氣升回流一體化的污泥減量化研究.pdf

1、目前我國(guó)廣大農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)的生活污水導(dǎo)致的水污染問(wèn)題日益突出。當(dāng)前針對(duì)分散型污水處理，國(guó)內(nèi)主要采用的工藝有如下四類:人工濕地、膜生物反應(yīng)器、凈化槽和傳統(tǒng)活性污泥法。人工濕地操作和運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，總成本較低，但是占地面積大，易受溫度的影響導(dǎo)致處理效果穩(wěn)定性差;膜生物反應(yīng)器和凈化槽占地小，處理效果好，但是運(yùn)行復(fù)雜，維護(hù)管理要求和運(yùn)行費(fèi)用較高;傳統(tǒng)活性污泥法操作簡(jiǎn)單，占地面積較小，處理效果好，但是剩余污泥產(chǎn)量大，導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜。為此，本課題組

2、針對(duì)分散型活性污泥工藝的污泥產(chǎn)量大及其維護(hù)頻率高和運(yùn)行設(shè)備復(fù)雜等問(wèn)題，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了氣升回流一體化反應(yīng)器，其主要用于處理分散式生活污水。本試驗(yàn)在最佳運(yùn)行工況下考察了中試規(guī)模反應(yīng)器對(duì)污染物的去除效果，同時(shí)研究反應(yīng)器的污泥減量途徑與機(jī)理，以便于進(jìn)一步確定反應(yīng)器的排泥周期及最佳容積配比，最終利于實(shí)際工程推廣和應(yīng)用。
　　氣升回流一體化中試反應(yīng)器的有效容積為10.31m3，以實(shí)際生活污水為處理研究對(duì)象，在為期12個(gè)月的試驗(yàn)研究過(guò)程中得出以下

3、成果:
　　(1)反應(yīng)器實(shí)際處理能力為12.24t/d，當(dāng)進(jìn)水CODcr、NH4+-N、TN及SS的平均濃度分別為:404 mg/L、44.9 mg/L、62 mg/L及93mg/L時(shí)，出水CODcr、NH4+-N、TN及SS的均值分別為45mg/L、2.5mg/L、19.7mg/L和6.62mg/L，平均去除率分別為88.9％、94.4％、68％和92.9％，因此，反應(yīng)器對(duì)污染物去除效果良好。
　　(2)穩(wěn)定運(yùn)行期間，系統(tǒng)

4、污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)(Yobs)為0.139gTSS/gCOD，展示了該工藝具有良好的污泥減量能力。按傳統(tǒng)活性污泥工藝的污泥產(chǎn)率系數(shù)計(jì)算出反應(yīng)器的理論污泥產(chǎn)量（即在較短泥齡下的理論污泥產(chǎn)量）為162kgTSS。由穩(wěn)態(tài)—ASM3號(hào)模型預(yù)測(cè)的理論污泥產(chǎn)量（即在長(zhǎng)泥齡下的理論污泥產(chǎn)量）為142kgTSS。根據(jù)短污泥齡下的理論污泥產(chǎn)量和實(shí)際長(zhǎng)污泥齡下的理論污泥產(chǎn)量的差值可得:通過(guò)維持代謝和內(nèi)源呼吸作用削減的污泥量大約為20kgTSS。通過(guò)實(shí)際測(cè)量獲

5、取反應(yīng)器的污泥產(chǎn)量為82.5kgTSS。因此，根據(jù)實(shí)際長(zhǎng)污泥齡的理論污泥產(chǎn)量和實(shí)際污泥產(chǎn)量的差值可得:由細(xì)胞裂解與隱性生長(zhǎng)和微生物捕食作用去除的污泥總量為59.5kgTSS。另外，由氨氮的物料衡算分析可知:通過(guò)細(xì)胞裂解與隱性生長(zhǎng)作用去除的污泥量大約為46.3kgTSS。最后根據(jù)物料衡算，可推測(cè)出由原生動(dòng)物和后生動(dòng)物捕食的污泥量大約為13.2kgTSS。因此，理論上整個(gè)試驗(yàn)期間反應(yīng)器削減污泥總量為79.5kgTSS。其中通過(guò)維持代謝與內(nèi)源

6、呼吸、裂解與隱性生長(zhǎng)和微生物捕食作用分別占污泥去除總量的25.5％、57.7％和16.8％。該系統(tǒng)污泥自消解速率為0.589kgTSS/d。
　　(3)實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)器出水首先受限于SS。利用設(shè)計(jì)二沉池的表面負(fù)荷法及Vesilind方程確定出系統(tǒng)好氧區(qū)和沉淀區(qū)的最大污泥濃度為10012mg/L，從而可以算出系統(tǒng)的理論滿泥量。根據(jù)系統(tǒng)的污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)，可以計(jì)算出系統(tǒng)每天累積增加的污泥量。由此可以算出系統(tǒng)的排泥周期為134d。模