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标准解读|水处理用悬浮载体填料行业标准解读与投加量设计探讨

2017-08-30 10:13来源:中国给水排水作者:吴迪关键词:污水处理工业废水活性污泥收藏点赞

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由表2可以看出,不同污水厂的载体其水质及培养条件不同,相同载体类型的单位面积生物量存在一定差异,最高相差23.32%;由Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可以看出,同一水厂相同培养条件下,不同载体类型的单位面积生物量则相差不大;载体的VSS/SS除Ⅰ组外,其余均超过84%,远高于一般活性污泥水平。可见,载体生物量与表面积存在密切关系,载体的有效生物膜面积越大,相同体积载体内的生物量越多。整体上,VSS为8.6~12.5  g/m2,与文献报道(见表3)基本一致。

表3 不同培养方式下悬浮载体生物量

综合表2及表3可以看出,单位面积生物量受培养条件影响较大,有机物氧化>硝化>反硝化。一方面,与相关功能菌群的产率系数有关,如硝化菌群产率系数低,产泥量少;另一方面,受生物膜动态更新影响,如虽然反硝化菌群泥龄短,产率大,但反硝化过程产气也加速了生物膜更新。同时也应指出,生物量测定也存在一定问题,处理后载体上仍有残留物,会造成一定误差(4%~8%)。因此,采用载体生物量折合成污泥浓度,再按活性污泥法设计具有一定局限性,难以真实反映工艺处理性能。

为进一步验证,参照《行业标准》进行了载体硝化负荷的测定,结果如图1及表4所示。测定条件:温度为20 ℃,进水氨氮为(55±5) mg/L,在20  L反应器、载体填充率为30%时按SBR运行,控制DO为4~6 mg/L,每隔1 h取样测定,直至反应器内氨氮<5 mg/L。


图1 不同来源悬浮载体硝化速率测定

表4 不同来源悬浮载体硝化负荷


从表4可以看出,若按折合的污泥浓度核算污泥负荷,不同污水厂载体的污泥负荷与容积负荷相差较大,这说明采用折合污泥浓度进行载体量设计并不科学;由于同一污水厂不同有效比表面积载体单位面积微生物量相差较小,核算的污泥负荷差别不大,但因载体有效比表面积不同,容积负荷与有效比表面积成倍数关系。

研究同时发现,虽然各污水厂培养方式有所差别,但载体的表面负荷差别较小,相对稳定。可见表面负荷对于MBBR具有重要理论与实践意义。由于生物膜分层分布,传质依赖于基质浓度梯度,而DO穿透能力一般不超过200μm,若生物膜增厚,虽然表观生物量加大,但由于内层基质供给不足,并不能提高处理效率,这部分由于生物膜增厚所带来的生物量增长不能提高处理效率;而表面积的增大,尤其是能够满足微生物富集生长及良好传质的有效表面积的增大,可直接提高处理效果,是载体投加量设计的重要依据。

综上,悬浮载体投加量设计不应采用测定载体生物量、折合污泥浓度、按污泥负荷方式设计,而应该采用表面负荷设计。在实际工程中,由于多种因素影响,15  ℃时生活污水一般表面负荷为0.4~1.2  gN/(m2˙d),表面负荷的影响因素包括温度、DO、有机负荷、基质出水浓度、pH值等,设计时应综合考量这些因素对表面负荷取值的影响,可根据经验或现场试验确定。建议相关部门尽快出台设计标准,明确设计依据。

原标题:标准解读|水处理用悬浮载体填料行业标准解读与投加量设计探讨
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