污泥沉降比在A2O活性污泥污水处理工艺中的指导作用 7页

'污泥沉降比在A2/0工艺运行中的指导作用尹博涵；王社平k2,邵军峰2,苏爱妮鲁海峰万琼2"，冯倩2,李雷2(1.西安市政设计研究院有限公司，陕西西安，710068;2西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安，710055;3.西安市第三污水处理厂，陕西西安，710077;4.西安市第四污水处理厂，陕西西安，710018;5.西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安710054)摘要：通过对A2/OX艺中试装置一年多实际运行数据的统计分析，作者总结了污泥沉降比与水温度、污泥龄、混合液浓度之间的关系。同时，分析了中试装置运行过程中出现污泥沉降比较高的原因，并提出了应对措施，其结论可供同类型工艺污水厂优化设计及运行管理时参考。关键词：城市污水；a7o工艺；中试装置；污泥沉降比TheGuidingroleofSV30intheActualOperationofA2/OProcessYINBo-han2,WANGShe-pingk2,SHAOJun-feng2,SUAi-ni3,LUHaifeng4,WANQiong25,FENGQian2,LILei21Xi9anMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd.Shannxi,Xi9an.710068;JSchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,XianUniversityofArchitectureandTechnology,Shcmnxi,Xi"an,710055:"TheNo.3WastewaterTreatmentPlantofXi"anCity,Shannxi,Xi"an710077;4TheNo.4WastewaterTreatmentPlantofXi"anCity,Shcmnxi,Xi"citi,710018;5SchoolofArchitectureandCivilEngineering,XianUniversityofScienceandTechnology,Shannxi,Xi"cm,710054.Abstract：ByA"/Oprocesspilotplantrunmorethanoneyearstatisticalanalysisoftheactual,TherelationshipsofSettlingvelocity(SVso)tothetemperatureofwater,SRTandMLSSaregeneralized.Inaddition,thehighSV30phenomenoninpilotplantwasanalyzedandthesolutionwasputforward.ItisexpectedthattheconclusionsderivedfromthisstudymaybevaluablefordesignoptimizingandoperationmanagementofthesimilarWastewaterTreatmentPlants.Keywords:Urbansewage;A2/Oprocess;Pilotplant;Settlingvelocity(SV30)概述城市污水处理厂的实际运行管理屮，能够指示处理工艺运行效果的指标很多，诸如：混合液污泥浓度，污泥沉降比，溶解氧，污泥龄，温度等。其屮，污泥沉降比(SV3O)具有测定简单，时间短，能够现场进行的特点。污泥沉降比(SettlingVelocity)是混介液在量筒内静®30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的市分比，是活性污泥处理系统重要的运行参数，也是评疋活性污泥数量和质量的重要指标⑴。它能够表征生物反应池屮的活性污泥量，可用以控制剩余污泥的排放量，还能及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。作者通过对A2/O工艺屮试试验装置实际运行数据的研究与分析，总结了污 泥沉降比随温度的变化情况，以及与污泥龄、混合液污泥浓度相互关系，其结论可作为城市污水处理丿的运行管理人员实际操作时参考。1•材料与方法1.1中试试验装置A?/O工艺中试试验装置如图1所示。试验装置采用不锈钢材质，总容积为6.271/。生物处理单元有效容积为3.68m",其中V」畑V卿：V好沪3:5:7,混合液冋流比约为150%,污泥冋流比为50%；终沉池为平流式沉淀池，冇效容积为0.96m3o生物反应池充氧采用棕刚玉微孔曝气盘。混合權回流图1A2/O工艺试验装置Fig.lSchematicdiagramofA2/Oprocesstestexperimentaldevice1・2试验用水及水质为了研究分析污泥沉降比随水温度的变化情况，以及与生物反应池中污泥龄、混合液浓度的相直关系，中试装置试验进水取自西安市第四污水处理厂初沉池出水，进水流量控制在390L/h左右。试验期间实际进水水质如表1所示。表1试验用水水质项目进水平均值项目进水平均值温度/°c10.5〜26.5TN/mg/L3&4〜75.1657.08pH值7.31〜7.68TP/mg/L3.13〜7・024.38CODcr/mg/L135〜479247SS/mg/L64〜259108NH4-N/mg/L26.8〜49.239.81.3测试项目与方法CODcr、TN、NHj-N、TP、SVI、MLSS、SS和DO等均采用国家标准方法测定⑵，pH和温度采用HI8424分析仪测定。 2.结果与讨论2.1污泥沉降比(SV30)随温度的变化情况在-•年多的试验期间，SV30值随李节温度变化较为明显，整体呈现出“低温SV30高，高温SV30低”的现象。这主要是由于温度较低时菌胶团絮体的活性降低，而起骨架作用的丝状细菌对于低温的敏感程度较Z菌胶团并不明显，所以水温变低时丝状菌的活性变化不大，表现为水温低时SV30较高；温度较高时，菌胶团活性增强，在活性污泥中快速生长，这对于提高污泥的沉降性能是有益的。图2为2010年1月〜2011年1月SV30及水温的变化曲线。O30.25.ooO20.15.1O.oO5.O.图2SV3()与水温的变化曲线Fig.2SV30andwatertemperaturecurve从图2中可以看出：在水温较髙的5〜10月份的SV30值在30%〜60%Zl"可，而水温较低的11~2月份的SV30值较高,最高超过95%；同时,发现由于水温的突变会引起SV30值的突变，如2010年5月~2010年6月由于水温升高迅速，从19.9°C升至24.4°C,SV3()值出现了突降，从70%降至40%；2010年9月~2010年11月由于水温迅速降低,从21.6°C降至16.3°C,SV30值也随之迅速升高,从30%升至70%。2.2污泥沉降比(SV30)与污泥龄(SRT)的关系试验分析期间，屮试装置的污泥龄为&30~19.07d,平均值为13.88d,污泥龄变化范围较大。图3所示为SV30与SRT的关系图，由图3可以看出：SV30与SRT有一定的止相关性，随着SRT的增大，SV30有呈上升的趋势，但趋势并不明显，说明SRT对SWo有影响但影响并不显著。 25.020.015.010.0y=5.3861x+11.2395.00.00%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%SV30(%)图3SV3()与SRTZ间的关系图Fig.3RelationofSV30toSRT2.3污泥沉降比(SV30)与混合液浓度(MLSS)的关系：在正常运行的污水处理系统中，牛物反应池中混合液污泥体积指数(SVI)比较稳定，不会发牛突变，而且SV30与MLSS和污泥体积指数(SVI)存在如下关系叫SVSVI=^—(1)MLSS所以，污泥沉降比(SV30)能够反映生物反应池屮混介液的浓度，且与混介液浓度成正比关系。因此，污泥沉降比一方面可以反映污泥的沉降性能，另i方而也可以近似的反映生物反应系统中MLSS的值。图4为SV30与MLSS的关系图。按上述关系式(1)计算，试验期间,SVI值变化范围为125.0-465.0,平均值为229.6,SVI值波动较人。尤其是2011年01月，进水水温较低，试验装置中SV30持续较高，该月平均SV30值为94%,最小值为81%,最大值为97%,而口发生了较为严重污泥膨胀现象，终沉池中出现大量浮泥，出水水质变差，出水SS严重超标，并口波动非常大，最大吋达316mg/L00054)0O40053OOOOOOOOOOOO050505322110%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%SV30(%) Fig.4RelationofSV30toMLSS另外，在西安市第四污水处理厂的实际运行过程中也发现了类似的规律，该厂生物处理单元采用倒置A2/O工艺,一期设计处理能力为25X104m3/d,实际处理水量为21-23X104m"/d。图5为2010年该厂实际运行过程中SV%与MLSS的关系图，从图5中可以看出，实际运行中的SV30与MLSS成线性关系。该水厂2010年全年SVI值为61.36〜174.85,平均值为121.43；对应的MLSS值为3460~7590mg/L,平均值为5752.4mg/L；SV30值为34%〜96%,平均值为70%。一般城市污水处理系统曝气池活性污泥的SVI值为50〜15(),SVso值为15%〜30%⑷。尽管该年SVI值合适，但是MLSS值过高，导致SV30值远超过正常的运行范I弔I。过高的MLSS值及SV30值会由于其需要更多的曝气量及较高的污泥冋流值而增加运行费用，并且容易产生污泥老化现象，所以建议水厂及时排除部分污泥以降低MLSS值及SV30值。800070006000500040003000200010000(、一、賞)SS、一W0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%SV30(%)图5笫四污水处理厂牛物反应池中SV30与MLSS的关系图Fig.5RelationofSV30toMLSSintheNo.4WastewaterTreatmentPlantofXi"anCity2.4SV3。持续偏高的原因分析及应对策略如前所述，2011年01月中试试验系统出现了较为严重污泥膨胀现象。图6所示为系统发生污泥膨胀的镜检照片(镜检时间：2011/01/15),从镜检可以看出污泥絮体人小适中，有轮虫和较多钟虫存在并且较为活跃，并未发现人量丝状菌，因此，分析认为此次污泥膨胀为非丝状菌性污泥膨胀；溶解氧在活性污泥法的运行中是一个重要的控制参数，-•般來说对于好氧牛•物处理系统，好氧区溶解氧浓度一•般以2mg/L为宜⑶。试验期间中试系统好氧区溶解氧平均值为2.82mg/L,最小值为2.31mg/L,最人值为3.76mg/Lo所以发生污泥膨胀的原因也非溶解氧影响；对于好氧生物处理，一般最佳的pH值范围介于6.5〜8.5之间⑷。本中试试验进水为该污水厂初沉池出水，进水pH较为稳定，在7.4〜7.9之间，适于好氧生物处理，并H在试验期间并未发现较人变化，所以pH也不是引起污泥膨胀的原因。 图6污泥膨胀期I"可污泥照片Fig.6Sludgepictureinsludgebulkingphase前已述及，温度对SV30的影响较为显著，并且低温时较易发生非丝状菌性污泥膨胀。该月平均水温为12.21°C,温度偏低，所以温度较低是产生污泥膨胀的主要原因。2.主要结论污泥沉降比是污水处理厂运行管理简单易行的检测指标，它与污水水温、污泥龄和混合液浓度有一定的关系。通过对污泥沉降比的测定结合镜检可以及时发现生化系统运行中出现的异常现象，如污泥膨胀的发生。通过中试装置一年来的实际运行得到如下结论，这对指导污水处理厂的运行冇一定的指导作用。（1）SV30值会随着季节、水温度的变化而呈现出高温SV30低，低温SV30高的现象。所以在温度偏低的时，应注意控制各项运行参数，以防止污泥膨胀现象的发生；（2）随着污泥龄的增长，SV30也呈现出增长的现象，但是增长幅度并不人；（3）"!•试装置发生的较为严重的污泥膨胀现象，是由于水温较低引起的非丝状菌性污泥膨胀。参考文献[1]张口杰，顾夏声.排水工程下册（第四版）[M]・北京：中国建筑工业出版社，2000.⑵国家环境保护总局.水和废水监测分析方法（笫4版）[M]•北京：中国环境科学出版社，2002.[3]朱静平，王中琪.污水处理工程实践[M].成都：西南交通大学出版社，2010.[4]彭党聪.水污染控制工程（第三版）[M].北京：冶金工业出版社，2010.作者简介：尹博涵（1984-），男，汉，陕西咸阳，西女建筑科技大学环境与市政工程学院硕士研究生，研究方向为城市污水处理与再生利用，（电话:15877654505）（电子邮箱:ybh303@gmail.com）'