专利名称：基于无硝化a/o生物除磷工艺丝状菌污泥膨胀的恢复方法
技术领域：
本发明属于城市生活污水处理与再生领域。具体涉及专用于常温条件下城市生活污水无硝化厌氧/好氧(A/ο)生物除磷工艺丝状菌污泥膨胀的恢复方法。
背景技术：
活性污泥法是污水生物处理中最常用的方法，污泥膨胀是活性污泥法污水处理厂运行过程中的经常困扰人们的最棘手的问题，我国的绝大部分城市污水处理厂每年都发生活性污泥膨胀，在各类型的活性污泥工艺中都存在活性污泥膨胀的问题，较严重的污泥膨胀不仅使污泥流失，出水悬浮物升高，极大的降低了系统的处理能力，而且一旦发生活性污泥膨胀则难于控制，有时需要相当长的时间才能恢复，给污水处理带来严重的影响。引起污泥膨胀的因素有多种，环境条件如水质水量，水温等的剧烈波动，运行参数如SRT (泥龄)、D0(溶解氧)、HRT (水力停留时间)等的变化都可能导致活性污泥膨胀的发生。污泥膨胀最常见的是由于丝状菌过度增殖而引起的丝状菌污泥膨胀，丝状菌的鉴别手段复杂，引起的因素复杂，而且这些因素又是相互影响、相互关联、相互制约的，加之其在生理上与菌胶团细菌的竞争优势，如何控制和恢复丝状菌污泥膨胀一直是污水处理的难点和重点。丝状菌膨胀是干扰活性污泥法系统正常运行的一个重要影响因素，目前国内外对于如何控制，尤其是污泥膨胀后如何快速高效经济的恢复系统的稳定运行仍然缺少一套公认的行之有效的方法。因此研究丝状菌污泥膨胀的恢复具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有城市污水处理中特定因素引起的丝状菌污泥膨胀的问题，基于负荷和溶解氧双基质控制原理，而提供一种常温城市污水条件下无硝化生物除磷A/0工艺丝状菌污泥膨胀恢复的方法。一种A/0工艺丝状菌污泥膨胀的恢复方法，其特征在于在A/0工艺反应器的好氧段添加穿孔隔板将好氧段分第一好氧段、第二好氧段、第三好氧段，且步骤如下步骤一，丝状菌淘汰阶段当系统内污泥发生丝状菌膨胀后，调节进水负荷到
0.40 O. 50kgC0D/kgMLSS/d, (MLSS为污泥浓度)通过在线仪器检测数据调节各段曝气严格控制第一、二、三好氧段 DO 分别为 I. 4mg/L I. 6mg/L,O. 9mg/L I. Omg/L,O. 9mg/L
1.Omg/L ;通过排除剩余污泥的形式保持系统的泥龄在4 7天，并保持回流比为75% 85%，厌氧段水力停留时间为I 2h，好氧区水力停留时间为2 5h ;在此运行条件下，当反应器SVI值(污泥体积指数)下降到180mL/g 250mL/g时，认为丝状菌淘汰成功；步骤二，强化污泥性能阶段在步骤一基础上，保持进水负荷在0.40 O. 50kgC0D/kgMLSS/d不变，并将第一、二、三好氧段的溶解氧降低到O. 9mg/L I. lmg/L,O. 4mg/L O. 6mg/L, O. 4mg/L O. 6mg/L,降低回流比到45% 55%,厌氧段水力停留时间为I 2h，好氧区水力停留时间为2 5h ;在此运行条件下，当反应器出水中系统SVI值降至150mL/g以下并且保持SVI值不高于150mL/g 10天以上，认为丝状菌污泥膨胀恢复成功。
本发明在原A/0反应器基础上进行微小改进。即在好氧段添加穿孔隔板将其分为第一好氧段、第二好氧段、第三好氧段，可以通过调节曝气量来控制反应器废水中的每段的溶解氧浓度。反应器中安装在线ORP (氧化还原电位)、pH、D0仪器，可以实时监测反应器内的参数。本发明主要通过控制负荷和溶解氧，并通过调整回流比，来实现丝状菌污泥膨胀的恢复。与现有丝状菌污泥膨胀的恢复方法相比较，本发明具有以下有益效果I)本发明方法采用两阶段恢复方法，通过控制负荷和溶解氧，并通过调节合适的回流比以及控制系统的泥龄，首次成功应用于常温城市污水无硝化A/ο生物除磷工艺丝状菌污泥膨胀的恢复，为污水处理污泥膨胀的恢复技术提供了可靠依据。2)本发明方法的恢复周期短，并且主要是调控负荷和溶解氧，操作简单，调控方便，无需添加任何化学药剂，即从根本上解决了系统的丝状菌污泥膨胀的问题，消除了传统上治标不治本的烦恼，更经济有效地实现系统的稳定运行。3)本发明方法的恢复费用只是正常的系统运行费用，无需其他额外运行成本。
图I是A/0试验装置示意图，其中①数据采集系统②搅拌机③ORP探头④pH探头⑤DO探头⑥气体流量计⑦空压机⑧进水泵⑨回流泵⑩二沉池。图2是本发明采用两阶段恢复方法恢复由于曝气不均匀引起的丝状菌污泥膨胀的典型SVI值效果图。图3是本发明采用两阶段恢复方法恢复由于高负荷引起的丝状菌污泥膨胀的典型SVI值效果图。图4是本发明采用两阶段恢复方法同步小试验证恢复由于曝气不均匀引起的丝状菌污泥膨胀的典型SVI值效果图。
具体实施例方式本发明所提供的一种丝状菌污泥膨胀恢复的方法，是在常温条件下，以实际生活污水为进水，以传统的连续流中试A/0为试验装置，如图I所示。反应器由反应池和二沉池两部分构成，长X宽X高=2mX0.6mXlm，有效容积1140L，。其中反应池分为厌氧段(A段)和曝气段(O段)，厌氧池与好氧池体积比为I : 2.5。厌氧池设置搅拌机，为完全混合式。好氧池为推流式，并分三阶段递减曝气。二沉池为中心进水周边出水的竖流式沉淀池。以下结合具体实施方式
对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围并不局限于此。具体步骤如下I)丝状菌淘汰阶段当系统内污泥发生丝状菌膨胀后，调节进水负荷到O. 40 O. 50kgC0D/kgMLSS/d，通过在线仪器检测数据调节各段曝气严格控制第一、二、三好氧段DO分别为I. 4mg/L
I.6mg/L,0. 9mg/L I. Omg/L, O. 9mg/L I. Omg/L。通过排除剩余污泥的形式保持系统的泥龄在4 7天，并保持回流比为75% 85%，厌氧段水力停留时间为I 2h，好氧区水力停留时间为2 5h。在此运行条件下，当反应器SVI值下降到180mL/g 250mL/g时，认为丝状菌淘汰成功。，此阶段需要10 13天。2)强化污泥性能阶段在步骤I)基础上，保持进水负荷在O. 40 O. 50kgC0D/kgMLSS/d不变，并将第一、二、三好氧段的溶解氧降低到 O. 9mg/L I. lmg/L, O. 4mg/L O. 6mg/L, O. 4mg/L O. 6mg/L，降低回流比到45% 55%，厌氧段水力停留时间为I 2h，好氧区水力停留时间为2 5h。在此运行条件下，当 反应器出水中系统SVI值降至150mL/g以下并且保持SVI值不高于150mL/g 10天以上，认为丝状菌污泥膨胀恢复成功，此阶段需要10 13天。试验以北京市某家属区化粪池污水为试验用水，具体水质如下COD(化学需氧量)为244.0 348.3mg/L;TP(以P计)质量浓度为5.84
7.72mg/L ;氨氮质量浓度为57. 52 93. 92mg/L ;亚硝酸盐氮质量浓度为O O. 36mg/L ;硝酸盐氮质量浓度为O 3. 46mg/L ;碱度质量浓度(以CaCO3计)为459. 16 628. 60mg/L。具体处理如下实施例I参见图2，在系统前期运行时，好氧段采用底部穿孔曝气管的曝气方式，穿孔曝气管老化，导致曝气不均匀，加之，在运行时由于室外空压机的压力存在一定的波动，致使室内气压波动较大，造成系统DO难于控制，导致了污泥膨胀的发生，SVI达到326. 74mL/g，经显微镜镜检，确认为丝状菌污泥膨胀。加之系统一直处于负荷较高水平(O. 7 O. 98kgC0D/kgMLSS/d)运行，使得污泥性状一度恶化，SVI值达到569. 8mL/g,已经严重影响了系统的正常运行。按照本发明所述的方法进行恢复试验。首先对设备进行了改造，在室内进气总管处增加了减压稳压设备，在好氧段增加了两个穿孔隔板将好氧段分成相等三段，使其能够形成明显的底物浓度梯度以及三阶段曝气，每一段内更换了曝气性能更好的刚玉曝气头(cp250mm)并配以精度更高的气体流量计(如图I所示)，并在每一段都安装了在线DO测定仪，能够时时检测、调控好氧段每段DO浓度。每天检测进水各项水质参数以及反应器内的污泥浓度，以便能够根据进水COD值调控进水流量，保证本发明所需要的污泥负荷为
O.40 O. 50kgC0D/kgML SS/d。按照步骤一所述参数调整运行，通过调节进水流量值调整负荷到O. 45kgC0D/kgMLSS/d。结合在线DO仪器时时检测数据，通过调节各气体流量计流量调整好氧段阶段曝气，严格控制第一、二、三好氧段DO分别为I. 5mg/L, I. Omg/L, I. Omg/L,通过调节回流污泥泵控制回流比为80%，通过定时器排除剩余污泥保持系统内泥龄在5 6天。从图2可以看出，经过13天的运行，到第24天时，反应器SVI值降至185mL/g，SVI值下降到了步骤一所示的水平，这时，反应器内的丝状菌基本得到了抑制，污泥的沉降性能得到了很大的改善，可以说明丝状菌抑制成功。按照步骤二所述参数调整运行，通过调节进水流量值调整负荷到O. 45kgC0D/kgMLSS/d。结合在线DO仪器时时检测数据，通过调节各气体流量计流量调整好氧段阶段曝气，严格控制第一、二、三好氧段DO分别为I. 0,0. 5mg/L，0. 5mg/L，通过调节回流污泥泵控制回流比为50%，通过定时器排除剩余污泥保持系统内泥龄在5 6天，经过11天的严格调控，到第34天时，系统SVI值降至154. 3mL/g。可以认为此次污泥膨胀得到了有效地恢复。强化污泥性状阶段成功。之后一直到反应器运行的第78天，系统的污泥性状始终处于最佳状态，SVI 一直保持在150mL/g以下。实施例2参见图3，当反应器运行至第79天，因回流泵故障造成系统污泥泄露，反应器污泥损失近60%，为了使系统尽快恢复污泥浓度，在污泥泄漏后并未降低进水流量，造成系统高负荷运行，负荷值高达I. 54kgC0D/kgMLSS/d,期间控制DO在I. 5mg/L。当系统受到高负荷冲击时，仅仅3天，污泥性状迅速发生恶化，SVI 一度高达425mL/g。遂及时采取调控措施，按照本发明所述的运行参数，按步骤一 的调控方法，调控8天后，SVI值即降到250mL/g，认为第一阶段丝状菌淘汰成功。之后按照步骤二的调控方法，经过10天的第二阶段运行，到第100天时，系统SVI值基本稳定在120mL/g左右，污泥性状良好，在之后的运行中，一直未出现污泥膨胀的现象。实施例3参见图4，在系统发生丝状菌膨胀时，以长宽高为原中试水平O. 5倍(其它参数与中试完全相同)做A/0小试同步试验验证，小试设备的运行参数与中试相同。按照本发明所述的运行参数，按步骤一的调控方法，调控13天后，SVI值即降到227. 3mL/g，认为第一阶段丝状菌淘汰成功。之后按照步骤二的调控方法，经过10天的第二阶段运行，到第50天时，系统SVI值基本稳定在120mL/g左右，污泥性状良好，在之后的运行中，一直未出现污泥膨胀的现象。从图4可以看出，小试的SVI值具有与中试极其相近的变化趋势。
权利要求
1. 一种A/Ο工艺丝状菌污泥膨胀的恢复方法，其特征在于在A/Ο工艺反应器的好氧段添加穿孔隔板将好氧段分第一好氧段、第二好氧段、第三好氧段，且步骤如下步骤一，丝状菌淘汰阶段当系统内污泥发生丝状菌膨胀后，调节进水负荷到O. 40 O.50kgC0D/kgMLSS/d，通过在线仪器检测数据调节各段曝气严格控制第一、二、三好氧段DO分别为 I. 4mg/L I. 6mg/L,O. 9mg/L I. Omg/L,O. 9mg/L I. Omg/L ;通过排除剩余污泥的形式保持系统的泥龄在4 7天，并保持回流比为75% 85%，厌氧段水力停留时间为I 2h，好氧区水力停留时间为2 5h ;在此运行条件下，当反应器SVI值下降到ISOmL/g 250mL/g时，认为丝状菌淘汰成功；步骤二，强化污泥性能阶段在步骤一基础上，保持进水负荷在O. 40 O. 50kgC0D/kgMLSS/d不变，并将第一、二、三好氧段的溶解氧降低到O. 9mg/L I. lmg/L,O. 4mg/L O. 6mg/L,O. 4mg/L O. 6mg/L,降低回流比到45% 55%,厌氧段水力停留时间为I 2h,好氧区水力停留时间为2 5h ;在此运行条件下，当反应器出水中系统SVI值降至150mL/g以下并且保持SVI值不高于150mL/g 10天以上，认为丝状菌污泥膨胀恢复成功。
全文摘要
基于无硝化A/O生物除磷工艺丝状菌污泥膨胀的恢复方法属于城市生活污水处理与再生领域。借助A/O生物除磷反应器，分两阶段恢复丝状菌膨胀，首先保持负荷为0.40～0.50kgCOD/kgMLSS/d，调节回流比为75％～85％，控制好氧段曝气形成1.4mg/L～1.6mg/L，0.9mg/L～1.0mg/L，0.9mg/L～1.0mg/L的DO梯度曝气以淘汰丝状菌，当SVI值降低至180mL/g～250mL/g范围内时，降低回流比至45％～55％，降低曝气形成0.9mg/L～1.1mg/L，0.4mg/L～0.6mg/L，0.4mg/L～0.6mg/L的DO梯度。在此运行参数条件下，由DO和高负荷冲击(1.54kgCOD/kgMLSS/d)引起的丝状菌膨胀可以得到迅速恢复，SVI由569.8mL/g降至150mL/g以下，对于较轻的丝状菌膨胀恢复时间更短。
文档编号C02F3/30GK102616933SQ201210105228
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者张 杰, 曾辉平, 李冬, 马金明 申请人:北京工业大学