论文部分内容阅读
由于排水设施建设相对滞后,污水厂进水中泥沙含量较大,现行沉砂池对细微泥沙去除效果差,再加上许多污水厂在设计时就取消了初沉池或预留了超越初沉池的管线,使得大量细微泥沙(200μm)进入后续生物处理系统,导致污水厂生化池泥沙淤积严重、活性污泥MLVSS/MLSS比值低下、剩余污泥中有机物含量极低,在一定程度上影响了污水生物处理系统的正常运行。在这种情况下,污水厂不得不采取提高污泥浓度(MLSS)的办法来维持系统足够的活性微生物,保障系统的稳定运行。论文在综述污水厂细微泥沙来源的基础上,认为在排水体制较为混乱的情况下,雨季径流携带的泥沙是最主要来源。显然,雨季后水质恢复常态,存在于生化池悬浮液中的泥沙将随着剩余污泥的排放而逐渐减少,活性污泥的MLVSS/MLSS比值将逐渐恢复。为了在保障污水处理效果的基础上实现污水厂的低能耗运行,根据污泥MLVSS/MLSS比值变化合理控制污泥浓度就显得非常重要。但是,在查阅资料的范围内尚未发现相关研究。基于此,论文主要针对污泥MLVSS/MLSS下降与泥沙淤积情况,以为污水厂的运行调控提供理论依据为目的,在研究细微泥沙对污泥活性影响的基础上,通过人工模拟方式,研究单次暴雨过程导致的污水厂细微泥沙负荷(以ISS/COD计,单位mg ISS/mgCOD)突然增加对污泥MLVSS/MLSS等性质的冲击影响,进一步研究了连续雨季引起的持续细微泥沙负荷对活性污泥性质的影响,并模拟研究了雨季后细微泥沙恢复常态后污泥MLVSS/MLSS等性质的恢复情况,建立了细微泥沙在生化系统中的迁移预测模型,有利于污水厂污泥浓度的动态控制。主要结果如下:①细微泥沙对单位活性污泥(MLVSS)的活性影响甚微,但由于引起了MLVSS/MLSS比值的下降,将引起单位污泥(MLSS)活性的下降。研究发现,细微泥沙负荷越大,MLVSS/MLSS降低幅度越大。在细微泥沙冲击影响下(ISS/COD1.2),污泥MLVSS/MLSS的比值从0.803~0.821降低到0.704~0.735,下降幅度为10.4%±1.6%。进一步研究表明,细微泥沙负荷是影响污泥MLVSS/MLSS比值的主要因素,且负荷越高影响程度越大;细微泥沙影响期间,MLVSS/MLSS最低值与ISS/COD成较明显的线性关系(MLVSS/MLSS=-0.2165r+0.7611,Radj2=0.9637,r为ISS/COD)。城市污水处理厂应根据系统污泥MLVSS/MLSS的比值实时调控污泥浓度(MLSS),通过维持系统具有稳定的活性污泥浓度(MLVSS)来实现系统的稳定运行。②污泥中细微泥沙含量增加,沉降性能与脱水性能变好。研究发现,在细微泥沙冲击影响下,污泥沉降性能与脱水性能可短时间好转。进一步研究表明,细微泥沙负荷越大,持续时间越长,污泥沉降性能和脱水性能越好。细微泥沙影响期间,SVI最低值与ISS/COD具有良好的拟合关系(SVI=11.6r2-54.6r+94.7,Radj2=0.9467),CST均值与ISS/COD也呈现较好的线性关系(CST=-0.2685r+1.9247,R2adj=0.7865)。③细微泥沙可作为生物载体,在高细微泥沙负荷时有利于形成粒径较大的稳定污泥絮体。研究发现,当ISS/COD2.4时,污泥粒径增大;细微泥沙负荷冲击——过程,污泥平均粒径(Dv)和ISS/COD呈现较好的线性关系(Dv=6.49r+133.6,—R2adj=0.8022);在不同细微泥沙负荷影响过程,污泥平均粒径(Dv)与ISS/COD—也具有较好的拟合关系(Dv=142.30-25.30r+10.60r2,R2adj=0.8852)。④从MLVSS/MLSS变化角度,细微泥沙负荷越大,系统恢复时间越长。细微泥沙负荷冲击后,ISS/COD2.4时,系统恢复时间约为7d;ISS/COD3.6时,系统恢复时间约为19d。活性污泥系统在细微泥沙影响稳定后,ISS/COD=0.6时,系统恢复时间约为44d,ISS/COD1.2时,恢复时间56d。⑤由细微泥沙迁移预测模型可知,影响期生物反应器中悬浮态细微泥沙浓度(XISS)与进水细微泥沙浓度(ISS)、细微泥沙可悬浮比例(θ)、污泥龄(ts)及影响时间成正比,与水力停留时间(th)成反比;恢复期生物反应器中悬浮态细微泥沙浓度与恢复开始时生物反应器中细微泥沙初始浓度、污泥龄(ts)成正比,与恢复时间成反比。模型对影响期间和恢复期间混合液中细微泥沙浓度预测的平均相对误差分别为11.7%~24.6%和29.1%~46.0%。⑥细微泥沙负荷越大,淤积速率(w)越大,w与ISS/COD线性拟合效果较好(w=8.260r-0.2065,R2a dj=0.9982)。淤积泥沙粒径大于进水细微泥沙粒径,体积平均粒径均值为85.24±5.87μm,粒径越大的颗粒越容易淤积,淤积泥沙会减小反应有效容积。