常关注。对于水质的影响, 不同的研究者的观点是一致的。在大量的实践中总 2 结出如下的几种废水水质情况容易引起污泥膨胀: (1) 碳水化合物含量高的废水; (2) 陈腐或腐化的废水和含有大量 H2S 的废水; (3) 含有大量可溶性有机物的废水; (4) 含有有毒物质的废水; (5)N 、P 含量不平衡的废水; (6) 高或低 pH 值废水; (7) 一些微量元素(如 Fe等) 缺乏的废水; (8) 完全混合曝气池内废水; (9) 与城市污水相比较, 工业废水更易发生膨胀[1] 。对于运行条件对膨胀的影响,人们的认识很不一致。在实际生产的报道中负荷低会引起膨胀,负荷高也会引起膨胀; 3 低溶解氧会引起膨胀, 高溶解氧也会引起膨胀; 完全混合曝气池会发生膨胀, 推流式曝气池也会发生膨胀;低C∶N比(或 C∶P比) 引起膨胀,高C∶N比(或C∶P比) 也会引起膨胀等等[1-3] 。由于很多因素会造成污泥膨胀, 对膨胀的报道众说纷纭, 使得人们对于污泥膨胀问题望而生畏。污泥膨胀问题是污水处理工艺中相对比较复杂的一个问题。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达 30多种, 所以实际活性污泥膨胀问题异常复杂。由于不同微生物生态要求不同, 影响丝状菌的因素较多。另外由于在活性污泥工艺的设计上国外大都采用低负荷系统, 所以研究和报道的大部分是低负荷基质限制型膨胀。国内设计规范建议的负荷范围是属于中等负荷(/(kgMLSS · d)) , 在实际应用中人们总是希望系统经济,而采用高负荷,这就造成国内大部分污泥膨胀类型不同于国外。最后有时某些研究者研究的单一目的性防碍了对污泥膨胀现象的全面地观察。 2高负荷污泥膨胀的试验现象蕌作者在水解- 好氧工艺开发的小试和中试中,曾观察到严重的污泥膨胀问题,对于控制污泥膨胀的各种措施进行了研究,如: 将完全混合流态改变为推流流态, 厌氧出水预曝气, 添加厌氧污泥等等。这些方法被证明在某些情况下可以减缓 4 污泥膨胀问题, 但是除加填料的方法外, 都不能很好地长期控制污泥膨胀的发生[4] 。经过分析, 这类的膨胀问题与低负荷( 基质限制) 膨胀是不同的。在小试和中试中负荷分别为 /(kgMLSS · d)~ kg BOD5/(kgMLSS · d) 。荷兰 De Man 等人在处理 UASB 出水时,采用相对高的负荷( /( kgMLSS · d)~ /(kgMLSS · d)) ,也发生污泥膨胀。为了解决这个问题,他们在低负荷(/(kgMLSS · d)) 下运行,污泥的沉降性能明显改善。虽然可以采用同样的措施控制污泥膨胀, 但系统在停留时间和能耗方面没有明显的优势。 3高负荷污泥膨胀的控制 负荷和溶解氧的影响蕌采用城市污水负荷为 /(kgMLSS · d)~ /(kgMLSS · d) ,溶解氧浓度 ~ ,污泥龄为 20 天的完全混合曝气池( 截面积 ,高 ) 。第一阶段由于丝状菌的过度增殖, SVI 从 280mL/g 上升到 800mL/g ,污泥浓度下降至 , 二沉池中污泥不断流失(图 1) 。一般认为在溶解氧为 ~ 条件下运行的曝气池不会发生污泥膨胀, 而试验中溶解氧浓度一直维持在这一水平, 仍然发生了污泥膨胀。在第二阶段, 从第 16 天提高溶解氧浓度至 ~ 5 ( 平均 4mg/L) 可以观察到 SVI 很缓慢地逐渐下降,污泥浓度不断上升,在大约 25 天后,污泥浓度逐渐回升到 ,这时 SVI 下降到 300mL/g 。一般污泥膨胀发生速度很快, 只要 2~3天, 而膨胀污泥的恢复很缓慢, 往往需要 3 倍泥龄以上的时间。在一个污泥龄的时间内, 观察到污泥沉降性能的明显改善后,由于时间问题没有继续进行观察。