低溶解氧SBR運(yùn)行性能及優(yōu)化控制研究.pdf

1、目前活性污泥法是城市污水處理技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的方法,但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在曝氣能耗高、處理效率低等問(wèn)題?，F(xiàn)階段如何節(jié)約曝氣能耗、提高處理效率和控制污泥膨脹成了國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本研究采用SBR工藝,在低溶解氧(DO)條件下,以實(shí)際生活污水作為處理對(duì)象,系統(tǒng)的研究了低DO條件的啟動(dòng)與維持、影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素、同步硝化反硝化與短程硝化反硝化的實(shí)現(xiàn),以及實(shí)時(shí)控制與節(jié)能理論的推導(dǎo)。
　　 在實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)過(guò)程中,采用了逐步降低DO

2、的方式,使最終平均DO控制在0.5 mg/L～0.7 mg/L,COD的去除率始終保持在85％左右,SVI值從啟動(dòng)初期的80 mL/g左右上升并穩(wěn)定至137 mL/g左右,出水SS在1 mg/L～2mg/L之間,雖然系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生了輕微的污泥膨脹現(xiàn)象,并不影響系統(tǒng)整體沉降性能與出水效果,出水水質(zhì)清澈。
　　 在低DO條件下考察了影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素,并得出缺氧/好氧(A/O)運(yùn)行方式各項(xiàng)出水指標(biāo)都優(yōu)于好氧/缺氧(O/A)運(yùn)行方式,

3、并且好氧/缺氧(O/A)運(yùn)行方式在運(yùn)行過(guò)程更繁瑣,不利于更好的控制出水指標(biāo)；同時(shí)還考察了不同有機(jī)負(fù)荷(F/M)對(duì)系統(tǒng)處理效果的影響,分別在F/M為0.05～0.06 kgCOD/kgMLSS·d、0.2～0.25 kgCOD/kgMLSS·d、0.4～0.5 kgCOD/kgMLSS·d時(shí)系統(tǒng)處理效果中得出,在F/M為0.2～0.25kgCOD/kgMLSS·d時(shí)各項(xiàng)出水指標(biāo)良好,并且未發(fā)生嚴(yán)重的污泥膨脹現(xiàn)象,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行與達(dá)

4、標(biāo)排放,其他兩種F/M很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,最終都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的污泥膨脹現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)中還考察了溫度的突變對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響,并得出在大幅降溫時(shí)可引發(fā)污泥沉降性惡化,SVI值有明顯升高,當(dāng)溫度恢復(fù)至常溫后,SVI值有一定程度的下降,但并未恢復(fù)到降溫前的正常范圍,仍存在一定程度的污泥膨脹現(xiàn)象,大幅降溫對(duì)系統(tǒng)硝化效果有較大影響,NH4+-N去除率下降至20％左右,恢復(fù)常溫后硝化效果可以得到恢復(fù),迅速降溫對(duì)PO43--P和COD的去除效果

5、影響較小。
　　 氮平衡計(jì)算證實(shí),SBR工藝污泥微膨脹狀態(tài)下發(fā)生了明顯的SND現(xiàn)象。總氮中大約23.11％的氮是通過(guò)SND現(xiàn)象去除的。當(dāng)DO濃度為0.5 mg/L時(shí),硝態(tài)氮生成量與氨氮的減少量之比為0.454,硝化速率與反硝化速率基本相當(dāng)。此時(shí)污泥菌膠團(tuán)顆粒的平均顆粒粒徑為5.02μm～6.83/μm,說(shuō)明SND不是單純的“微環(huán)境作用”的結(jié)果。
　　 通過(guò)DO和pH實(shí)時(shí)控制,溫度與低DO的協(xié)同作用,可以實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化

6、快速啟動(dòng)。初步實(shí)現(xiàn)短程硝化的污泥,過(guò)度曝氣對(duì)亞硝酸氮積累具有很大的負(fù)作用。合理分配曝氣時(shí)間,應(yīng)用實(shí)時(shí)控制策略,在氨氮?jiǎng)倓傃趸瓿蓵r(shí)或之前停止曝氣,亞硝酸鹽累積率非常高,這樣既保證了氨氮被完全氧化,又防止了亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化。實(shí)時(shí)控制不但能夠?qū)崿F(xiàn)短程硝化,而且可以維持短程硝化穩(wěn)定運(yùn)行。
　　 在低DO條件下,通過(guò)pH、DO和ORP在線(xiàn)監(jiān)測(cè)手段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,并發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)程中的pH值出現(xiàn)兩次拐點(diǎn),這兩次拐點(diǎn)分別標(biāo)示著釋磷完

7、全與吸磷完全,吸磷完全時(shí)的拐點(diǎn)可以作為除磷完全的實(shí)時(shí)控制特征點(diǎn)；DO只出現(xiàn)一次比較明顯的變化點(diǎn),此時(shí)的NH4+-N剛好去除完全。因此,此點(diǎn)可以作為NH4+-N去除完全的實(shí)時(shí)控制點(diǎn)；ORP的變化情況與系統(tǒng)中COD濃度的變化情況有一定的規(guī)律,但經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此點(diǎn)并不十分穩(wěn)定。因此,此點(diǎn)并不能作為COD去除完全的實(shí)時(shí)控制點(diǎn),只能作為系統(tǒng)內(nèi)有機(jī)物去除情況的參考點(diǎn)。
　　 以污水處理量10000 m3/d的某城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)為例,維持曝氣