發(fā)布時間：2020-05-17 20:02

【摘要】：近年來，城市污水處理廠普遍存在污泥有機質(zhì)（MLVSS）含量低、混合液有機質(zhì)和懸浮固體比值（MLVSS/MLSS）通常在0.25~0.5之間，遠(yuǎn)低于0.75的正常水平，生化池底部泥沙淤積嚴(yán)重，大多數(shù)污水廠尤其是氧化溝等取消初沉池的污水廠運行1~2年，其生化池底部就可能產(chǎn)生0.5~2m的淤泥，使生物處理系統(tǒng)難以正常運行。這種現(xiàn)象在三峽庫區(qū)山地城鎮(zhèn)污水廠表現(xiàn)得尤為突出。究其原因，這種現(xiàn)象可能和污水中外源性無機固體含量增加、取消初沉池后無機固體去除受阻、化學(xué)除磷導(dǎo)致無機物含量的增加、延長污泥齡導(dǎo)致無機固體顆粒及無機物在污水處理系統(tǒng)中長期停留等因素有關(guān)。但是，在查閱資料范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，鮮有學(xué)者進行相關(guān)研究，更缺乏對污水處理系統(tǒng)無機固體分布特性以及污泥MLVSS/MLSS下降的機制的研究。在分析無機固體遷移機制時，作者認(rèn)為粒徑是影響顆粒物分布特性的重要因素�；诖�，研究了細(xì)微泥沙對活性污泥性質(zhì)的影響；研究了化學(xué)除磷對活性污泥無機組份的累積貢獻；重點研究了不同粒徑的細(xì)微泥沙在生化處理系統(tǒng)中的分布特性和歸趨行為；最后研究了細(xì)微泥沙累積對污水處理廠運行的綜合影響。主要結(jié)論如下： 1）進水的泥沙濃度對活性污泥的無機固體累積及恢復(fù)能力有重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，粒徑為43um的進水細(xì)微泥沙含量（ISS/COD）"f0.6時，MLVSS/MLSS可以維持在0.6以上的較正常水平；ISS/COD"g1.2時，MLVSS/MLSS下降到0.44以下；ISS/COD"g2.4時，MLVSS/MLSS下降到0.25以下。研究進一步發(fā)現(xiàn)ISS/COD"g1.8時，會持續(xù)影響活性污泥系統(tǒng)的恢復(fù)能力，經(jīng)過60d后MLVSS/MLSS和MLSS難以恢復(fù)到初始值。細(xì)微泥沙能提高活性污泥的沉降性能和脫水性能，但同時也增大了活性污泥的比重，使得污泥容易在生化池沉積。細(xì)微泥沙不會抑制微生物活性，，但會降低單位質(zhì)量活性污泥的比好氧呼吸速率。 2）采用硫酸鐵和硫酸鋁作為化學(xué)除磷劑，根據(jù)《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）對除磷劑投加量和污水廠對投加方式的要求進行化學(xué)除磷。研究結(jié)果表明在運行50d以后，MLVSS/MLSS仍能維持在0.6以上的較正常水平�；瘜W(xué)除磷產(chǎn)生的化學(xué)污泥與COD的比值僅為0.1，但對MLVSS/MLSS和污泥濃度的影響卻大于細(xì)微泥沙含量為（ISS/COD）0.1的影響�；瘜W(xué)除磷也能提高污泥的沉降性能和脫水性能，但會抑制好氧微生物活性，導(dǎo)致比好氧呼吸速率下降。 3）進入生化處理系統(tǒng)的無機固體除極少數(shù)細(xì)微泥沙可能隨著出水排出生化系統(tǒng)外，其余部分或懸浮在混合液中、或沉積在構(gòu)筑物底部、或隨剩余污泥排出。研究發(fā)現(xiàn)，粒徑＜73um的細(xì)微顆粒在混合液、剩余污泥和沉積污泥中的分布比分別為21%、31%、47%,分布相對均勻；粒徑106um的顆粒在混合液、剩余污泥和沉積污泥中的分布比分別為4%、20%、75%,主要沉積在構(gòu)筑物底部。研究進一步發(fā)現(xiàn),細(xì)微顆粒進入生化處理系統(tǒng)后,極易引起污泥MLVSS/MLSS比值下降,在粒徑73um顆粒的連續(xù)影響下,生化處理系統(tǒng)運行40d后,MLVSS/MLSS從0.84下降到0.26。結(jié)果表明,大顆粒固體更容易沉積在反應(yīng)器底部,導(dǎo)致泥沙淤積,細(xì)微顆粒更容易懸浮在混合液中,引起污泥MLVSS/MLSS比值下降。 4)通過對重慶市A污水廠連續(xù)一年的現(xiàn)場跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn),污水廠進水的細(xì)微泥沙濃度年均值為809mg/L,ISS/COD的年均值為1.27,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通生活污水0.1的比值。降雨過程導(dǎo)致大量的泥沙進入生化處理系統(tǒng),ISS高達1243mg/L,ISS/COD最大值達到1.98,比背景期增加113%,造成MLVSS/MLSS下降。經(jīng)過多次降雨后,污水廠的MLVSS/MLSS從旱季的0.57下降到雨季的0.25,污水廠以提高污泥濃度的方式保證污水處理效果,導(dǎo)致MLSS從3000mg/L增加8000mg/L。這種調(diào)控方式阻礙了氧氣傳遞,導(dǎo)致供氣量上升,最終使污水廠的運行成本增加了44%以上。研究進一步發(fā)現(xiàn)進水中的泥沙濃度高和進水泥沙粒徑小于73um是造成污水廠混合液MLVSS/MLSS降低的主要原因。 通過對B污水廠的現(xiàn)場研究發(fā)現(xiàn),氧化溝底部的泥沙沉積現(xiàn)象嚴(yán)重。細(xì)微泥沙主要沉積在缺氧段,其沉積厚度為0.36m～1.68m,沉積量為1061m3,使缺氧段的水力停留時間減少了57%,TN去除率降低了20%。細(xì)微泥沙在污水處理構(gòu)筑物的累積定期為污水廠增加了4-5萬的清淤費用,同時也使污水處理構(gòu)筑物停止運行,影響污水廠的正常運作。 5)基于細(xì)微泥沙在生化處理系統(tǒng)中的分布特性,建立無機固體的累積模型,其公式為化學(xué)污泥與混合液均勻混合,不存在沉積現(xiàn)象,其在混合液中的分布系數(shù)0為1。經(jīng)驗證,該模型能較準(zhǔn)確預(yù)測細(xì)微泥沙含量、化學(xué)污泥和不同粒徑的無機固體對混合液MLVSS/MLSS以及MLISS濃度的影響。
【圖文】：

圖 3.8 不同反應(yīng)器中活性污泥的 SEM 照片（a-d 為 2000 倍，e 為 4000 倍）Figure 3.8 The scanning electronic microscopic ( SEM) observationsof activated sludge flocs in SBRs.3.4 本章小結(jié)1）本次研究在曝氣末端進行化學(xué)除磷， Fe3+和 Al3+化學(xué)除磷去除的 TP 摩數(shù)量分別為0.065mmol/L和0.071mmol/L，化學(xué)除磷劑每次投加的摩爾數(shù)量為0mmol/L ，其摩爾比分別為 2.1 倍和 1.92 倍，符合《室外排水設(shè)計規(guī)（GB50014-2006）規(guī)定的 1.5~3 倍的比值。2）Fe3+和 Al3+化學(xué)除磷劑對出水 TP、SS、COD 有較好的去除效果。與單的生物除磷（1#）相比，鐵鹽和鋁鹽分別增加了 37%和 40.7%的去除率，出水平均濃度分別為 0.6 和 0.4mg/L，基本達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)（GB18918—2002）的一級 A 標(biāo)。3）在進水 TP、COD 分別為 6.6、350mg/L 條件下，嚴(yán)格按照《室外排水設(shè)

圖 4.1 顯微鏡下五種不同細(xì)微泥沙的表觀形態(tài)（×100）Apparent shape of the ISS with five different sizes under the microscop微泥沙粒徑的穩(wěn)定性，特將這些細(xì)砂顆粒浸泡于污水中過程中粒徑的變化情況，如圖 4.2 所示。結(jié)果表明，浸泡很小，說明碾磨篩分獲取的石英砂顆粒在生化處理系統(tǒng)略其粒徑的變化。DE
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X703

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張金流,尹必霞;巢湖市污水處理廠的試運行[J];水處理技術(shù);2005年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李瑩;MBR中污泥EPS變化及其對反應(yīng)器運行的影響[D];天津大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉娜;SRT對生化處理系統(tǒng)運行特性的影響[D];重慶大學(xué);2013年

本文編號：2669106