為什么要對污泥回流進行控制?說到底,是為了使污泥在生物反應池和二沉池中合理地分配。 操作人員通過調(diào)整回流比R,可將生物反應池中MLSS增加或減少,進而影響污泥負荷F/M、污泥代謝活性、出水水質(zhì)、污泥產(chǎn)率、沉降性能等一系列性能指標。 當然,針對不同的活性污泥工藝, 選擇不同的回流比會有很大差異。 一般來說,傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的回流污泥量變化范圍為進水流量的20%~40%。像A/O、A2/O生物脫氮除磷、氧化溝等這些工藝的回流比可能高達50%~100%,甚至更高。 因此,在實際運行中,操作人員應根據(jù)進水水質(zhì)水量的波動和污泥沉降性能的變化,對回流比進行調(diào)整。 話不多說,關(guān)于污泥回流系統(tǒng)的控制,具體有以下4種方法: 01 保持污泥回流量QR恒定 恒定回流量是最常用、最簡單的控制方法。通常白天與夜間可按兩個不同的設(shè)定值來控制回流污泥量。 該方法不考慮進水負荷變化,而是按一定流量控制污泥回流,因此它并不是最理想的控制方法,更適用于進水流量Q相對恒定或波動不大的情況。 如一般大型污水處理廠,其進水流量相對變化小,而且可以通過泵前集水井與管道存水,實現(xiàn)均衡進水,在液位可承受范圍內(nèi)恒定流量,此時采用定QR控制簡單便利易實現(xiàn)。 但如果進水流量變化較大,會導致污泥在二沉池和生物反應池中重新分配,產(chǎn)生一系列問題。 當Q增大時,部分生物反應池中的污泥會轉(zhuǎn)移到二沉池,使MLSS降低,但此時生物反應池卻需要較高的MLSS去處理增加的污水;同時二沉池內(nèi)污泥增加會導致泥位上升,有污泥流失的可能。 當Q減小時,部分污泥會從二沉池轉(zhuǎn)移到生物反應池,使MLSS升高,但此時生物反應池卻并不需要太高的MLSS。 02 保持污泥回流比R恒定 與進水流量Q成一定比例來控制回流污泥量,如回流污泥濃度RSSS不變,那么MLSS也能維持不變。 但根據(jù)回流污泥濃度RSSS與二沉池表面負荷Q/A、污泥沉降性能參數(shù)k、n的關(guān)系式, 我們可以發(fā)現(xiàn),回流污泥濃度隨著二沉池表面負荷、污泥沉降性能的變化而變化,很難維持MLSS不變。 相關(guān)研究為了分析恒定QR控制和R控制對活性污泥系統(tǒng)的影響,假設(shè)二沉池表面負荷Q/A為0.6,回流比R=40%,MLSS=4000mg/L,污泥沉降性能保持不變(k=20,n=0.3),然后利用上述關(guān)系式計算MLSS的變化,并計算污泥負荷F/M及二沉池固體負荷的變化。具體數(shù)據(jù)見下表: 水量變化時定回流量和定回流比污泥回流控制的影響 (SVI一定) 由實驗數(shù)據(jù)看,無論是實施恒定回流量控制,還是實施恒定回流比控制,水量的變化造成MLSS和F/M的變化都是一致的,即:
從變化的幅度看,通過恒定污泥回流量QR控制時,水量變化造成MLSS和F/M的變化較大,對生物反應池的穩(wěn)定運行不利,但二沉池固體負荷可保持不變,有利于二沉池的穩(wěn)定運行。 對比恒定污泥回流比R控制,雖然使生物反應池對水量變化的緩沖能力有所提高,但對二沉池的運行影響相對較大。 綜上所述,無論是恒定QR、還是恒定R,都不算是污泥回流控制的最佳選擇,操作人員還應根據(jù)工藝條件的變化,采取更加積極的控制策略,保證污水處理廠的穩(wěn)定高效運行。 03 保持混合液污泥濃度MLSS恒定 在活性污泥法中,MLSS通常都控制在3000mg/L左右。所謂的恒定MLSS控制是指盡可能使MLSS維持一定的目標值。 操作人員可根據(jù)進水流量Q、回流污泥濃度RSSS和混合液污泥濃度MLSS的目標值,計算能讓MLSS達到目標值所需要的回流量,然后按這個量進行控制。 值得一提的是,恒定MLSS控制的控制范圍和有效控制時間都受到二沉池中污泥儲存量的限制。
因此,只有設(shè)置回流污泥儲存池才能實現(xiàn)嚴格的恒定MLSS控制。 04 保持污泥負荷F/M恒定 所謂恒定F/M控制是使有機物量F和微生物量M的比值保持在適宜范圍內(nèi)的控制方法。 與恒定MLSS控制相比,該控制更需要設(shè)置回流污泥儲存池。但即使這樣,在進水水量變化很大時(如超過20%)也難以做到定F/M控制。 值得一提的是,無論是恒定MLSS控制,還是恒定F/M控制,都是按照RSSS與MLSS調(diào)節(jié)回流比。 相關(guān)研究對恒定MLSS控制和定F/M控制進行比較,假設(shè)二沉池表面負荷Q/A為0.6, 回流比R=40%,MLSS=4000mg/L,污泥沉降性能保持不變(k=20,n=0.3),水量變化時維持MLSS或F/M不變,需要的回流比R,以及由此產(chǎn)生的其他影響,結(jié)果如下表。 水量變化時定 MLSS和定 F/M污泥回流控制的影響 (SVI一定) 從上表數(shù)據(jù)可知,實施恒定MLSS控制時,生物反應池和二沉池都受一定影響,但能適應較大的流量變化,要求二沉池有較強的儲泥能力。 而實施恒定F/M控制時,適于水量變化不大時,可保證生物系統(tǒng)穩(wěn)定,對二沉池則有一定影響,如水量變化超過20%,定F/M控制不可行。 根據(jù)情況定期或隨時調(diào)整回流量或回流比, 無疑可使系統(tǒng)總是處于較佳狀態(tài),但相應增加了運行控制的難度。 4種污泥回流控制方法比較 將水量發(fā)生變化時恒定回流量QR控制、恒定回流比R控制、恒定MLSS控制、恒定F/M控制四種污泥回流控制方法對系統(tǒng)性能的影響綜合分析,結(jié)果如下: 水量變化時不同污泥回流策略對系統(tǒng)性能的影響 1、保持污泥回流量QR恒定進行控制 主要考慮二沉池的穩(wěn)定, 但對生物反應池影響較大, 對水量變化的適應性不強。 2、保持回流比R恒定進行控制 是一種很好的選擇,與恒定MLSS控制比, 對污泥負荷 F/M的影響要大些, 可能會影響處理效果, 但對二沉池的影響小。這種控制策略對水量變化有一定的適應性。 3、保持MLSS恒定進行控制 無疑是一種較佳的控制策略,對水量變化有很好的適應性,對系統(tǒng)總體影響小,但對二沉池有一定要求,需要能承受較大的固體表面負荷,且有足夠的儲泥空間。 4、保持F/M恒定進行控制 雖然可保證污泥負荷的相對穩(wěn)定,對生物處理有利,但對系統(tǒng)其他性能的影響很大,對設(shè)施能力的要求也很高,不適合于水量有較大變化的情況, 因此采用這種控制策略具有很大的局限性。 綜上所述,恒定回流比R控制與恒定MLSS控制都是很好的污泥回流控制策略。
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