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,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,當系統(tǒng)內污泥濃度增高時,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)定運行的共性關鍵因素。如果能開發(fā)一

2、種廉價可靠的技術,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器內的高濃度污泥強制調控分區(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,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(反應器內溫度分別為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,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,R越大,XB越小,XA,B越大,XB越大。
　　 (2)運行工況一(反應器內溫度為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

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(反應器內溫度為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在0.05-0.1mm之