一种生化污泥膨胀控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水生物处理技术领域，更具体地说，涉及一种生化污泥膨胀控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]生化法是污水处理中最常用的方法，在生物好氧处理中，污泥良好的絮凝性和沉降压缩性能是二沉池出水达标的保障。而污泥膨胀是活性污泥处理系统中经常出现的一种现象，不仅发生率高，而且一旦发生，污泥沉降速度变慢，压缩性能变差，难以固液分离而污泥流失，导致出水水质恶化。与此同时，污泥膨胀还降低回流污泥浓度，曝气池中污泥浓度过低，影响其处理效果，可能导致系统崩溃。
[0003]据相关文献报道，国内外90%以上的城市污水和50%左右的工业废水都采用活性污泥法来进行处理，目前我国正在建设的城市污水处理厂几乎都采用活性污泥法，由于在运行过程中出现了污泥膨胀，严重地影响了污水处理厂的正常运行，造成了惊人的损失。近十年来各国专家学者相继对此作了大量的研宄，取得了许多研宄成果与重要的突破。总体上来说，从污泥膨胀的控制研宄来看，主要分为两个方向:一是从工艺的运行角度来研宄控制方法；二是对引起污泥膨胀的微生物进行研宄，着重了解引起污泥膨胀的成因，进而从微生物种群结构角度来提出解决措施；从污泥膨胀类型来看，污泥膨胀分为二种:一种是由于活性污泥中的丝状菌过度增殖引起的丝状菌型污泥膨胀；另外一种是由于高亲水性粘性物质大量积累附着在污泥上，导致其比重变轻，引起的粘性膨胀，属于非丝状菌型污泥膨胀。研宄表明90%以上的污泥膨胀是由丝状菌的过度增殖引起的，因此，针对丝状菌引起的污泥膨胀来提出有效调控方法是解决污泥膨胀问题的重点。
[0004]在诸多公开报道的专利文献中，控制丝状菌污泥膨胀主要有药剂法、工艺调控、微生物种群结构调整、基质调控等。采用单一的药剂投加法，投量小时难以深入菌胶团内部杀灭丝状菌，投量大时容易杀灭正常微生物，影响处理效果；单一工艺调控和基质调控，在工程上难以取得经济性与效果性的平衡；而微生物种群结构调整尚不成熟，难以保证效果的持续性。
[0005]关于生化污泥膨胀控制方法的技术方案已有公开，如中国专利申请号201210210556.4，申请日2012年6月19日，发明名称为:一种抑制好氧活性污泥膨胀的方法，该申请案公开了一种抑制好氧活性污泥膨胀的方法，通过向废水中投加40?70ppm的活化酶和50?80ppm的重金属盐及减少废水中氧气含量的方法，来抑制废水中细菌的生长，从而达到抑制好氧活性污泥的膨胀的目的，所述的重金属盐为硫酸锌、氯化镁、溴化钒、硫酸镁、氯化镍、氯化锰、硝酸砷、硫酸钡、溴化铅和碳酸铬中的五种或五种以上；所述的活化酶为琥珀酸脱酶、碱性磷酸酶、黑曲糖化酶、葡萄糖异构酶中的两种。该申请案方法简单，并可有效抑制好氧活性污泥的膨胀，但是，该申请案主要是通过投加活性酶和重金属盐的方法来抑制污泥膨胀，控制方法比较单一，酶的稳定性不强，对控制过程要求比较高，并且投放的重金属存在严重的安全隐患问题。
【发明内容】
[0006]1.发明要解决的技术问题
[0007]本发明的目的是为了解决针对大多数城镇污水处理厂以及其它行业废水生化处理过程中遇到的污泥膨胀等问题，提供了一种生化污泥膨胀控制系统及其控制方法，本发明通过工艺改进，有针对性地分类解决了污泥沉降性问题，可以在短期内有效地控制污泥膨胀，改善沉降性能，恢复污水厂的正常运行，克服了传统加药对正常菌群杀伤大以及单一工艺调控效果不显著的缺点，可应用于城镇、化工、医药等废水生化处理过程中因丝状菌而引起的污泥膨胀问题，且改造投资少、工艺操作简单、额外增加运行成本较低。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0010]其一，本发明的一种生化污泥膨胀控制系统，包括进水口、二沉池和出水口，所述的二沉池的底端出口连接有污泥回流管道，按污泥回流管道内的流向，上述的污泥回流管道上依次安装有污泥回流泵、剪切器和H2O2加药管，所述的污泥回流管道和进水口连接至淘选池的进水端；所述的淘选池中设有Ca((:10)2加药管和第一曝气支管，所述的淘选池的出水端与好氧池相连，所述的好氧池中设有第二曝气支管；所述的二沉池通过管道与好氧池相连接，所述的二沉池设有出水口。
[0011]进一步地，所述的剪切器包括进口、叶轮、泵腔体和出口，所述的进口和出口分别与污泥回流管道相连，所述的叶轮设在泵腔体的内部。
[0012]其二，本发明的一种生化污泥膨胀控制系统的控制方法，其步骤为:
[0013]步骤一:二沉池中的回流污泥通过污泥回流泵输送进入剪切器中，在湍流和剪切器机械力的作用下，将回流污泥中的丝状菌菌丝打断；
[0014]步骤二:在剪切器的后端安装有H2O2加药管，在丝状菌膨胀程度处于O— c级时，可不投加H2O2药剂；在丝状菌膨胀程度处于d — f级时，打开H2O2加药管，控制H2O2投加量在10-50mg/L，在湍流的作用下使得H2O2药剂与污泥充分混合，并被输送至淘选池；
[0015]步骤三:待处理废水从进水口流出，控制污泥回流管道的污泥回流比为50-150%,当待处理废水进入淘选池后，打开第一曝气支管的阀门，控制曝气强度在20-25m3/ (m2.h)，溶解氧DO大于1.5mg/L，使得回流污泥与待处理废水在曝气搅动作用下充分混合；在丝状菌膨胀程度处于O — c级时，可不投加Ca(ClO)2药剂；在丝状菌膨胀程度处于d— f级时，打开Ca (ClO)2加药管，控制Ca(ClO) 2投加量在20_100mg/L ；
[0016]步骤四:淘选池中的待处理废水通过水力自流进入好氧池中，开启第二曝气支管的阀门，控制溶解氧DO在2-5mg/L，混合液污泥浓度MLSS控制在2000-4000mg/L ;当进入好氧池中废水化学需氧量COD低至250mg/L时，在好氧池的进水端投加葡萄糖营养液，使总COD达到250mg/L以上；随后推流至好氧池的尾端，并通过管道导入到二沉池中，经过二沉池处理后的废水可以通过出水口顺利排出。
[0017]进一步地，所述的剪切器的电机转速为3000r/min以上，上述的剪切器通过叶轮实现对丝状菌的切割，控制剪切速率在15-30S—1。
[0018]进一步地，所述的淘选池的水力停留时间HRT在5-30min，竖向流速为30m/h。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果:
[0021](I)本发明通过采用剪切器打断丝状菌菌丝以及分段投加药剂，可以起到强化杀灭丝状菌、加快丝状菌淘汰、促进后续生物絮体凝聚的作用，解决了现有控制方法中存在的单一调控效果差、多面调控投入大的问题，具有操作性强、效果好、见效快等优点。本发明适用于各行业废水生化处理过程中由丝状菌引起的污泥膨胀问题，同时对原有生化系统影响较小。
[0022](2)本发明通过采用淘选池，保障了正常细菌有充足的营养，使大部分微生物处于对数增长期，通过高的增长速度使正常微生物成为优势菌群；同时丝状菌一方面遭受药剂的杀灭，另一方面在种群竞争过程中逐渐被正常微生物取代而淘汰，整个过程实现了微生物的淘选；通过在好氧池的进水端投加葡萄糖等营养液，使得破碎的细小污泥絮体(不完整的菌胶团颗粒)在营养水平较高的条件下快速增值，随着反应程度的进一步深入，底物随沿程的消耗而导致微生物处于稳定期或衰亡期，微生物的活动能力降低，能量降低至较低水平，给重建菌胶团结构提供了有利条件，有机物到达低水平时，新的菌胶团开始大量生成，污泥逐步趋于稳定，在实现废水处理的同时又实现了菌胶团的结构重建，提高了污泥的絮凝性和沉降性能，有效地控制了污泥膨胀。
【附图说明】
[0023]图1是本发明的一种生化污泥膨胀控制系统的结构示意图；
[0024]图2是本发明中污泥回流管道和H2O2加药管结构示意图；
[0025]图3是本发明中剪切器结构示意图。
[0026]图中:1、进水口 ；2、淘选池；3、好氧池；4、二沉池；5、出水口 ；6、污泥回流泵；7、剪切器；8、H2O2加药管；9、Ca(ClO) 2加药管；10、第一曝气支管；11、第二曝气支管；12、污泥回流管道；13、进口 ；14、叶轮；15、泵腔体；16、出口。
【具体实施方式】
[0027]为进一步了解本发明的内容，下面结合附图和实施例对本发明作详细描述:
[0028]实施例1
[0029]从图1和图2可以看出，本实施例的一种生化污泥膨胀控制系统，包括进水口 1、二沉池4和出水口 5，二沉池4的底端出口连接有污泥回流管道12，按污泥回流管道12内的流向，污泥回流管道12上依次安装有污泥回流泵6、剪切器7和H2O2加药管8，其中:污泥回流泵6用于将污泥沿回流方向抽至淘选池2，剪切器7用于将回流污泥中的丝状菌菌丝打断，H2O2加药管8与污泥回流管道12垂直连接，并深入到污泥回流管道12的内部，以90°沿污泥回流方向折弯，加