污泥负荷与溶解氧浓度对丝状菌污泥膨胀的影响及控制

论文摘要

污泥负荷及溶解氧是影响丝状菌污泥膨胀的两个重要的因素,国内外有关这两个因素的研究众多,但观点并不完全统一,本试验采用SBR处理工艺,以易于发生污泥膨胀的合成污水和啤酒废水为处理对象,系统地研究了污泥负荷及溶解氧对污泥膨胀的影响,并对使用投加氧化剂ClO2和调节致膨胀因子来控制低负荷污泥膨胀和低DO污泥膨胀的方法进行了比较,另外研究了污泥浓度对SVI测定值的影响。大量的试验表明,在保证足够溶解氧的前提下,高污泥负荷本身不会导致丝状菌污泥膨胀。高污泥负荷条件下发生的污泥膨胀,可能是由于耗氧速度的增加,致使可利用的氧在絮体的周边范围内很快被消耗掉,结果造成絮体颗粒内部大范围缺氧,导致丝状菌大量增殖而引起的。通过总结发现污泥负荷与开始出现污泥膨胀时的DO浓度存在对应关系,随着污泥负荷的增大,开始出现污泥膨胀的DO浓度依次增大。另外在负荷不成为限制因素时,低DO浓度可引起污泥膨胀;而在DO足够大时,负荷降低到一定程度后,将成为引起污泥膨胀的一个因素,可引发低负荷污泥膨胀;当DO和负荷均足够低时同样也发生了污泥膨胀。对低负荷污泥膨胀以及低DO污泥膨胀,提高致膨胀因子至一定值,运行一定数量的周期后,能有效地使膨胀得以控制,此法是解决低负荷污泥膨胀和低DO污泥膨胀问题的根本方法,试验中,在调节运行条件并且污泥膨胀得到控制后没有再次发生污泥膨胀。在一定的污泥负荷范围内,DO不成为限制因素时,污泥负荷越高,低负荷下发生的污泥膨胀得到控制所需要的时间就越短;当控制过程中的污泥负荷提高到一定的值之后,随着污泥负荷的变化,低负荷污泥膨胀得到控制的周期数变化不大。在不同DO浓度条件下对低DO污泥膨胀进行控制的试验表明,在一定的较低的DO浓度范围内低DO污泥膨胀得到控制所需周期数随DO浓度增加而减少,而在一定的较高的DO浓度范围内低DO污泥膨胀得到控制所需周期数基本不变。总结表明,DO浓度对底物降解速率的影响规律与DO浓度对污泥膨胀控制的影响规律之间存在必然联系:在一定的DO浓度范围内,底物降解速率与低DO污泥膨胀得到控制所需周期数呈负相关关系。对于低负荷低DO条件下发生的污泥膨胀,提高DO浓度和污泥负荷运行一定数量的周期后污泥膨胀能得到有效的控制,而单独提高DO或污泥负荷不能使污泥膨胀得到有效的控制。对于低污泥负荷污泥膨胀和低DO浓度污泥膨胀,通过投加ClO2能够迅速有效地控制低负荷污泥膨胀和低DO污泥膨胀,在短时间内使SVI值下降到150mg/L以下。在本试验条件下ClO2投加量为30mg/L是比较理想的快速控制污泥膨胀的剂量,此剂量下,活性污泥的处理效果受影响不大,运行一段时间后COD去除率能够达到较高水平。但在不调节致膨胀因子的条件下,停止加药后,运行一定周期后SVI值再次升高,发生污泥膨胀。本试验进行了污泥浓度对SVI测定值的影响研究,试验结果表明:①污泥浓度对SVI测定值的影响并不表现出同一的规律,在某些范围内随污泥浓度增高而增大,而在某些范围内又随污泥浓度的增高而减少;另一方面,在不同的污泥沉降性能的条件下,SVI值随污泥浓度变化的规律不一致。②在污泥沉降性能较好时,污泥浓度对SVI测定值的影响的程度不大,不同污泥浓度下SVI测定值的差值不大;随着污泥沉降性能的变差,不同污泥浓度下SVI测定值的差值逐渐变大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 活性污泥法概述
• 1.3 活性污泥膨胀问题概述
• 1.3.1 活性污泥絮体研究现状
• 1.3.2 污泥沉降性能不良的几种现象
• 1.3.3 活性污泥膨胀的概念及分类
• 1.4 丝状菌污泥膨胀研究现状
• 1.4.1 污泥絮体中丝状菌的作用
• 1.4.2 引起污泥膨胀的丝状菌种类
• 1.4.3 丝状菌的分类与鉴别方法
• 1.4.4 影响污泥膨胀的主要因素
• 1.5 污泥膨胀成因的最新假说
• 1.5.1 A/V假说
• 1.5.2 选择性准则
• 1.5.3 饥饿假说
• 1.5.4 积累/再生假说（AC/SC）
• 1.5.5 耐毒性假说
• 1.6 污泥膨胀动力学模型的研究
• 1.6.1 单一基质限制模型
• 1.6.2 双基质限制模型
• 1.6.3 多基质限制模型
• 1.7 污泥膨胀的控制方法
• 1.7.1 化学和物理方法
• 1.7.2 环境调控和代谢机制控制法
• 1.8 本研究的意义及内容
• 第2章 试验材料、装置及活性污泥的培养驯化
• 2.1 试验用水的选取
• 2.1.1 啤酒废水的水质特点
• 2.1.2 人工合成污水物质组成及水质
• 2.2 试验药剂
• 2.2.1 氧化剂的选取
• 2.2.2 试验药剂
• 2.3 试验装置
• 2.4 试验条件与运行控制
• 2.5 试验仪器与分析项目
• 2.5.1 镜检
• 2.5.2 活性污泥的沉降性能指标
• 2.6 活性污泥的培养驯化
• 2.7 本章小结
• 第3章 污泥负荷与溶解氧浓度对污泥膨胀的影响
• 3.1 SBR污泥负荷及溶解氧浓度的控制
• 3.2 合成污水、啤酒废水的底物降解规律
• 3.3 曝气量恒定条件下DO与进水底物浓度的关系
• 3.4 高污泥负荷对污泥膨胀的影响
• 3.5 不同污泥负荷下可引起污泥膨胀的DO浓度
• 3.5.1 中、高负荷下DO浓度对SVI的影响
• 3.5.2 中、低负荷下DO浓度对SVI的影响
• 3.5.3 低污泥负荷及低DO浓度条件下污泥的SVI变化
• 3.6 低负荷、低DO及低负荷低DO污泥膨胀的理论分析
• 3.7 低DO浓度对污泥膨胀的异常影响
• 3.8 小结
• 第4章 低污泥负荷污泥膨胀的控制
• 4.1 提高污泥负荷控制低污泥负荷污泥膨胀
• 4.1.1 低污泥负荷膨胀污泥的获取
• 4.1.2 提高污泥负荷对低负荷污泥膨胀的控制
• 4.1.3 不同污泥负荷下低负荷污泥膨胀的控制
• 2控制低污泥负荷污泥膨胀'>4.2 使用氧化剂ClO₂控制低污泥负荷污泥膨胀
• 2的投加量对SVI影响'>4.2.1 ClO₂的投加量对SVI影响
• 2后SVI的变化'>4.2.2 低负荷膨胀得到控制停止投加ClO₂后SVI的变化
• 4.3 改变致膨胀因子控制低负荷低DO污泥膨胀
• 4.3.1 提高其中一个因素对低DO低负荷污泥膨胀的控制
• 4.3.2 同时提高两个因素对低负荷低DO污泥膨胀的控制
• 4.4 小结
• 第5章 低DO污泥膨胀的控制
• 5.1 恒定曝气量条件下DO对有机物降解的影响
• 5.2 不同平衡DO浓度对有机物比降解速率的影响
• 5.3 提高DO浓度控制低DO污泥膨胀
• 5.3.1 低DO膨胀污泥的获取
• 5.3.2 提高DO浓度对低DO污泥膨胀的控制
• 5.3.3 不同DO浓度对低DO污泥膨胀的控制
• 2对低DO污泥膨胀的控制'>5.4 氧化剂ClO₂对低DO污泥膨胀的控制
• 2的投加量对SVI影响'>5.4.1 ClO₂的投加量对SVI影响
• 2后SVI的变化'>5.4.2 低DO膨胀得到控制停止投加ClO₂后SVI的变化
• 5.5 小结
• 第6章 污泥浓度对SVI测定值的影响
• 6.1 概述
• 6.2 试验材料与方法
• 6.2.1 废水的性质
• 6.2.2 反应装置
• 6.2.3 反应器内污泥浓度的控制方法
• 6.2.4 反应器内污泥沉降性能的控制方法
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 污泥浓度对SVI测定的影响
• 6.3.2 不同的污泥沉降性能条件下污泥浓度对SVI值影响程度
• 6.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢