一種生化污泥膨脹控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種生化污泥膨脹控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生化法是污水處理中最常用的方法，在生物好氧處理中，污泥良好的絮凝性和沉降壓縮性能是二沉池出水達(dá)標(biāo)的保障。而污泥膨脹是活性污泥處理系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，不僅發(fā)生率高，而且一旦發(fā)生，污泥沉降速度變慢，壓縮性能變差，難以固液分離而污泥流失，導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化。與此同時，污泥膨脹還降低回流污泥濃度，曝氣池中污泥濃度過低，影響其處理效果，可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
[0003]據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，國內(nèi)外90%以上的城市污水和50%左右的工業(yè)廢水都采用活性污泥法來進(jìn)行處理，目前我國正在建設(shè)的城市污水處理廠幾乎都采用活性污泥法，由于在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了污泥膨脹，嚴(yán)重地影響了污水處理廠的正常運(yùn)行，造成了驚人的損失。近十年來各國專家學(xué)者相繼對此作了大量的研宄，取得了許多研宄成果與重要的突破?？傮w上來說，從污泥膨脹的控制研宄來看，主要分為兩個方向:一是從工藝的運(yùn)行角度來研宄控制方法；二是對引起污泥膨脹的微生物進(jìn)行研宄，著重了解引起污泥膨脹的成因，進(jìn)而從微生物種群結(jié)構(gòu)角度來提出解決措施；從污泥膨脹類型來看，污泥膨脹分為二種:一種是由于活性污泥中的絲狀菌過度增殖引起的絲狀菌型污泥膨脹；另外一種是由于高親水性粘性物質(zhì)大量積累附著在污泥上，導(dǎo)致其比重變輕，引起的粘性膨脹，屬于非絲狀菌型污泥膨脹。研宄表明90%以上的污泥膨脹是由絲狀菌的過度增殖引起的，因此，針對絲狀菌引起的污泥膨脹來提出有效調(diào)控方法是解決污泥膨脹問題的重點(diǎn)。
[0004]在諸多公開報(bào)道的專利文獻(xiàn)中，控制絲狀菌污泥膨脹主要有藥劑法、工藝調(diào)控、微生物種群結(jié)構(gòu)調(diào)整、基質(zhì)調(diào)控等。采用單一的藥劑投加法，投量小時難以深入菌膠團(tuán)內(nèi)部殺滅絲狀菌，投量大時容易殺滅正常微生物，影響處理效果；單一工藝調(diào)控和基質(zhì)調(diào)控，在工程上難以取得經(jīng)濟(jì)性與效果性的平衡；而微生物種群結(jié)構(gòu)調(diào)整尚不成熟，難以保證效果的持續(xù)性。
[0005]關(guān)于生化污泥膨脹控制方法的技術(shù)方案已有公開，如中國專利申請?zhí)?01210210556.4，申請日2012年6月19日，發(fā)明名稱為:一種抑制好氧活性污泥膨脹的方法，該申請案公開了一種抑制好氧活性污泥膨脹的方法，通過向廢水中投加40?70ppm的活化酶和50?80ppm的重金屬鹽及減少廢水中氧氣含量的方法，來抑制廢水中細(xì)菌的生長，從而達(dá)到抑制好氧活性污泥的膨脹的目的，所述的重金屬鹽為硫酸鋅、氯化鎂、溴化釩、硫酸鎂、氯化鎳、氯化錳、硝酸砷、硫酸鋇、溴化鉛和碳酸鉻中的五種或五種以上；所述的活化酶為琥珀酸脫酶、堿性磷酸酶、黑曲糖化酶、葡萄糖異構(gòu)酶中的兩種。該申請案方法簡單，并可有效抑制好氧活性污泥的膨脹，但是，該申請案主要是通過投加活性酶和重金屬鹽的方法來抑制污泥膨脹，控制方法比較單一，酶的穩(wěn)定性不強(qiáng)，對控制過程要求比較高，并且投放的重金屬存在嚴(yán)重的安全隱患問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]本發(fā)明的目的是為了解決針對大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠以及其它行業(yè)廢水生化處理過程中遇到的污泥膨脹等問題，提供了一種生化污泥膨脹控制系統(tǒng)及其控制方法，本發(fā)明通過工藝改進(jìn)，有針對性地分類解決了污泥沉降性問題，可以在短期內(nèi)有效地控制污泥膨脹，改善沉降性能，恢復(fù)污水廠的正常運(yùn)行，克服了傳統(tǒng)加藥對正常菌群殺傷大以及單一工藝調(diào)控效果不顯著的缺點(diǎn)，可應(yīng)用于城鎮(zhèn)、化工、醫(yī)藥等廢水生化處理過程中因絲狀菌而引起的污泥膨脹問題，且改造投資少、工藝操作簡單、額外增加運(yùn)行成本較低。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]其一，本發(fā)明的一種生化污泥膨脹控制系統(tǒng)，包括進(jìn)水口、二沉池和出水口，所述的二沉池的底端出口連接有污泥回流管道，按污泥回流管道內(nèi)的流向，上述的污泥回流管道上依次安裝有污泥回流泵、剪切器和H2O2加藥管，所述的污泥回流管道和進(jìn)水口連接至淘選池的進(jìn)水端；所述的淘選池中設(shè)有Ca((:10)2加藥管和第一曝氣支管，所述的淘選池的出水端與好氧池相連，所述的好氧池中設(shè)有第二曝氣支管；所述的二沉池通過管道與好氧池相連接，所述的二沉池設(shè)有出水口。
[0011]進(jìn)一步地，所述的剪切器包括進(jìn)口、葉輪、泵腔體和出口，所述的進(jìn)口和出口分別與污泥回流管道相連，所述的葉輪設(shè)在泵腔體的內(nèi)部。
[0012]其二，本發(fā)明的一種生化污泥膨脹控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟為:
[0013]步驟一:二沉池中的回流污泥通過污泥回流泵輸送進(jìn)入剪切器中，在湍流和剪切器機(jī)械力的作用下，將回流污泥中的絲狀菌菌絲打斷；
[0014]步驟二:在剪切器的后端安裝有H2O2加藥管，在絲狀菌膨脹程度處于O— c級時，可不投加H2O2藥劑；在絲狀菌膨脹程度處于d — f級時，打開H2O2加藥管，控制H2O2投加量在10-50mg/L，在湍流的作用下使得H2O2藥劑與污泥充分混合，并被輸送至淘選池；
[0015]步驟三:待處理廢水從進(jìn)水口流出，控制污泥回流管道的污泥回流比為50-150%,當(dāng)待處理廢水進(jìn)入淘選池后，打開第一曝氣支管的閥門，控制曝氣強(qiáng)度在20-25m3/ (m2.h)，溶解氧DO大于1.5mg/L，使得回流污泥與待處理廢水在曝氣攪動作用下充分混合；在絲狀菌膨脹程度處于O — c級時，可不投加Ca(ClO)2藥劑；在絲狀菌膨脹程度處于d— f級時，打開Ca (ClO)2加藥管，控制Ca(ClO) 2投加量在20_100mg/L ；
[0016]步驟四:淘選池中的待處理廢水通過水力自流進(jìn)入好氧池中，開啟第二曝氣支管的閥門，控制溶解氧DO在2-5mg/L，混合液污泥濃度MLSS控制在2000-4000mg/L ;當(dāng)進(jìn)入好氧池中廢水化學(xué)需氧量COD低至250mg/L時，在好氧池的進(jìn)水端投加葡萄糖營養(yǎng)液，使總COD達(dá)到250mg/L以上；隨后推流至好氧池的尾端，并通過管道導(dǎo)入到二沉池中，經(jīng)過二沉池處理后的廢水可以通過出水口順利排出。
[0017]進(jìn)一步地，所述的剪切器的電機(jī)轉(zhuǎn)速為3000r/min以上，上述的剪切器通過葉輪實(shí)現(xiàn)對絲狀菌的切割，控制剪切速率在15-30S—1。
[0018]進(jìn)一步地，所述的淘選池的水力停留時間HRT在5-30min，豎向流速為30m/h。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0021](I)本發(fā)明通過采用剪切器打斷絲狀菌菌絲以及分段投加藥劑，可以起到強(qiáng)化殺滅絲狀菌、加快絲狀菌淘汰、促進(jìn)后續(xù)生物絮體凝聚的作用，解決了現(xiàn)有控制方法中存在的單一調(diào)控效果差、多面調(diào)控投入大的問題，具有操作性強(qiáng)、效果好、見效快等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明適用于各行業(yè)廢水生化處理過程中由絲狀菌引起的污泥膨脹問題，同時對原有生化系統(tǒng)影響較小。
[0022](2)本發(fā)明通過采用淘選池，保障了正常細(xì)菌有充足的營養(yǎng)，使大部分微生物處于對數(shù)增長期，通過高的增長速度使正常微生物成為優(yōu)勢菌群；同時絲狀菌一方面遭受藥劑的殺滅，另一方面在種群競爭過程中逐漸被正常微生物取代而淘汰，整個過程實(shí)現(xiàn)了微生物的淘選；通過在好氧池的進(jìn)水端投加葡萄糖等營養(yǎng)液，使得破碎的細(xì)小污泥絮體(不完整的菌膠團(tuán)顆粒)在營養(yǎng)水平較高的條件下快速增值，隨著反應(yīng)程度的進(jìn)一步深入，底物隨沿程的消耗而導(dǎo)致微生物處于穩(wěn)定期或衰亡期，微生物的活動能力降低，能量降低至較低水平，給重建菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)提供了有利條件，有機(jī)物到達(dá)低水平時，新的菌膠團(tuán)開始大量生成，污泥逐步趨于穩(wěn)定，在實(shí)現(xiàn)廢水處理的同時又實(shí)現(xiàn)了菌膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)重建，提高了污泥的絮凝性和沉降性能，有效地控制了污泥膨脹。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一種生化污泥膨脹控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明中污泥回流管道和H2O2加藥管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明中剪切器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1、進(jìn)水口 ；2、淘選池；3、好氧池；4、二沉池；5、出水口 ；6、污泥回流泵；7、剪切器；8、H2O2加藥管；9、Ca(ClO) 2加藥管；10、第一曝氣支管；11、第二曝氣支管；12、污泥回流管道；13、進(jìn)口 ；14、葉輪；15、泵腔體；16、出口。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述:
[0028]實(shí)施例1
[0029]從圖1和圖2可以看出，本實(shí)施例的一種生化污泥膨脹控制系統(tǒng)，包括進(jìn)水口 1、二沉池4和出水口 5，二沉池4的底端出口連接有污泥回流管道12，按污泥回流管道12內(nèi)的流向，污泥回流管道12上依次安裝有污泥回流泵6、剪切器7和H2O2加藥管8，其中:污泥回流泵6用于將污泥沿回流方向抽至淘選池2，剪切器7用于將回流污泥中的絲狀菌菌絲打斷，H2O2加藥管8與污泥回流管道12垂直連接，并深入到污泥回流管道12的內(nèi)部，以90°沿污泥回流方向折彎，加