高濃度污泥分區(qū)機理及適用組件研制.pdf

1、為保證廢水生物處理系統(tǒng)的出水水質(zhì),工藝末端都需進行液固分離,其中以二沉池(重力沉降)和膜分離(機械篩分)較為常見。實踐表明,當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)污泥濃度增高時,液固分離穩(wěn)定運行的難度加大。對二沉池而言,進池污泥濃度超過4gMLSS/L,則出水水質(zhì)惡化,出水懸浮物明顯升高。對膜分離來說,較高的污泥濃度(>10gMLSS/L)運行導(dǎo)致膜堵塞加劇、能耗驟升、膜清洗/更換費用顯著增加。因此,高污泥濃度是制約二沉池和膜分離穩(wěn)定運行的共性關(guān)鍵因素。如果能開發(fā)一

2、種廉價可靠的技術(shù),使得進泥濃度人為控制在3-5gMLSS/L,那么高濃度污泥對液固分離單元的限制即可解除。如此一來,生化單元便可維持在相對較高的污泥濃度穩(wěn)定運行,從而提升處理效率、減少剩余污泥排放并降低總體能耗。
　　 本研究自主研制一種次毫米過濾組件(SMFM,Sub-millifiltration module),并通過此組件對高濃度污泥的部分分離作用對反應(yīng)器內(nèi)的高濃度污泥強制調(diào)控分區(qū),從而實現(xiàn)高、低污泥濃度的分區(qū),保證進入

3、二沉池和MBR區(qū)的污泥濃度在較佳的范圍內(nèi),解除高濃度污泥對污水生物處理系統(tǒng)的束縛。
　　 本文進行了以下幾方面的研究:1.對高濃度污泥分區(qū)的機制機理進行了研究；2.對不同運行工況下(反應(yīng)器內(nèi)溫度分別為20℃和5℃)高濃度污泥分區(qū)適用組件的研制進行了研究,為適用組件的研制提供合適的孔徑范圍。取得的主要成果有:
　　 (1)對高濃度污泥分區(qū)進行物料衡算,得到穩(wěn)態(tài)條件下兩區(qū)(A區(qū)和B區(qū))微生物濃度的理論計算公式。并從理論上分析

4、XA、XB(微生物濃度)的變化規(guī)律,XA主要同HRTA(水力停留時間)以及進水COD濃度有關(guān),HRTA越長,XA越小,進水COD越大,XA越大；XB主要同R(回流比)以及XA,B(次毫米過濾區(qū)出水微生物濃度)有關(guān),R越大,XB越小,XA,B越大,XB越大。
　　 (2)運行工況一(反應(yīng)器內(nèi)溫度為20℃)試驗:單周期運行時,最適用于高濃度污泥分區(qū)的過濾組件孔徑為1.236mm,在初始通量為450L/m2.h,運行周期在20min內(nèi)

5、的出水平均通量為380 L/m2.h,平均SS為3.5g/L。多周期運行時,最適用于高濃度污泥分區(qū)的過濾組件孔徑為0.581mm左右,穩(wěn)定通量和穩(wěn)定期SS為140L/m2.h和2.5g/L,穩(wěn)定運行周期從第18個周期到第80個周期。其中0.581mm孔徑以下的組件在此工況下運行時,過濾組件出水SS都能長周期的保持穩(wěn)定并滿足分區(qū)要求。
　　 (3)運行工況二(反應(yīng)器內(nèi)溫度為5℃)試驗:在此運行工況下,過濾組件孔徑在0.329mm以

6、上時出水SS不能滿足分區(qū)要求,所以不適用于工程實踐中。本工況下最適用于高濃度污泥分區(qū)的過濾組件孔徑在0.05-0.1mm之間。其中孔徑為0.05mm的過濾組件在初始通量450L/m2.h、運行周期20min運行時,穩(wěn)定通量可以達到170L/m2.h,為MBR膜通量的15-30倍左右,而且在此通量下系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行80個周期。
　　 綜合考慮運行工況一和運行工況二,適用于高濃度污泥分區(qū)的次毫米過濾組件研制應(yīng)在0.05-0.1mm之