增重剂法建筑学控制活性污泥丝状菌膨胀

1、增重剂法建筑学控制活性污泥丝状菌膨胀第 1 章 绪论1.1 前言我国面临着水资源短缺、水生态破坏、水环境污染等问题，特别是含氮磷营养物的污水排放导致的水体富营养化，给人们的生活和生产造成了诸多不利影响和危害。我国投入了大量的资金解决水污染严重的问题，来提高城市污水的处理效率和改善城市水环境质量。十一五;期间，我国兴建了大批城市污水处理厂，全国污水处理率从 2005 年的 52%已上升致 2010 年的 75%以上。城市污水日处理能力从 2004 年的 738 万立方米/天提升到 2014 年的 3500 万立方米/天。虽然城市污水厂的设施建设取得了突出的成绩，但城市污水处理行业，还存在一些亟待

2、解决的问题，例如城市污水处理厂的高效稳定运行。我国绝大部分的城市污水处理厂及工业污水处理厂都曾经或者正在应用活性污泥法，原因在于活性污泥法的特点是相对廉价的经济成本、良好的处理效率、较全面的性能以及具有塑造性的运行工艺。然而绝大部分污水处理厂在应用活性污泥法的同时都曾遭遇过活性污泥膨胀的影响。活性污泥一旦发生膨胀，会导致泥水分离困难，出水水质变差，污泥流失，严重情况会导致水厂运行瘫痪。污泥膨胀发生率高且具有普遍性，也成为近些年来一直困扰着污水厂管理者的难题，被称为是活性污泥法的癌症;。因此研究控制和预防活性污泥丝状菌膨胀具有重要的意义和价值。.1.2 活性污泥法概述活性污泥法是一种废水生物处理

3、方法，利用活性污泥中的微生物对污水中的有机物进行代谢和分解，达到去除污水中有机物及氮磷含量的污水处理技术。活性污泥法自 19 世纪初由英国人 Clack 等人1发明问世以来，随着科研水平的进步及其对工艺要求的不断提高与改进，时至今日活性污泥法拥有更广泛的水质适用范围，以及更加便捷的操作性。活性污泥法还与其他的好氧或厌氧技术向结合，提高了运行效率，更扩增了其适用对象。自活性污泥法问世 100 多年以来随着科学理论的进步及大量的实践数据相结合，该污水处理技术的反应原理、工艺流程、操作方式等各方面发生了飞跃性的进步。不仅可以提高处理效率、降低成本、操作更加便捷，还能够在此基础上结合其他污水处理工艺，

4、形成新的污水处理技术如氧化沟2、A-B 法3、SBR 及其变形工艺4、高浓度活性污泥法5、深井曝气6、升流式厌氧污泥床（USAB）反应器7等，除此之外还与有氧厌氧相结合的新型污泥处理工艺8如 A/O、A2/O等。.第 2 章 试验材料及研究方法2.2 试验材料2.2.1 试验原水水质本试验主要研究投加黄河泥沙和沸石粉对活性污泥膨胀的控制，在实际污水处理中，生活污水发生的污泥膨胀几率较高，本试验采取配置人工合成污水44，可以较好的模拟生活污水的各方面性质。为了模拟发酵过程，配置人工合成污水3 天后投入使用。人工合成污水配方及水质如表 2-2、表 2-3 所示。2.2.2 试验药剂2.2.2.1

5、增重剂本试验采取投加黄河泥沙和沸石粉来控制污泥膨胀。（1）黄河泥沙：本试验采用的黄河泥沙源于引黄济青工程的预沉池，泥沙颗粒粒径约为 0.03mm，主要成分为硅酸盐。（2）沸石粉：本试验采用的沸石粉其主要化学成分为 Al2O3和 SiO2，颗粒粒径约为 200 目。.2.3 试验装置本实验采用 SBR 反应器，该反应器的最大特点是取消了沉淀池，将沉淀过程进行在曝气池中，生化反应分批次进行，各项运行工艺间歇操作。一个运行周期有五个运行阶段包括：进水、曝气、静置、出水排泥、闲置。SBR 反应器的优点45是占地面积小，操作方便，控制各项运行次序的参数较为灵活，非常适合本次试验的各项要求。图 2-1 为

6、 SBR 反应器的装置图。.第 3 章 活性污泥培养驯化及丝状菌膨胀培养.253.1 活性污泥的培养及驯化.253.1.1 试验装置及试验运行条件.253.1.2 试验结果.263.2 丝状菌的形成.293.2.1 试验条件.293.2.2 试验结果.303.3 本章小结.31第 4 章 增重剂控制活性污泥膨胀的研究.334.1 试验方法.334.2 试验药剂.334.3 黄河泥沙控制污泥膨胀.344.3.1 多次连续等量投加黄河泥沙对污泥膨胀控制效果的影响.344.3.2 一次性大量投加黄河泥沙对污泥膨胀控制效果的影响.384.4 沸石粉应用于控制污泥膨胀.414.5 增重剂作用机理.454

7、.5.1 黄河泥沙作用机理.454.5.2 沸石粉作用机理.454.6 本章小结.46第 5 章 结论及展望.495.1 结论.495.2 展望.50第 4 章 增重剂控制活性污泥膨胀的研究4.1 试验方法试验中污水混合液水质 CODCr为 330mg/L 左右，NH4+-N 为 26.00mg/L 左右，TP 为 4.20mg/L 左右，PH=6.9。在未添加药物之前，系统在低 DO、低溶解氧的条件下运行了一个周期，出水 CODCr、NH4+-N 和 TP 分别为 53mg/L、5.5mg/L、0.67mg/L。将已经膨胀的污泥添加到六个 SBR 小反应器中，反应器进水 CODCr为500m

8、g/L 左右，分别向其投加不同量的增重剂，曝气 3h，静置一段时间后，测定 SV、SVI、出水 CODCr、N、P 含量，并观察污泥中的微生物形态。由于增重剂的不溶性，向污泥中投加增重剂相当于增加污泥浓度，而污泥浓度的改变会影响 SVI 值，所以投加增重剂会影响污泥 SVI 值的意义。此时用 SVI作为衡量污泥膨胀的指标会产生一定误差。试验以 SV 作为衡量污泥膨胀的控制效果指标。在污泥浓度为 3000mg/L 的情况下，当 SVI 值为 150ml/g 时，SV 为45%。因为投加增重剂对 SV 影响很小，所以在本试验当中 SV 小于 45%时，即认为污泥膨胀已得到控制。.结论1、在 SBR

9、 反应器内培养丝状菌时，改变进水方式，由原来的瞬间进水改为连续进水。采用降低有机负荷及溶解氧的方法创造有利于丝状菌生长的环境，试验中通过调节连接在通气软管上的可调节三通减小曝气量，控制 DO=0.5mg/L 左右，控制有机负荷在 0.15kgCOD/(kgMLSS·d)左右，保证反应器在低溶解氧低负荷的情况下进行，经过 24 个周期后，污泥发生膨胀，丝状菌大量繁殖。丝状菌繁殖具有一定的规律，从无到有经历时间相对较长，从存在丝状菌到丝状菌大量繁殖的时间相对较短。2、向膨胀的活性污泥中投加黄河泥沙和沸石粉可以增加污泥比重，改善污泥沉降性，加固污泥絮体的结构，有效地控制污泥膨胀。（1）

10、投加黄河泥沙来控制污泥膨胀时，对于污泥膨胀采用多次连续等量方式投加黄河泥沙时，最佳投加量为 1000mg/L 左右，经过四个周期运行，SV 下降到 50 以下，膨胀污泥得到控制。当采用一次性大量投加的方式时，最佳投加量为 4200mg/L，经过一个周期运行，SV 下降迅速，污泥膨胀得以控制。总体来说投加黄河泥沙来控制污泥膨胀时，对出水 CODCr、氨氮影响不大，总磷相比于加药前降低。（2）投加沸石粉来控制污泥膨胀时，对于膨胀污泥采用一次性大量投加方式时，最佳投加量为 4000mg/L 左右，经过一个周期运行，污泥的沉降性得到显著改善。投加沸石粉来控制污泥膨胀时，出水 CODcr、总磷和氨氮的含量都要比加药前降低。一次性投加方式具有操作便捷、效果显著、历时时间短等优点，所以在实际操作中应用一次性大量投加的方式较为合适。（3）通