活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行分析

      在運(yùn)行管理中，經(jīng)常要進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度，對(duì)一定水質(zhì)水量的污水，確定投運(yùn)幾條曝氣池、幾座二沉池、幾臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，以及多大的回流能力，每天要排放多少污泥。運(yùn)行調(diào)度方案可按以下程序編制：

      確定水量和水質(zhì) 即準(zhǔn)確測(cè)定污水流量Q，入流污水的BOD5及有機(jī)污染物的大體組成。確定混合液污泥濃度MLVSS MLVSS值取決于曝氣系統(tǒng)的供氧能力，以及二沉池的泥水分離能力。從降解污染物質(zhì)的角度來(lái)看，MLVSS應(yīng)進(jìn)量高一些，但當(dāng)MLVSS太高時(shí)，要求混合液的DO值也就越高，前已述及，在同樣的供氧能力時(shí)，維持較高的DO值需要較多的空氣量，而一些處理廠的曝氣系統(tǒng)難以達(dá)到要求。

      確定有機(jī)負(fù)荷F/M 應(yīng)結(jié)合本廠的運(yùn)行實(shí)踐，借助一些實(shí)驗(yàn)手段，選擇最佳的F/M值。一般來(lái)說(shuō)，污水溫度較高時(shí)，F(xiàn)/M可高一些。反之，溫度較低時(shí)，F(xiàn)/M應(yīng)低一些。對(duì)出水水質(zhì)要求較高時(shí)，F(xiàn)/M應(yīng)低一些，反之，可高一些。傳統(tǒng)活性污泥工藝的F/M一般在0.2-0.5kgBOD5/(kgMLVSS˙d)范圍內(nèi)。

      核算曝氣時(shí)間Ta 曝氣時(shí)間，即污水在曝氣池內(nèi)的名義停留時(shí)間，不能太短，否則，難以保證處理效果。對(duì)于一定水質(zhì)水量的污水，當(dāng)控制F/M在某一定值時(shí)，采用較高的。MLVSS運(yùn)行，往往會(huì)出現(xiàn)Ta太短的現(xiàn)象。如Ta太短，即污水沒(méi)有充足的曝氣時(shí)間，污水中的污染物質(zhì)沒(méi)有充足的時(shí)間被活性污泥吸附降解，即使F/M很低，MLVSS很高，也不會(huì)得到很好的處理效果。因此，運(yùn)行中應(yīng)核算Ta值，使其大于允許的最小值。當(dāng)然，Ta一般情況下也沒(méi)有必要太大。傳統(tǒng)活性污泥工藝一般控制Ta在6~9h之間，最低不能小于5h。Ta用下式計(jì)算：

Ta=Va˙n/Q

式中：

n——投運(yùn)曝氣池的數(shù)量。

當(dāng)Ta太小時(shí)，可以降低MLVSS值，增加投運(yùn)池?cái)?shù)。

      在運(yùn)行管理中，回流比作為應(yīng)付突發(fā)情況的一種暫時(shí)手段是很有用的。例如當(dāng)發(fā)現(xiàn)二沉池泥水界面突然升至很高時(shí)，可迅速增大回流比，將水界面降下來(lái)，保證不造成污泥流失。然后再分析原因，尋找其他措施，待問(wèn)題解決之后，再將回流比調(diào)回原值?；亓鞅入m可長(zhǎng)期保持恒定，但必須每天檢查其是否合理，如不合理，可隨時(shí)作調(diào)整。

確定鼓風(fēng)機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù) 可用下式計(jì)算：

n=fo˙Q˙BODi/300Ea˙Qa

式中：

Qa--單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的日供風(fēng)量;

fo--耗氧系數(shù)，kgO2/kgBOD;

Ea--空氣擴(kuò)散器充氧效率，%。

      另外，當(dāng)MLVSS 太高時(shí)，要求二沉池又叫強(qiáng)的泥水分離能力，一些處理廠的二沉池表面積相對(duì)較小，難以提供充足的泥水分離能力。因此，應(yīng)根據(jù)處理廠的實(shí)際情況，確定一個(gè)最大MLVSS 值，一般在1500-3000mg/L之間。

確定曝氣池的投運(yùn)數(shù)量 可用下式計(jì)算:

n=QBODi/F/MMLVSSVa

式中：

n —— 曝氣池?cái)?shù)量，個(gè);

Q ―― 污水處理量，m³/d;

BODi――污水原BOD濃度，g/L;

F/M ――污泥負(fù)荷，kgBOD/(kgVSS˙d);

MLVSS――混合液揮發(fā)固體濃度;

Va――每條曝氣池的有效容積。

從式中可以看出，有機(jī)負(fù)荷F/M值越低，投運(yùn)曝氣池的數(shù)量就越多。同樣，MLVSS越低，需要投運(yùn)曝氣池?cái)?shù)也越多。

確定二沉池的水力表面負(fù)荷qh qh越小，泥水分離效果越好，一般控制qh不大于1.5m3/(m2˙h)。

       確定回流比R 回流比R是運(yùn)行過(guò)程中的一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)，前已述及，R應(yīng)在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要加以調(diào)節(jié)，但R的最大值受二沉池泥水分離能力的限制，另外，R太大，會(huì)增大二沉池的底流流速，干擾沉降。在運(yùn)行調(diào)度中，應(yīng)確定一個(gè)最大回流比R，以此作為調(diào)度的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的活性污泥工藝的最大回流比可按100%考慮。(10)核算二沉池的固體表面負(fù)荷qs 每座二沉池的qs可用下式計(jì)算：

qs=(1+R)˙Q˙MLSS/Ac˙n

式中：

n--二沉池投運(yùn)數(shù)量。

      回流的作用是補(bǔ)充曝氣流出的活性污泥。當(dāng)入流水質(zhì)水量變化時(shí)，自然也希望能隨時(shí)調(diào)整回流比。但污水在活性污泥系統(tǒng)中一般要停留8h以上，以回流比進(jìn)行某種調(diào)節(jié)之后，其效果可能要幾小時(shí)之后才能反映出來(lái)。因此，通過(guò)回流比調(diào)節(jié)，無(wú)法控制污水水質(zhì)水量的隨時(shí)變化。一般情況下，每月之內(nèi)可保持恒定的回流比。在運(yùn)行中，當(dāng)固體表面負(fù)荷超過(guò)最大允許值時(shí)，將會(huì)使二沉池泥水分離困難，也難以得到較好的濃縮效果。傳統(tǒng)活性污泥工藝一般控制qs不大于100kg/(m2˙d)，否則應(yīng)降低回流比R，或降低MLSS，也可以增加投運(yùn)的二沉池?cái)?shù)量。

確定二沉池投運(yùn)數(shù)量 可用下式計(jì)算：

n=Q/qh˙Ac

式中：

Ac--單座二沉池的表面積。

核算二沉池出水堰板溢流負(fù)荷qw 可用下式計(jì)算：

qw=Q/Lw˙n

式中：

n —— 二沉池投運(yùn)數(shù)量;

Lw —— 每座二沉池出水堰板的總長(zhǎng)度。

      當(dāng)傳統(tǒng)活性污泥工藝的二沉池采用三角堰板出時(shí)，一般控制qw不大于10m3/(m˙h)。否則，應(yīng)增加二沉池投運(yùn)數(shù)量。。對(duì)于輔流式二沉池來(lái)說(shuō)，在控制qh滿足要求的前提下，二沉池直徑較大時(shí)，qw一般都遠(yuǎn)小于10m3/(m˙h)。

活性污泥系統(tǒng)的控制周期問(wèn)題

      對(duì)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制是必要的，因?yàn)镈O太高，將使能耗增加，DO太低將抑制微生物的活性，降低處理效果。通過(guò)實(shí)時(shí)控制，可使活性污泥時(shí)刻處于好氧狀態(tài)，并且不使DO成為限制性因素。處理廠對(duì)活性污泥系統(tǒng)很難做到時(shí)時(shí)刻刻進(jìn)行調(diào)控。那么每隔多長(zhǎng)時(shí)間就應(yīng)對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整一次呢?也就是說(shuō)，工藝控制周期應(yīng)該是多長(zhǎng)?

      我們首先討論曝氣系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。對(duì)曝氣系統(tǒng)可以進(jìn)行所謂的實(shí)時(shí)控制，使曝氣池混合液的DO值時(shí)時(shí)刻刻維持在所要求的數(shù)值。很多處理廠一般都設(shè)有DO自動(dòng)控制系統(tǒng)，一旦DO偏離設(shè)定值，通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，可在幾分鐘或十幾分鐘之內(nèi)使DO恢復(fù)到設(shè)定值。也就是說(shuō)，當(dāng)泥齡5d時(shí)，要經(jīng)過(guò)10～15d之后才能觀察到調(diào)節(jié)排泥量所帶來(lái)的控制效果。因此，也無(wú)法通過(guò)排泥量操作來(lái)控制入流水質(zhì)水量的日變化，當(dāng)排泥量調(diào)節(jié)見(jiàn)效時(shí)，發(fā)生變化的那股污水早已流出系統(tǒng)。但排泥量的多少，應(yīng)利用F/M或SRT值每天進(jìn)行核算。

      綜上所述，曝氣系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)控制;回流比可在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持恒定，但應(yīng)每天檢查核算;排泥量亦可在j較長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)維持恒定，但應(yīng)每天核算。當(dāng)進(jìn)入污水流量發(fā)生變化或水質(zhì)突變時(shí)，應(yīng)隨時(shí)采取控制對(duì)策，或重新進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度。

      排泥操作對(duì)活性污泥系統(tǒng)的功能及處理效果影響很大，但這種影響很慢。例如，通過(guò)調(diào)節(jié)排泥量控制活性污泥中絲狀微生物的過(guò)度繁殖，其效果一般要經(jīng)過(guò)2～3倍泥齡之后才能看出來(lái)。