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低溶解氧污泥微膨胀方法的研究综述

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建筑与预算CONSTRUCTIONANDBUDGET2019年第9期DOI:10.13993/j.cnki.jzyys.2019.09.018中图分类号:X703.1文献标志码:B文章编号:1673-0402(2019)09-0074-05污泥膨胀问题在国内外的污水处理厂广泛存在,且很大程度上属于丝状菌污泥膨胀。这不但导致了能源的浪费,出水水质也受到影响。以彭永臻教授为首的学者们提出了一种新的污水处理方法,即低溶解氧污泥微膨胀理论。这种方法可以有效解决污泥膨胀带来的问题,许多研究人员对该理论的正确性和可行性进行了大量研究[1-4]。1低溶解氧污泥微膨胀的研究现状1.1低溶解氧污泥微膨胀的理论基础1.1.1低溶解污泥微膨胀的发现和提出2002年冬天,北京某一污水厂因为设备原因,曝气功能发生故障,导致曝气池内溶解氧量降低,继而产生丝状菌适宜生存环境,诱发丝状菌低溶解氧污泥膨胀。彭永臻等[5]发现,对比发生故障前后,该污水厂出水水质不但没有下降,反而有所提高。不但如此,该污水厂的污泥膨胀后并没有像常规污泥膨胀那样产生污泥流失,其处理效率依然很高。除此以外,为验证该理论真实性,在重庆某污水厂,通过减少曝气设备来降低溶解氧含量,经试验发现,降低溶解氧量后,整个系统处理污水能耗降低,总氮去除率提高,其余指标维持原状。由此提出,通过降低溶解氧含量,可以产生SVI值在200左右的污泥膨胀状态,此状态介于污泥正常状态与膨胀状态之间,称为污泥微膨胀状态,该理论被称为低溶低溶解氧污泥微膨胀方法的研究综述张跃瀚(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168)摘要:本文综合论述了低溶解氧污泥微膨胀理论与方法的研究现状,详细介绍了污泥微膨胀的理论基础,在实际污水处理中的重要作用,以及污泥微膨胀受影响的因素。从三个方面介绍了低溶解氧污泥微膨胀方法在我国的应用,包括在低负荷生活污水中的污染物去除率;间歇式循环上流污泥床中的应用;对单类型丝状菌Type0092菌种的微膨胀研究。关键词:污泥微膨胀;低溶解氧;曝气耗能;丝状菌;脱氮除磷收稿日期:2019-04-16作者简介:张跃瀚(1994-),男,在读硕士研究生,主要从事水污染处理研究。2019年第9期总第281期解氧污泥微膨胀理论。基于此,又提出了相关节能理论。1.1.2污泥微膨胀的定义污泥微膨胀介于污泥正常状态与污泥膨胀状态之间,我们把SVI值为150mL/g-250mL/g的活性污泥状态称为污泥微膨胀。低溶解氧污泥微膨胀方法,是调整系统在低溶解氧条件下运行,人为的促使丝状菌适量生长,调节其余参数在正常范围内运行,并控制丝状菌增殖程度不影响沉淀池中的泥水分离[6-9],使之提高出水水质和节能目的。1.1.3低溶解氧活性污泥微膨胀的理论解释在活性污泥中,不管是丝状菌亦或是其他种类细菌,溶解氧都是它们代谢不可或缺的重要因素。在低溶解氧条件下,它们的生长受到限制。这时,需氧量的不同决定了它们的生长优劣。由于丝状菌低需氧量和其比表面积大的特点,结合动力选择性理论与扩散选择理论,它们将快速生长。故低溶解氧有利于丝状菌的生长,容易引发丝状菌污泥膨胀[10-11]。1.1.4低溶解氧活性污泥微膨胀节能的理论解释根据气体和液体之间传导的双膜理论,储存在液膜中的氧浓度梯度是其传递动力。氧传递快慢主要取决于分压浓度和浓度梯度。当活性污泥中不含氧时,驱动力为最大,氧传递最多;当活性污泥含氧量较低时,驱动力较大,氧传递较多;当活性污泥含氧量较高时,驱动力较小,氧传递较少。故低溶解氧污泥微膨胀相对于正常溶解氧量处理污水,可以大大节约成本,因此节能[12]。1.2低溶解氧污泥微膨胀的重要作用1.2.1污泥微膨胀对提高出水水质的重要作用污泥微膨胀技术即控制溶解氧维持在一个较低的浓度,同时保证温度,pH等参数条件正常,产生一个有利于丝状菌生长繁殖的环境,诱使其适量繁殖。由于丝状菌的特性,和其他种类细菌相比具有更大的比表面积,可以形成网状污泥絮体,更加容易捕捉细微悬浮物。故污泥微膨胀技术处理后的出水水质相对于正常溶解氧条件下的出水水质更佳,水质更加清澈。1.2.2污泥微膨胀在脱氮除磷上的重要作用大量试验表明,低溶解氧污泥微膨胀可以提高污水处理系统氮磷的去除效果。高春娣等[13],陈滢等[14]采用SBR工艺进行了对氮磷去除效果的研究。他们先采用缺氧/好氧方式,达到微膨胀状态后对水质进行分析发现,磷的去除率大大增高,但氨氮去除率降低。这是因为过低的溶解氧使硝化过程不完全,亚硝酸盐含量增多,产生短程硝化。为解决此问题,需要增加硝化反应时间。研究发现,厌氧/好氧/缺氧的运行模式可以解决缺氧/好氧运行模式带来的氨氮去除率降低的问题,同时也不会对磷的去除率产生影响,从而实现高效率脱氮除磷。1.2.3低溶解氧污泥微膨胀节能作用低溶解氧污泥微膨胀

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