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活性污泥浓度受什么影响

发布者:翰克环保 日期:2020.10.30
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  活性污泥法是污水处理的一种有效手段,它的运行需要众多控制参数的合理调控,其中包括活性污泥浓度(MLSS)的控制,活性污泥浓度受哪些因素的影响呢?

  1.污泥泥龄。根据污泥泥龄和食微比的合理控制,确定出控制活性污泥浓度的合理范围。实际上,如果一味提高活性污泥浓度,在进水中有机物质的浓度不高时,污泥龄就会特别长,超过正常控制的污泥泥龄值,活性污泥浓度控制过高。污泥泥龄的判断方法要比用活性污泥浓度绝对值来判断是否控制活性污泥浓度要准确得多。

  2.温度。生化池内活性污泥的生长、繁殖、代谢与水温有密切关系。水的温度每降低10℃,活性污泥的活性就会加倍;水的温度低于10℃,处理效果就会变差。根据水温变化,可对活性污泥浓度进行调整。

  3.沉降比。随着活性污泥控制浓度的增加,污泥沉降率的最终结果是增大,反之则减小。因为当活性污泥浓度较高时,生物量较大,压缩沉淀后自然会出现较高的沉降率。沉降压缩后的活性污泥是否致密,颜色是否为深棕色或褐色。一般情况下,非活性污泥浓度增高导致沉降比增高多半会出现压实性差,颜色暗淡。若异常排泥时沉降率过低,通过观察还可发现此时沉降的活性污泥色泽淡薄,压缩性差,沉降活性污泥稀少。

  4.硝化反应。环境因素对硝化反应的影响较多,主要有:PH、温度、SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度、毒物等。真实的污水处理厂在运行过程中只能控制SRT、DO、BOD/TKN、污泥浓度等参数。较高的污泥好氧硝化法其硝化细菌浓度相对较高,因此在较高污泥浓度下,好氧硝化法反应速率较高。一定污泥泥龄是保证生物污泥中硝化细菌存在的条件,创造良好的硝化细菌生存环境更有利于提高污泥中硝化细菌在微生物群中的比例,从而提高其浓度。在高污泥浓度时,在厌氧期会消耗更多的BOD,而在好氧阶段BOD/TKN也相对较低。已有研究表明,活性污泥中的硝化细菌含量与BOD/TKN的含量呈负相关。因为硝化细菌属于自养型细菌,有机基质的浓度对其生长没有限制作用,但是如果有机基质浓度过高,就会使生长速度快的异氧菌迅速繁殖,争夺溶解氧,这样就会使自养型细菌生长慢而好氧,结果导致硝化速率下降。在污水处理厂硝化阶段,DO值通常是一个重要指标,通常在2mg/L以上。多数氧化沟工艺的沟内DO值难以达到2mg/L,且一般维持在1mg/L以下,但硝化效果仍较好,主要原因是氧化沟污泥浓度虽较高,但由于氧化沟特性,沟内DO值较低,其他有利硝化的因素加强。增加污泥浓度,即增加生物处理池的有效容量,同时减少负荷等。另一方面,污泥浓度升高时,微生物好氧量也相应增加,在相同曝气量的情况下,溶解氧显露值也应降低。上述几点说明提高污泥浓度后,生物池DO值可适当降低,硝化作用仍能保持在较好水平。

  为了确保活性污泥中硝化细菌的正常生长繁殖,一般应控制泥龄大于8天。但是要使硝化细菌与其他异氧细菌保持相对平衡的生存能力,必须在污泥不严重老化的前提下,增加泥龄,即增加生物系统的污泥浓度。

  5.反硝化作用。生物体的反硝化作用是指在缺氧条件下,反硝化细菌利用硝酸盐中的离子氧分解有机物,然后硝酸盐被还原为N2完成脱氮过程。反硝化过程中产生的反硝化细菌是指大量异氧型兼性细菌,它们存在于污水处理系统中,在有氧条件下利用氧气进行呼吸,并氧化分解有机物。当无分子氧条件下同时存在硝酸和亚硝酸离子时,它们可以通过这些离子中的氧气来呼吸,并将有机物氧化分解。反硝化细菌可以利用各种有机基质作为反硝化过程的电子供体,包括:碳水化合物、有机酸、醇类,甚至烷烃、苯酸盐等苯衍生物,这些化合物往往是废水的主要成分。对脱氮反应的影响因素很多,如PH值、温度、DO、碳氮比、污泥浓度等,而实际污水处理厂的工艺操作中只能对DO、污泥浓度等参数进行控制。碳氮比值虽是反硝化反应的重要影响因素,但与来水水质有很大关系,在实际操作中一般难以控制。

  在反硝化反应中,需要有无分子氧条件的反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的离子氧来分解有机物。此前已指出,污泥浓度高的生物体系在硝化过程中可适当降低溶解氧,同时保持硝化作用,使硝化末端的溶解氧降低能有效地降低回硝液中硝化氧的含量,降低缺氧区分子氧对反硝化过程的影响,提高反硝化菌利用碳源的反硝化能力。与此同时,自身内源代谢的高污泥浓度好氧量也相对较强,可进一步消耗回流和缺氧段的溶氧。另外,过高的污泥浓度会改变混合物的粘滞性,增加扩散阻力,从而也降低了回流时的溶解氧含量,在某些处理工艺中,采用明渠作为回流通道,可减少回流时的充氧量。总而言之,较高的污染浓度对实际工艺运行中脱氮阶段DO值的降低起着重要作用。鉴于反硝化菌在污水处理系统中大量存在,因此提高系统中污泥的浓度可以有效地提高反硝化菌的浓度。反硝化反应速度与硝酸盐亚硝酸盐浓度无明显关系,与反硝化细菌浓度为一级反应。结果表明,在实际运行过程中,提高污泥浓度可缩短脱氮时间,降低缺氧段有效容积。当低氧段有效容积一定时,高污泥浓度的反硝化反应能更好地利用基质中较难降解的有机物作为碳源。在脱氮除磷工艺中,特别是C源不足的情况下,这一点非常重要。高浓度污泥微生物菌胶团的直径较大,在硝化过程中受低溶解氧的影响较大,氧的压力梯度较小,菌胶团内易形成缺氧环境,从而产生反硝化反应。因此,高浓度的污泥能促进同程脱氮。

  6.生物除磷。生物除磷的关键在于增加活性污泥体系中聚磷菌的比例,同时在系统运行过程中大量增殖,聚磷菌在排泄系统中保持较高的体内磷含量。要提高聚磷菌在系统中所占活性污泥比例,就必须为聚磷菌创造更优越的生长繁殖环境和水力条件,即在生产工艺上,要有良好的厌氧、好氧环境,在厌氧区要控制好环境因素,以及实现除磷功能,尤其重要。厌氧区域污泥浓度高,有利于聚磷菌生长。生物除磷效率与泥龄密切相关,只有在一定泥龄(3天左右)时,才能有效地去除多余磷,达到除磷的目的;在一定的进水时间后,由于污泥浓度与泥龄呈正比关系,因此超过一定的污泥浓度越大。泥龄保证除磷效率的条件下,厌氧区污泥浓度升高,聚磷细菌浓度升高,释磷微生物数量增加,随后好氧吸磷微生物数量增加,系统整体除磷效果增强。厌氧聚磷菌吸收VFA释磷,同时厌氧区在较高污泥浓度下,作为系统的厌氧酸化段,对水中难降解的大分子有机物起到厌氧水解作用,而聚磷菌释磷过程释放出的能量,可供聚磷菌主动吸收乙酸、H+等使之以PHB形式贮存于菌体内,从而促进有机物酸化过程,提高污水的可生化性,增加后续处理过程中反硝化反应所需的碳源。

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