污水处理基本知识(3)

2019-03-21 18:28

泥所需外加营养及其合理比例进行研究。据调查,有不少工业废水的营养成分单一,在采用生物法处理时需投加某些必需的、但在工业废水中缺乏的营养成分。

在对废水投加营养的同时,应注意污泥中的微生物所需营养的合理比例。在处理营养不足的工业废水时,某些工厂往往投加营养过量,这样一方面增加了处理成本,过剩的营养又会随出水排放造成受纳水体的富营养化。一般说来,去除100份C所需的营养配比为BOD5:N:P=100:5:1。此外,Fe的需求量应为10-20mg/L(对厌氧处理来说,为了维持高速率的厌氧处理,还需要Co硫氨和VB12)。

(3)改善污泥的质量,维持系统中污泥合适的数量--泥的调节

工艺控制的主要目标是活性污泥的数量和质量。将系统内的活性污泥保持稳定而合理的数量,以及稳定而高效的质量,来稳定处理效果。

活性污泥的数量指标有混合液污泥浓度MLSS和有机负荷F/M,通过F/M可确定需要多少MLVSS。质量指标有反映污泥老化程度的污泥龄SRT,反映沉降性能的SVI、SV等,以及反映生物活性的耗氧速率OUR。F/M本身也是一个重要的污泥质量指标。影响以上数量和质量指标的因素很多,主要包括进水水质水量的变化、温度等外界因素变化。

工艺控制的主要任务就是采取控制措施,克服这些因素对活性污泥的影响,持续稳定地发挥处理作用。常用的控制措施从三方面实施:曝气系统的控制,污泥回流系统的控制,剩余污泥排放系统的控制(曝气系统的控制前已叙述)。

a.污泥回流系统的控制

回流系统的控制有三种方式:保持回流量不变;保持回流比R恒定;定期或随时调节回流量Qr(或回流比R),使系统状态处于最佳。每种方式适合于不同的情况。

目前,有相当多的废水处理单位运行中保持回流量Qr不变,但应认识到这只适应于入流污水量Q相对恒定或波动不大的情况。如Q变化较大,会出现一系列的问题,因为Q的变化会导致活性污泥量在曝气池和二沉池内的重新分配。当Q增大时,部分曝气池的活性污泥会转移到二沉池,使曝气池内MLSS降低,而实际此时曝气池内需要更多的MLSS去处理增加了的污水,MLSS的不足会严重影响处理效果。另一方面,二沉池内污泥增加导致泥位上升,造成污泥流失,同时,Q增加导致二沉池水力负荷增加,进一步增大了污泥流失的可能性。Q减小时,部分活性污泥会从二沉池转移到曝气池,使曝气池MLSS升高,但此时曝气池实际上并不需要太多的MLSS,因为入流污水量减少,进入曝气池的有机物也减少了。保持回流量Qr恒定,能允许入流污水量在多大范围内变化,取决于很多实际因素。如入流BOD5、二沉池与曝气池容积之比及污泥的沉降性能。运行人员应摸索出本厂允许的入流污水量的波动幅度,在允许范围内尽量不调节回流量。

如果保持回流比R恒定,在剩余污泥排放量基本不变的情况下,可保持MLSS、F/M以及二沉池内泥位Ls基本恒定,不随入流污水量Q的变化而变化,从而保证相对稳定的处理效果。 第三种方式是定期或随时调节回流比和回流量,保持系统始终处于最佳状态。这种方式是稳定运行所必需的,但操作量较大,一些处理站实施困难。

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不管采取哪种控制方式,都需要确定合适的回流量或回流比。即使基本上不控制的第一种方式,也需要确定一个较合理的回流量。回流量及回流比的确定或控制调节有以下几种方法。

1)按照二沉池的泥位调节回流比 首先,应根据具体情况选择一个合适的泥位Ls,亦即选择一个合适的污泥层厚度Hs。泥层厚度一般应控制在0.3-0.9m之间,且不超过泥位Ls的1/3,然后调节回流泥量,使泥位Ls稳定在所选定的合理值。一般情况下,增大回流量Qr,可增大泥层厚度。应注意调节幅度每次不要太大,如调回流比,每次不要超过5%,如调回流量,则每次不要超过原来值的10%。具体每次调多少,多长时间以后再调节下一次,应根据本厂实际情况而定。

一般情况下,入流污水量1d之内总在变化,泥位也在波动,为稳妥起见,应在每天的流量高峰,即泥位最高时,测量泥位,并以此作为调节回流比的依据。

2)按照沉降比调节回流比或回流量

若用100mL量筒进行的沉降试验基本上与二沉池内的沉降一致,则由测得的SV30

值可以计算回流比,用于指导回流比的调节。回流比与沉降比之间存在以下关系:R=

SV30

100?SV30(保持系统平衡,使进水/泥比例平衡,R=回流污泥量/进水污量(或出水污水量)) 为了使SV充分接近二沉池内的实际状态,SV30尽量采用SSV30,即搅拌状态下的沉阵比,可以提高回流比控制的准确性。

3)按照回流污泥及混合液的浓度调节回流比

可用回流污泥浓度RSS和混合液污泥浓度MLSS指导回流比R的调节。R与RSS及MLSS的关系如下:R=

MLSS

RSS?MLSS该法只适用于低负荷工艺,即入流SS不高的情况下,否则会造成误差。 4)依据污泥沉降曲线调节回流比

沉降性能不同的污泥具有不同的沉降曲线。易沉污泥达到最大浓度所需时间短,沉降性能差的污泥达到最大浓度则需要较长的时间。回流比的大小,直接决定污泥在二沉池内的沉降浓缩时间。对于某种特定的污泥,如果调节回流比使污泥在二沉池内的停留时间恰好等于该种污泥通过沉降达到最大浓度所需要的时间,则此时回流污泥浓度最高,且回流比最小。

沉降曲线的拐点处对应的沉降比,即为该种污泥的最小沉降比,用SVM表示。根据由SVM确定的回流比R运行,可使污泥在池内停留时间较短,同时污泥浓度较高。回流比R与SVM的关系如下:R=

SVM

100?SVM5)四种回流比调节方法的比较

上述四种调节方法,各有其优缺点。根据泥位调节回流比,不易造成由于泥位升高而使污泥流失,出水SS较稳定,但回流污泥浓度RSS不稳定。按照SV30调节回流比,

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操作非常方便,但当污泥沉降性能不佳时,不易得到高浓度的RSS,使回流比R比实际需要值偏大。按照RSS和MLSS调节回流比,由于要分析RSS和MLSS,比较麻烦,一般可作为回流比的一种校核方法。用沉降曲线调节回流比,简单易行,可获得高RSS,同时使污泥在二沉池内停留时间最短;该法尤其适于硝化工艺及除磷工艺。

在运行管理中,上述几种方法可以并用。例如,按照沉降曲线确定回流比,并经常用MLSS和RSS校验,另外还应经常观测泥位,防止泥位太高,造成污泥流失。

b.剩余污泥排放系统的控制

活性污泥系统每天都要产生一部分活性污泥,使系统内总的污泥量增多。要使总的污泥量基本保持平衡,就必须定期排放一部分剩余活性污泥。事实上,排泥是活性污泥工艺控制中最重要的一项操作,它比其他任何操作对系统的影响都大。通过排泥量的调节,可以改变活性污泥中微生物种类和增长速度,可以改变需氧量,可以改善污泥的沉降性能,因而可以改变系统的性能。

目前,有相当多的一部分处理厂并不有意识地调节排泥量。但应认识到,这只适应于入流水质水量及环境因素变化不大的情况。当入流水质水量及环境因素发生波动,活性污泥的工艺状态也将随之变化,因而处理效果不稳定。通过排泥量调节,可以克服以上的波动或变化,保持处理效果的稳定。有以下几种排泥方法。

1)用MLSS控制排泥 用MLSS控制系统排泥是指在维持曝气池混合液污泥浓度恒定的情况下,确定排泥量。首先根据实际工艺状况确定一个合适的MLSS浓度值。传统活性污泥工艺的MLSS一般在1500-3000mg/L之间。当实际MLSS要比控制的MLSS值高时,应通过排泥降低MLSS值。排泥量可用下式计算:

Vw?(MLSS?MLSS0)Va

RSS式中,MLSS为实测值;MLSS0为要维持的浓度值。

一般说来,活性污泥工艺是一个渐进过程,在控制总的排泥量前提下,每次尽量少排、勤排,如有可能,应连续排泥。

这种排泥方法比较直观,易于理解,实际上很多处理厂都用这种方法,但该法仅适于进水水质水量变化不大的情况。有时,这种方法容易导致误操作。例如,当入流BOD5增加50%时,MLSS必然上升,此时如果仍通过排泥保持恒定的MLSS值,则实际上使污泥负荷增加了一倍,会导致出水质量严重下降。

2)用F/M控制排泥 F/M中的F是入流污水中的有机污染物负荷,一般无法人为地控制,因此只能控制M,即曝气池中的微生物量。如果不改变曝气池投运数量,则问题就变成控制曝气池中的污泥浓度。但这种方法不是单纯将污泥浓度保持恒定,而是通过改变污泥浓度,使F/M基本保持恒定。排泥量可由下式计算:

Vw?MLSS?Va?BODi?QF/M RSS式中,VW为要排放的剩余污泥体积;MLVSS为曝气池内的污泥浓度(实际污泥浓度);Va为曝气池容积;BODi为入流污水的BOD5;Q为入流污水量;F/M为要控制的有机

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负荷(目标值);RSS为回流污泥浓度。

当入流污水水质波动较大时,该法也可使用。因此,工业废水含量较大的处理厂,应尽量采用这种排泥方法。使用这种方法的关键是根据本厂的特点,确定合适的F/M值。F/M值可根据污水的温度做适当调整,当水温高时,F/M值可高些,反之可低些。当入流工业废水中难降解物质较多时,F/M应低一些,反之可高些。实际运行控制中,一般是控制在一段时间内,可根据情况做些小的调整。如在某一天,负荷增加,可在前一天适当少排泥。

计算F/M时,要用到入流的BOD5,而BOD5需要到5天才能测出,实际上难以采用。因此应根据情况,采用一些快速测定法,例如,用COD,TOC等指标快速估算BOD5 或采用27℃时1d的生化需氧量BOD1。总之,采用该法排泥时,应能快速测得入流污水的有机负荷。

另外,计算F/M时,必须用MLVSS值。MLVSS值测定较麻烦,可以利用MLSS和MLVSS之间的相互关系,用MLSS估算MLVSS值。

3)用SRT控制排泥 用SRT控制排泥,被认为是一种最可靠最准确的排泥方法,很多处理厂正在改用这种方法。这种方法的关键是正确选择SRT和准确地计算系统内的污泥总量MT。

应根据处理要求、环境因素和运行实践综合比较分析,选择合适的泥龄SRT作为控制排泥的目标。应充分利用污泥的沉降试验、呼吸试验、生物相观测等手段,随时调整SRT,使之更加合理。一般来说,处理效率要求越高,出水水质要求越严格,SRT应控制大一些。反之,可小些。在满足要求的处理效果前提下,温度较高时,SRT可小些,反之则应大一些。当污泥的可沉性能较差时,有可能是由于泥龄太小。SRT越大,利用呼吸试验测得的耗氧速率OUR越小,反之则越大。通过生物相观察,会发现不同的SRT对应着不同的优势指示生物。

严格地讲,系统中的污泥总量应包括曝气池内的污泥量Ma,二沉池内的污泥量MC

和回流系统内的污泥量MR,即:MT?Ma?Mc?MR

实际上,很多处理厂在用SRT控制排泥时,仅考虑曝气池内的污泥量,即MT = Ma,此时: SRT=

MaMw?Me

式中,MW为每天排放的干污泥量。如果从回流系统排泥,则MW=RSS.QW

式中,QW为每天排放的污泥体积流量;RSS为回流污泥浓度;Me为二沉池出水每天带走的干污泥量,Me =SSe×Q;SSe 为二沉池出水的悬浮固体浓度;Q为入流污水量。

综合以上各式,每天的污泥排放量应为: QW?SSMLSSVa??e?Q RSSSRTRSS一些处理厂经常不考虑二沉池出水带走的污泥量Me,实际上,这部分污泥量占排泥量的比例不容忽视。尤其当出水SS超标时,更不能忽略Me。

用SRT控制排泥的实际操作中,可以采用一周或一月内SRT的平均值。保持一周或一月内SRT的平均值基本等于在要控制的SRT值的前提下,可在一周或一个月内作些微

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调。

当通过排泥改变SRT时,应逐渐缓慢地进行,一般每次不要超过总调节量的10%。 4)用SV30控制排泥 SV30在一定程度上,既反映污泥的沉降浓缩性能,又反映污泥散度的大小。当沉降浓度性能较好时,SV30较小,反之较高。当污泥浓度较高时,SV30较大,反之则较小。当测得污泥SV30较高时,可能是污泥浓度增大,也可能是沉降性能恶化,不管是哪种原因,都应及时排泥,降低SV30值。采用该法排泥时,也应逐渐缓慢地进行,一次排泥不能太多。如通过排泥要将SV30由50%降至30%时,可利用一周的时间逐渐实现,每天少排一部分泥,使SV30下降,逐渐逼近30%。

5)各种排泥方法的综合使用 上述几种仅是常用的,另外还有很多不同的排泥方法。应该认识到,每一种方法都各有利弊,都有其特殊的适应条件。实际运行中,可根据本厂的实际情况选择以一种方法为主,但不排除兼用其他方法。例如,采用SRT控制排泥时,也应经常核算F/M,经常测定SV值。当采用F/M控制排泥时,也应经常核算SRT值。

c.活性污泥系统的运行调度在运行管理中,经常要进行运行调度,对一定水质水量的污水,确定投运几曝气池、几座二沉池、几台鼓风机以及多大的回流能力,每天要排放多少污泥。运行调度方案可按以下程序编制。

1)确定水量和水质,即准确测定污水流量Q,入流污水的BOD5 及有机污染物的大体组成。

2)确定有机负荷F/M。应结合本厂的运行实践,借助一些试验手段,选择最佳的F/M值。一般来说,污水温度较高时,F/M可高些,反之,温度较低时,F/M应低些。对出水水质要求较高时,F/M应低些,反之,可高些。当污水中工业废水成分较多,有机污染物较难降解时,F/M应低一些,反之,可高一些。传统活性污泥工艺的F/M一般在0.2-0.5kgBOD/(kgMLVSS.d)范围内。

3)确定混合液污泥浓度MLVSS。MLVSS值取决于曝气系统的供氧能力,以及二沉池的泥水分离能力。从降解污染物质的角度来看,MLVSS应尽量高一些,但当MLVSS太高时,要求混合液的DO值也就越高,前已述及,在同样的供氧能力时,维持较高的DO值需要较多的空气量,而一些处理厂的曝气系统难以达到要求。另外,当MLVSS太高时,要求二沉池有较强的泥水分离能力。因此,应根据处理厂的实际情况,确定一个最大MLVSS值,以其作为运行调度的基础。传统活性污泥工艺的MLVSS值一般在

1200-2600mg/L之间,而MLSS值一般在1500-3000mg/L之间,当MLVSS或MLSS超过以上范围时,处理厂必须有充足的供氧能力和泥水分离能力。

4)确定曝气池投运的数量。 n?Q?BODi

F/M?MLVSS?Va式中,Va为每条曝气池的有效容积。从式中可看出,有机负荷F/M越低,投运曝气池的数量就越多。同样,MLVSS越低,需要投运曝气池数也越多。

5)核算曝气时间ta。 ta?式中,n为投运曝气池的数量。

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Va?n Q


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