三溝式氧化溝的活性污泥特性

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簡(jiǎn)介： 三溝式氧化溝作為活性污泥法的一種新工藝，活性污泥的狀況直接影響到該工藝的運(yùn)行效果。結(jié)合邯鄲市東污水處理廠的運(yùn)行實(shí)踐，做了大量的測(cè)試工作，總結(jié)出三溝式氧化溝活性污泥的特性對(duì)工藝系統(tǒng)及污泥脫水性能的影響等。
關(guān)鍵字：污水處理 三溝式氧化溝 活性污泥 特性

中圖分類號(hào)：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2000)04-0052-03

　　三溝式氧化溝工藝類似于延時(shí)曝氣活性污泥法，與傳統(tǒng)活性污泥法比較，它的最大特點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單，無(wú)需單設(shè)初沉池和污泥回流裝置(曝氣池和二沉池合建)，同時(shí)由于氧化溝設(shè)計(jì)采用了較長(zhǎng)的泥齡，污泥基本得到好氧穩(wěn)定、也無(wú)需另設(shè)消化池。
　　邯鄲市東污水處理廠是我國(guó)首家采用三溝式氧化溝工藝的城市污水處理廠，自1990年11月正式投產(chǎn)以來(lái)，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到并優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。本文分析了大量運(yùn)行記錄和化驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作，將氧化溝活性污泥在運(yùn)行期間的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，以此為三溝式氧化溝的研究推廣積累經(jīng)驗(yàn)，加速對(duì)國(guó)外引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收和創(chuàng)新。

1 運(yùn)行狀況

　　該廠設(shè)計(jì)三溝的MLSS分別為4.3-3.4-4.3(kgMLSS/m³)，則三溝平均污泥濃度為4.0 kgMLSS/m³。實(shí)際運(yùn)行中溝內(nèi)平均污泥濃度較高，在6.5 kgMLSS/m³左右，MLVSS/MLSS值在0.5～0.6之間。
　　本文根據(jù)該廠1995、1996年實(shí)際運(yùn)行情況的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，詳見(jiàn)表1。

表1　1995年～1996年的實(shí)際運(yùn)行情況參數(shù)19951996 邊溝Ⅰ中溝邊溝Ⅱ邊溝Ⅰ中溝邊溝ⅡMLSS(g/L)8.34.38.87.13.39.3SV(%)37.417.245.241.915.843.7SVI(mL/g)454048594847注：以第一組溝為例，各值為年平均值。

　　由表1可見(jiàn)，與設(shè)計(jì)值比較氧化溝中污泥濃度偏高，尤其是邊溝與中溝的比值更高。根據(jù)該廠工藝運(yùn)行中進(jìn)水情況分析，在一個(gè)運(yùn)行周期8 h內(nèi)，邊溝通過(guò)溝間隔墻下部的回流窗向中溝進(jìn)泥(指混合液)的時(shí)間為1.75 h，而中溝向邊溝進(jìn)泥時(shí)間為4 h(見(jiàn)圖1)。經(jīng)推算，若干周期后，中溝污泥濃度明顯低于兩條邊溝，使三條溝的污泥濃度比例與設(shè)計(jì)值偏差較大。同時(shí)，由于該廠氧化溝剩余污泥的排除方式為中溝排泥，而中溝污泥濃度偏低，如按原設(shè)計(jì)的排泥時(shí)間排泥，則每日排泥量相對(duì)較少，這也造成了中溝與邊溝污泥濃度比例失衡和氧化溝內(nèi)整體污泥濃度偏高的狀況。

　　另外，從表1可以發(fā)現(xiàn)氧化溝中活性污泥SVI值偏低。因?yàn)檠趸瘻蠈儆谘訒r(shí)曝氣，池容較大，經(jīng)沉砂池的污水中可沉性懸浮固體濃度為45 mg/L，其中70%以上為無(wú)機(jī)物；同時(shí)為了提供在反硝化過(guò)程中所需要的足夠碳源，該廠在氧化溝之前不設(shè)初沉池，于是大量非活性無(wú)機(jī)懸浮顆粒進(jìn)入氧化溝，成為活性污泥的絮體中心，使混合液中活性污泥顆粒變得粗大密實(shí)，SVI值因此偏低。同時(shí)，大量無(wú)機(jī)顆粒的進(jìn)入，也是氧化溝中整體活性污泥濃度偏高的原因之一。

2 微生物的特點(diǎn)

　　該廠三溝式氧化溝泥齡較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)為26 d。運(yùn)行負(fù)荷較低，如1996年平均氧化溝污泥負(fù)荷為0.055 kgBOD₅/(kgMLSS·d)。水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)為14.6 h，因此溝中的細(xì)菌多處于內(nèi)源呼吸期，運(yùn)行正常時(shí)大量微生物主要是游泳型或固著型纖毛蟲(chóng)以及輪蟲(chóng)等一些后生動(dòng)物，而鞭毛蟲(chóng)等低等原生動(dòng)物則很少。
　　由于該廠不設(shè)初沉池，城市下水道中種類豐富的微生物直接進(jìn)入氧化溝，在具有接種功能的同時(shí)，可以使活性污泥中的微生物最大限度地適應(yīng)原水環(huán)境，故進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的凈化能力和運(yùn)行穩(wěn)定性，并使微生物種類和數(shù)量大幅度提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自建廠以來(lái)所觀察到的微生物種類計(jì)56種，其中日常出現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)種類有12種(見(jiàn)表2)。?

表2 三溝式氧化溝常見(jiàn)微生物種類表殼蟲(chóng) Arcella sp褶累枝蟲(chóng)　Epistylis plicatills普通表殼蟲(chóng)　Arcella Vulgris有肋楯纖蟲(chóng) Aspidisca costata杯鐘蟲(chóng)　Vorticella octava 銳利楯纖蟲(chóng) Aspidisca　lvnceus小口鐘蟲(chóng)　Vorticella microstoma紅眼旋輪蟲(chóng)　Philodina erythrophthalmn溝鐘蟲(chóng)　Vorticella convallaria轉(zhuǎn)輪蟲(chóng)　Rotaria tardigrada湖累枝蟲(chóng)　Epistylis lacustris凹縫楯纖蟲(chóng)　Aspidisca sulcate

　　以上優(yōu)勢(shì)種類數(shù)量占總量的97%左右，出現(xiàn)率在95%以上。原生動(dòng)物中以纖毛蟲(chóng)占優(yōu)勢(shì)，又以游泳型纖毛蟲(chóng)類出現(xiàn)的數(shù)量最大，有柄纖毛蟲(chóng)次之，隨后依次是表殼蟲(chóng)和輪蟲(chóng)。

3 泥齡對(duì)氧化溝系統(tǒng)的影響

　　設(shè)計(jì)中該廠三溝式氧化溝穩(wěn)定污泥齡為26 d，其中參與工藝反應(yīng)的活性污泥占三條溝污泥總量的55%。實(shí)際運(yùn)行中隨排泥量的變化，不同時(shí)期泥齡有所不同。不同時(shí)期的泥齡對(duì)氧化溝系統(tǒng)的脫氮及COD去除情況見(jiàn)圖2。

　　由圖2可以看出，隨泥齡的增加，NH₃-N的去除率隨之提高，說(shuō)明活性污泥齡越長(zhǎng)，進(jìn)入氧化溝中的食料相對(duì)越少，系統(tǒng)在低負(fù)荷下運(yùn)行，硝化作用比較完全。COD在分析的泥齡范圍內(nèi)(18～95 d)并無(wú)明顯變化。
　　但是，TN去除率并非隨泥齡的增長(zhǎng)而始終提高，當(dāng)泥齡長(zhǎng)到一定值(87 d左右)后，TN去除率開(kāi)始下降，因?yàn)榇藭r(shí)污泥的活性降低，脫氮效率隨之下降。另外，污泥停留時(shí)間越長(zhǎng)，必然使氧化溝中污泥總量增多，活性污泥混合液的需氧量因此增加，使水處理能耗提高。
　　如果氧化溝系統(tǒng)泥齡太短，由于硝化菌的世代周期為10 d左右，當(dāng)泥齡＜10 d時(shí)，溝中就不適合硝化菌的繁殖與生存，致使硝化作用不夠完全，脫氮量減少。所以控制適當(dāng)?shù)哪帻g，對(duì)氧化溝系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

4 污泥脫水性能

　　該廠三溝式氧化溝剩余污泥處理流程為：氧化溝→剩余污泥泵站→濃縮池→均質(zhì)池→脫水機(jī)房→污泥外運(yùn)。由于氧化溝泥齡長(zhǎng)、負(fù)荷低，污泥基本得到好氧穩(wěn)定，故不需設(shè)污泥消化池。該廠采用帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，剩余污泥脫水性能的好壞直接影響泥餅的含水率，過(guò)高的含水率將造成污泥體積較大，堆放、運(yùn)輸不便。因此，脫水性能是污水處理運(yùn)行中的一項(xiàng)較為重要的指標(biāo)。對(duì)三溝式氧化溝污泥比阻和經(jīng)帶機(jī)壓濾后的泥餅含水率隨絮凝劑(PAM)投配比變化情況的測(cè)定和分析見(jiàn)圖3。

　　一般認(rèn)為，比阻在1.0×10¹²cm/g以上為難過(guò)濾污泥；比阻在(0.4～1.0)×10¹²cm/g為中等難過(guò)濾污泥；比阻＜0.4×10¹²cm/g的為易過(guò)濾污泥。
　　由于三溝式氧化溝具有污泥好氧穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此從圖中可看出未加絮凝劑的污泥比阻也較低，屬于中等難過(guò)濾污泥，投加0.05%PAM即可成為易過(guò)濾污泥。常規(guī)活性污泥法的污泥比阻為(2.74～2.94)×10¹³cm/g，由此可看出三溝式氧化溝剩余污泥脫水性能非常好。
　　絮凝劑投加量和污泥絮凝性能的好壞，直接影響脫水機(jī)的出泥效果。絮凝劑投加量少，不能產(chǎn)生良好的絮凝體；投加量大，不但成本增高，且污泥的粉性增大，易使兩層濾布粘結(jié)，降低回收率。因此，使用帶式壓濾機(jī)脫水時(shí)，必須找到最佳的絮凝劑投加量。
　　從圖3可見(jiàn)，當(dāng)進(jìn)泥含固率不變(4%)，絮凝劑投配比(藥劑濃度)在0.1%以下時(shí)，出泥含水率很高，不成形；在0.1%～0.2%時(shí)，泥餅含水率為82%～76%，出泥成餅率高；在0.2%～0.3%時(shí)，泥餅含水率變化不大，出泥成本高。所以，選擇0.1%～?0.2?%作為實(shí)際絮凝劑投配比。

5 結(jié)論

　?、?氧化溝作為生物處理法中的一種工藝類型，在運(yùn)行過(guò)程中，活性污泥性能的好壞將直接影響到氧化溝系統(tǒng)的運(yùn)行效果。
　?、?三溝式氧化溝活性污泥較普通活性污泥法具有MLSS值高，SVI值低，泥齡長(zhǎng)等特點(diǎn)。
　　③ 三溝式氧化溝剩余污泥處置簡(jiǎn)單，脫水性能好，絮凝劑投加量低。

參考文獻(xiàn)：
［1］錢易，米祥友.現(xiàn)代廢水處理新技術(shù)［M］.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1993.5.

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