沉降比在活性污泥法處理污水運(yùn)行管理中的指導(dǎo)作用
理論依據(jù)
利用活性污泥法處理污水,主要是通過活性污泥微生物,在有氧的情況下,將有機(jī)物合成新的細(xì)胞物質(zhì)或?qū)⑵浞纸獯x,然后再經(jīng)過由合成細(xì)胞形成的菌體有機(jī)物的絮凝、沉淀、分離,從而達(dá)到去除污水中有機(jī)物、凈化污水的目的。微生物代謝關(guān)系圖如下:
污水凈化的重要環(huán)節(jié),首先是污水中有機(jī)物在曝氣池中微生物的作用下合成菌膠團(tuán)的過程,其次是菌體有機(jī)物的絮凝、沉淀和分離過程;由此推論、研究證明,影響污水處理質(zhì)量的主要因素:首先是曝氣池中由菌體有機(jī)物形成的活性污泥濃度(MLSS)的大??;其次是活性污泥凝聚、沉淀性能的好壞。而污泥沉降比(SV%)是指曝氣池混合液在100ml量筒中,靜置、沉淀30min后,沉淀污泥與混合液之體積比(%)。由此,一方面,可以直接了解污泥凝聚、沉淀性能的好壞;另一方面,污泥沉降比值在一定程度上也是污泥濃度大小的定量反映;因此,污泥沉降比是用以指導(dǎo)工藝運(yùn)行的重要參數(shù)。
1.1 MLSS是影響污水中有機(jī)物去除的關(guān)鍵
活性污泥微生物從污水中去除有機(jī)物的代謝過程,主要是由微生物細(xì)胞物質(zhì)的合成(活性污泥增長)、有機(jī)物(包括一部分細(xì)胞物質(zhì))的氧化分解和氧的消耗組成。當(dāng)氧供應(yīng)充足時(shí),活性污泥的增長分為對數(shù)增長期、減速增長期和內(nèi)源呼吸期。在每個(gè)增長期,有機(jī)物的去除速率、氧利用速率、活性污泥特征等都各不相同。研究發(fā)現(xiàn),有機(jī)物(F)與微生物(M)的比值(污泥負(fù)荷率F:M)是影響活性污泥處于不同階段即影響有機(jī)物從污水中去除效果的重要因素。
F:M=Ns=QLa/XV(KgBOD5/KgMLSS·d)
式中:Q -污水流量,m3/d
La-進(jìn)水有機(jī)物(BOD5)濃度,mg/l
V -曝氣池容積,m3
X -混合液懸浮固體(MLSS)濃度,mg/l
在一般城市污水處理廠,曝氣池容積固定,進(jìn)水水量和水質(zhì)(BOD5濃度)比較穩(wěn)定,由以上公式不難發(fā)現(xiàn),MLSS的大小是污泥負(fù)荷率的決定因素,直接影響污水中有機(jī)物的去除情況。
1.2一般情況下,污泥沉降比值是MLSS定量的直觀反映
這一點(diǎn)由以下公式可以證明
MLSS(g/L)=SV/SVI
式中SVI(ml/g)為污泥指數(shù),即評定活性污泥凝聚、沉淀性能的指標(biāo)。在穩(wěn)定的污水處理工藝中,由于SVI值在一段時(shí)間內(nèi)基本保持在某一穩(wěn)定區(qū)間,因此,通常情況下,污泥沉降比值能夠反映曝氣池中混合液的濃度,它與污泥濃度成正比例關(guān)系。
2 實(shí)踐應(yīng)用
在以活性污泥法處理污水的二級污水處理廠,影響污水處理工藝運(yùn)行效果的因素很多,在缺乏經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持情況下,運(yùn)行管理人員均以沉降比作為指導(dǎo)運(yùn)行的主要參數(shù),首先,因?yàn)樗哂胁僮骱唵?、歷時(shí)短的特點(diǎn);其次,運(yùn)行管理人員、工藝工程師可以通過測量污泥沉降比隨時(shí)觀察活性污泥的絮凝、沉淀過程,了解活性污泥特性,掌握活性污泥量,判斷曝氣池工藝運(yùn)行情況,為工藝調(diào)整提供科學(xué)依據(jù),從而由此控制污水處理效果。
2.1沉降比與污泥指數(shù)(SVI)的關(guān)系
由測量污泥沉降比的過程,可以直接了解污泥絮凝、沉淀性能的好壞。在我廠運(yùn)行中,當(dāng)SVI值在80-120之間,此時(shí)污泥呈褐色、絮狀,沉淀性能良好;當(dāng)SVI值小于80時(shí),說明污泥泥齡過長或有機(jī)物含量過低,此時(shí)污泥細(xì)碎,顏色發(fā)黑,活性不好;當(dāng)SVI值大于120時(shí),污泥過于松散,呈淺褐色,沉淀性能較差;另外,污泥沉降比測量結(jié)束后,通過觀察量筒中污泥放置多少時(shí)間后上浮,可以判定曝氣池的供氧情況。如污泥在靜沉放置3-4小時(shí)后仍不上浮,呈褐色,證明活性污泥性狀較好,曝氣供氧充分;如靜沉2小時(shí)左右污泥上浮,呈黑色,說明污泥厭氧,曝氣池供氧量不足。
在工藝運(yùn)行中,如果進(jìn)水量、剩余污泥排放量等運(yùn)行條件比較穩(wěn)定,污泥沉降比值不會發(fā)生突變,SVI值也比較穩(wěn)定,此時(shí)的污泥沉降比值對應(yīng)一定的活性污泥濃度。但是,當(dāng)污泥沉降比值在進(jìn)水水質(zhì)、溫度或其它運(yùn)行條件的影響下突然發(fā)生改變時(shí),說明活性污泥增長期將處在不同階段,SVI值也必然受到影響,此時(shí)污泥沉降比值與MLSS的對應(yīng)關(guān)系也將發(fā)生改變。下面是兩個(gè)在一定條件下影響沉降比值突然發(fā)生改變的例子。
?。?)因故使曝氣池停止曝氣一段時(shí)間,在此前、后污泥沉降比值與SVI值、MLSS的對應(yīng)關(guān)系情況
?
? | 沉降比(%) | SVI(ml/g) | MLSS(mg/l) |
停止曝氣前 | 15 | 107 | 1400 |
恢復(fù)曝氣后 | 43 | 253 | 1700 |
(2)暴雨前、后污泥沉降比值與SVI值、MLSS的對應(yīng)關(guān)系情況
?
? | 沉降比(%) | SVI(ml/g) | MLSS(mg/l) |
暴雨前 | 14 | 140 | 1000 |
暴雨后 | 40 | 308 | 1300 |
這兩種情況的影響條件盡管不同,但其變化的根本原因?qū)嶋H上是一樣的,都是因微生物受到了客觀條件影響(前者是缺氧;后者是受到暴雨沖擊),使微生物松散,因而無法形成良好的污泥絮凝體,SVI值也相應(yīng)增大,此時(shí)的出水中懸浮物(SS)濃度偏高。但這種情況是暫時(shí)的,通過對污泥沉降比大小的掌握,適當(dāng)確定剩余污泥的排放量,使MLSS值穩(wěn)定在適當(dāng)范圍,待活性污泥絮凝體吸附能力增強(qiáng),SVI值趨于正常,出水也將顯著澄清,此時(shí)水質(zhì)達(dá)標(biāo)。