活性污泥中細微沙的強化分離去除.pdf

1、由于我國城市排水體制不健全、城市建設(shè)強度大，城鎮(zhèn)污水廠進水中泥沙濃度較高。而我國的污水處理廠大多采用了不設(shè)初沉池的氧化溝或SBR工藝，采用了設(shè)置初沉池的工藝，如 A2/O工藝，也常為了保證污水生物脫氮除磷具有足夠的碳源，采取了超越初沉池的運行模式，使得原本應(yīng)在初沉池被去除的細微沙（＜200μm）進入了生化單元。細微沙進入生化池后，或沉積于生化池底部，或懸浮于污泥混合液中，懸浮在污泥混合液的細微沙直接導(dǎo)致活性污泥 MLVSS/MLSS比值

2、的下降。目前，我國很多污水廠活性污泥的MLVSS/MLSS比值只有0.3~0.5，甚至低至0.2。污水廠運行實踐表明，活性污泥含沙率高，不僅加速了設(shè)備的磨損，而且降低了污泥厭氧消化效果，提高了污泥焚燒成本，制約了剩余污泥的處理處置。因此，如何去除污泥混合液中的細微沙，提高活性污泥MLVSS/MLSS比值，成為我國污水處理領(lǐng)域亟待解決的問題。課題組前期自主研發(fā)了“一種適用于去除污水處理廠活性污泥中淤沙的分離器”（發(fā)明專利：ZL201110

3、159013.X），初步實現(xiàn)了活性污泥中細微沙與生物有機質(zhì)的分離，提高了活性污泥的MLVSS/MLSS。為了進一步提高污泥淤沙分離器的分離性能，論文一方面研究了不同粒徑細微沙在生化池污泥混合液中的懸浮方式，并采用超聲預(yù)處理技術(shù)釋放被活性污泥絮體網(wǎng)捕的細微沙，使其成為能夠被分離器去除的自由懸浮的細微沙；另一方面，通過采用計算流體力學(xué)（CFD）方法，模擬了污泥淤沙分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對分離器分離性能的影響，并對污泥淤沙分離器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。主

4、要結(jié)論如下：
　?、俨煌郊毼⑸吃诨钚晕勰嘀袘腋》绞讲煌蛞宰杂蓱B(tài)懸浮、或逐漸被污泥絮體網(wǎng)捕包裹、或短時間內(nèi)即被污泥捕捉。試驗得出，細微沙能被活性污泥網(wǎng)捕包裹的臨界粒徑為33μm。該細微沙進入混合液之后，隨污泥的生長和絮體碰撞結(jié)合逐漸被網(wǎng)捕，充分網(wǎng)捕所需時間為15天。
　?、谠囼炈门R界粒徑以上50μm、66μm的細微沙始終以自由態(tài)的方式懸浮于污泥混合液之中，兩者細微沙平均去除率65.7％、72.2%，與清水中去除率66

5、.6%、73.1%接近。且該細微沙去除率不隨停留時間的增長而發(fā)生改變。臨界粒徑以下14μm的細微沙，投加至污泥混合液后短時間即被污泥捕捉。被包裹的細微沙難以被分離去除，平均去除率31.9%，低于清水中的去除率。
　　③超聲作用主要是降解污泥中有機組分，不影響細微沙的含量。超聲時間越長，MLSS減少量越大，對污泥的破解率越高。超聲處理60min后，1＃~4＃試驗組中MLSS減少量分別為1545mg/L、1374mg/L、1545mg

6、/L、1517mg/L，其中減少MLSS量中，MLISS/MLVSS比值在0.157~0.159之間，與空白組中MLISS/MLVSS比值0.159接近。隨著超聲時間的增長，污泥活性（SOUR）先增大后減小，超聲10min~15min后達峰值。
　?、艹曨A(yù)處理能釋放粒徑33μm的細微沙，10min~15min后釋放完全。細微沙經(jīng)過超聲釋放以后，懸浮方式由網(wǎng)捕結(jié)合狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂蓱B(tài)，除沙效率與清水中接近。試驗所用臨界粒徑以上50μm

7、細微沙始終以自由態(tài)懸浮，超聲預(yù)處理不影響其懸浮方式和去除效果。超聲預(yù)處理無法釋放試驗中臨界粒徑以下14μm細微沙，對其去除效率也不產(chǎn)生顯著提高。
　　⑤錐段長度（錐角α）、進料口尺寸 Di、底流口尺寸 Du、溢流口尺寸 Do是影響淤沙分離器分離性能的主要因素。淤沙分離器經(jīng)過CFD模擬優(yōu)化以后，同比尺寸Dc=75mm時，Li=300mm、Di=15mm、Lo=50mm、Lc=100mm、Du=10mm、Do=20mm，分離性能較優(yōu)。

8、對淤沙分離器進行縮放模擬，同比尺寸為Dc=150mm、Li=600mm、Di=30mm、Lo=100mm、Lc=200mm、Du=20mm、Do=40mm時滿足細微沙的分離要求，單臺處理能力Q=19.98m3/h。
　?、尥ㄟ^對細微沙懸浮方式、預(yù)處理對細微沙的釋放、淤沙分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)的模擬優(yōu)化綜合研究得出：（1）臨界粒徑以上細微沙以自由態(tài)懸浮，且不被活性污泥網(wǎng)捕包裹，較易被分離去除；（2）臨界粒徑范圍內(nèi)的細微沙進入混合液后，逐漸由