文章详情
水解工艺的污泥处理
日期:2025-04-30 11:36
浏览次数:5546
摘要:
水解工艺的污泥处理
如前所述,水解-好氧工艺的*显著的特点之一就是污水、污泥一次得到处理,可以在传统的工艺流程中取消消化池。通过示范工程中一年的物料平衡,水解池中污泥的水解率可高达50%以上,排出系统的污泥量比初沉池、消化池联合系统低30%。污泥量的平衡只是其中一个方面,还有其他一些重要的指标。因此,需要对新、老工艺两套流程污泥处理指标进行详细的对比和分析,首先有必要对传统工艺污泥处理流程的目的和指标进行分析。
污泥处理的主要目的如下:
(1)减少污泥*终处置的体积,以降低污泥处理及其*终处置的费用;
(2)通过处理使污泥稳定化,在*终处置后不再产生污泥的进一步降解,从而产生二次污染问题。
(3)达到污泥的无害化与卫生化;
(4)在处理污泥同时达到“变害为利,综合利用,保护环境”的目的,例如产生沼气等。
来自初沉池和 |
二沉池污泥 |
浓缩 |
调节 |
消化 |
脱水 |
*终处置 |
污泥浓缩和脱水是通过物理方法,提高污泥中固体含量。污泥消化是利用生物手段来使污泥有机物分解,从而降低污泥总量。由此可知,污泥处理工序的每一步都是以减少污泥体积为主要目的。
消化池是利用厌氧发酵的方法来达到污泥稳定化的目的,这是处理工艺中的关键环节,且有以下优点:
(1) 与消化前污泥相比可减少30%的体积;
(2) 生成的沼气是可以利用的能源;
(3) 消除了恶臭;
(4) ***有一定的**作用,在一定程度上改善了污泥的卫生性能;
(5) 增加了污泥作为肥料的可利用性。
但是,消化池工艺也有一定的缺点。其一,基建投资和运行费用高,消化池是污水处理厂*昂贵的构筑物之一,占总投资的30%-40%;其二,厌氧发酵过程敏感,操作管理复杂,经常容易酸化;其三,由于污泥消化后还没有达到无害化的水平,所以污泥还需要*终处置。另外,消化后污泥的脱水性能较之生污泥为差,需投加的混凝剂大量增加,并且,作为消化池工艺*主要一条优点——回收沼气提供能源,从国内实践来看,由于中外生活食品构成的差异,造成了污泥有机成分的差别较大,国内消化池所产生的能量除供消化池加热、搅拌之外,所剩无几。这样权衡其优缺点,近年来国内一般认为对于中小型污水处理厂(<10万m3/d=不设污泥消化池,建议采用其他的污泥处理工艺。
下面从污泥沉降性能、污泥量的平衡、悬浮物的水解率、水解污泥的脱水性能以及污泥的卫生指标与消化污泥进行系统的比较。
从我国城市污水多年的数据来看,初沉池污泥中有机物含量为60%-70%,二沉池污泥中有机物含量70%-80%,消化池有机物降解率为40%,消化池出泥有机物含量50%,这个数值对于消化池来讲是属于中等水平。消化池的投配率为5%,则其污泥龄有20天,消化池运转一般是1天1-2次投配。每天搅拌数次,从传质条件上讲是不利的。
而水解池去除悬浮物的82%,其中有近40%是初沉池无法去除的物质,这些悬浮物中有机物占68.9%,在水解池中悬浮物是**之内均匀进入反应器,悬浮物负荷相对减少。当其进入反应器立即被大量活性微生物所包围,微生物有充足的反应时间降解悬浮物中的有机物,污泥龄也较长,实验期平均为15-30天左右。这种条件下将去除的悬浮物的48%水解,水解池排放污泥的有机物含量为55.1%,因此,从有机物降解的角度讲,水解污泥是稳定的污泥,而且总排放量少。由于水解池具有对悬浮物截留和水解的功能,所以工艺流程上是将活性污泥工艺的剩余污泥排入水解池进行消化。(见图2-3)
1、水解污泥脱水性能的分析
从实验结果来看,初沉池污泥的脱水性能优于消化污泥。这是由于不经消化的生污泥粘度较低,但是由于初沉污泥不经消化,有机物含量在60%以上,污泥量大,导致药剂费用高。更重要的是污泥卫生条件差,对于脱水操作工人的健康影响较大,因此,一般需要进行稳定化处理。水解污泥由于产甲烷反应强烈,泥中的气体较多;污泥性质比较粘稠,不易脱水。从化学成分分析,两种污泥有一定差别;水解污泥的碱度350.0mg/L,而消化污泥碱度为11802mg/L,众所周知,污泥化学调节的混凝剂部分消耗在污泥中的固相组分,这取决于污泥固体物质中挥发性固体量;另一部分消耗于污泥的液相部分。存在的碱度可以和投加的混凝剂产生反应,消化掉一部分混凝剂,如以氯化铝为例:
以上反应将消耗一部分混凝剂,导致混凝剂用量的增加,增加了机械脱水的运行费用。而传统的污泥处理工艺中有一项淘洗工艺,淘洗可以洗去污泥中的重碳酸盐碱度,同时,可洗去部分颗粒很小、表面积很大的胶体物质。经淘洗后能节省药剂,并可提高污泥浓缩效果的作用。上流式水解池布水器在池底,污泥处于悬浮状态,污水总是不断流经处于悬浮状态的污泥表面,将一些细小颗粒和水中的碱度带走,污泥总是处于不断的动态淘洗状态,这样污泥中的碱度和影响污泥粘度的细小颗粒将有所降低,可节省混凝剂用量。所以,动态淘洗是水解反应器污泥脱水性能良好的主要原因。
2、污泥脱水实验
对示范工程的污泥采用带式脱水机,实验样品采用双盲法以避免人为的干扰,委托北京矿业大学研究生院进行。实验考察了脱水效果的影响。为此,安排了四因素三水平的正交试验。选用正交表为L27(313)。因素水平表见表2-12
表2-12 正交试验因素水平表
因 素 水 平 | 样品A | 投药量B/% | 重力区压力C/kPa | 挤压区压力D/kPa |
1 | Ⅰ | 0.8 | 150 | 150 |
2 | Ⅱ | 1.0 | 200 | 200 |
3 | Ⅲ | 1.2 | 250 | 250 |
其中样品Ⅰ为水解污泥,含水率为90.5%;Ⅱ为初沉污泥,取自高碑店污水处理厂,含水率为95%;Ⅲ为消化污泥,取自天津纪庄子污水处理厂。脱水性能评价以各部分脱水污泥的含水率和泥饼厚度以及滤液的含固量为指标。对正交试验结果进行分析,可以得出如下结论。
(1)从正交表的直观分析得出,*佳组合为A1B2C3D1,即:采用水解污泥、在加药量1%、形区压力250kPa和挤压区压力150kPa时脱水效果良好。水解污泥优于初沉污泥,*差为消化污泥。对脱水结果的影响:污泥种类>挤压区压力>投药量>形区压力。这与污泥比阻实验结果是吻合的。
(2)正交表直观分析选出的*优水平不能作为*后的结果,而要根据交互作用的搭配确定*优组合形式。可确定*优水平为A1B2C1D3,即水解污泥在添加碱式氯化铝1%、形区压力250kPa和挤压压力250kPa时脱水效果*好。
(3)从方差分析表中可以看出,影响*终含水率*大的因素是污泥种类。
水解污泥*终滤饼含水率在60%左右,并且在污泥浓度比消化污泥高1.5倍情况下,混凝剂用量少于消化污泥,用药量仅为其55.6%。
3、生产装置中污泥处理系统
(1)剩余污泥的排出
密云污水处理厂一期工程处理水量1.5万m3/d,整个曝气池的剩余污泥通过厂内下水道排入总进口,然后进入水解池。每日水解池的排泥量为整个污水处理系统的剩余污泥的排泥量。根据产泥量以及实验结果,污泥(包括水解池污泥和稳定后的活性污泥剩余污泥)产量为3150kg/d。由于水量尚未达到设计流量,启动运行稳定后每日的排泥量在50-100m3/d左右(含水量为98.2%)。
(2)污泥脱水运行
密云污水处理厂的污泥脱水采用带式压滤机。启动初期由于系统中的污泥量少,且进水流量未达到设计负荷,因此,剩余污泥的排出量较少,污泥脱水几乎没有运行。随着运行时间的延续,剩余污泥量逐渐增多,到1992年12月,污泥脱水工段开始投入运行。污泥运行结果见表2-13
表2-13 污泥脱水运行结果
日 期 | 流 量/(m3/d) | 进泥浓度/% | 脱水后含水率/% | 投药量/% |
1992年12月 | 39.7 | 97.2 | 76.1 | 0.235 |
1993年1月 | 58.5 | 96.8 | 75.3 | 0.247 |
1993年2月 | 67.6 | 95.9 | 75.5 | 0.216 |
1993年3月 | 77.2 | 97.6 | 81.1 | 0.238 |
1993年4月 | 80.5 | 97.8 | 83.5 | 0.267 |
1993年5月 | 85.2 | 98.2 | 86.3 | 0.289 |
1993年6月 | 88.3 | 97.9 | 85.8 | 0.312 |
1993年7月 | 83.2 | 97.0 | 75.8 | 0.248 |
由表2-13可见,污泥脱水的投药量通常在0.25%-0.3%,且不要投加任何助凝剂,其*终的污泥含水率为75%-85%。从以上诸方面对水解污泥的考查结果表明,对于水解-好氧工艺流程,从水解反应器内排出的污泥、污泥总量、污泥的有机物含量、污泥卫生指标和脱水性能等各方面,与传统工艺消化池污泥的指标大致接近,有些指标明显优于消化污泥,因此完全具备了从传统工艺流程中取消污泥消化的条件。这样可以去掉消化贮气柜、生产锅炉房、消化池的投资,从而降低基建投资和运转费用,简化了传统的工艺流程,使得传统的二级处理操作、管理都大为简化。
第七节 水解池的启动和运行
水解池在工艺放大中是否会产生布水不均匀问题和排泥不畅而造成污泥上浮的问题,长期运转中是否会产生什么不利因素,这一直是从工艺开发以来很多专家关心和担心的重要问题之一。对数个大型水解池,如高碑店污水处理厂中180m3的水解池,从1985年投入运行后历时5年对运行情况的观察;对密云15000m3/d处理能力污水处理厂的水解池投入运行后的观察,以及对国内外在这一领域的新进展和经验的关注,对上述问题有了比较肯定的答案。
1、接种污泥
首先启动水解池应接种污泥,一般可以用消化污泥或经过脱水的消化污泥,其投加量为整个池容平均浓度5-10g/L。接种后立即运行,运行的开始阶段出水浑浊,悬浮物较多,大量的甲烷菌被洗出。在运行10-15天后出水较清澈透明。采用接种污泥的启动方式是当原水的SS浓度低于100mg/L以下,污水中菌种较少时使用。若此时不接种污泥直接启动水解池,启动周期将达3-6个月,且出水水质很难在短时间内达到要求。若原水悬浮污物SS浓度高于100mg/L,可采用不接种污泥的方法启动。
2、水解池的启动
水解池是改进的厌氧UASB反应器,一般认为厌氧处理厂的启动是相当费时的,有时是很困难的过程。这是因为厌氧工艺在启动期间存在着超负荷的危险,这将导致反应器的酸化。由于生活污水中有足够的缓冲能力,并且生活污水的浓度很低,在启动期间酸化可能很小。
为了使水解池控制在水解、产酸阶段,水解池的启动采用了动力学控制措施,其出发点是调整水力停留时间。利用水解**、产酸菌与甲烷菌生长速度不同,利用水的流动造成甲烷菌在反应器中难于繁殖的条件。在高碑店污水处理厂水解池启动时,采用了1/10池容的厌氧消化污泥(平均污泥浓度为5g/L)接种后立即全负荷运行,在10-15天左右出水清澈透明,COD去除率达到40%左右,污泥培养成熟。在运行期间改装配水系统,曾经放空反应器,再次启动时没有投加接种污泥,利用培养成熟的标志的设计负荷下出水COD保持恒定值,同时反应器内污泥数量和质量也保持稳定,就可认为启动期完成。
密云污水处理厂初次启动时,为了尽快使水解池达到正常运行状态,1992年7月下旬至8月中旬,从天津纪庄子污水处理厂拉运了含水率为80%左右的脱水消化污泥25-30t,投入水解池,为了防止水解池布水管、排泥管被大块的污物堵塞,在投泥前将污泥先放入一个临时修建的水池内,并用一定孔隙的筛网进行过滤,然后用潜水泵将污泥均匀打入水解池的各个区域,全部污泥投入后,水解池内的平均污泥浓度达4.5-5g/L。由于污水量较小,只启动了一个水解池。接种后立即运行,运行的开始阶段出水浑浊,悬浮物较多,在运行10-15天出水较清澈透明,污泥培养成熟。在**个反应器启动时,没有投加接种污泥,利用原污水直接启动在30天可达到满意的水平。这说明,只要适当控制水力负荷,不论采用接种或没有接种物,水解池的启动都可在短期内完成,并且与接种物的种类无关。接种污泥的主要目的是为了增加反应器内的污泥量,因为靠污水本身的悬浮物积累需要一定的时间。
3、运行效果
密云污水厂的水解池接种污泥后,即采用连续进水方式,曝气池采用间歇进水方式。运行结果见表2-14(1992年8月18日-1992年9月10日)。
表2-14 启动周期运行结果
建筑物 项目 | 进水量 (m3/d) | 进水浓度 (m3/d) | 水解池 | 曝气池 | 总去除率/% | ||
出水浓度 | 去除率 | 出水浓度 | 去除率 | ||||
COD | 3567.1 | 369 | 391.39 | -5.87 | 379.94 | 3.0 | -2.77 |
BOD | 150 | 120.60 | 19.72 | 30.40 | 75.0 | 79.76 | |
SS | 39.5 | 40.42 | -2.21 | 17.22 | 57.0 | 56.46 | |
BOD/COD | 0.41 | 0.31 | 0.08 |
由表2-14可见,在启动阶段,水解池的出水水质和曝气池的出水水质均较差,出水的COD、BOD和SS浓度甚至比进水值还高。由于原水中含有一定量的洗涤剂成分,因此在曝气池内通常产生严重的泡沫现象,这说明启动初期的水解池还没有充分发挥作用,致使原水中的有机高分子物不能得到有效的降解(如LAS等),造成出水水质各个指标的浓度较高。类似的现象在采用同样的处理工艺流程的河南安阳和新疆昌吉污水处理厂的启动运行中也出现过。
在前2周的BOD和COD的去除率较低,有减少的趋势。但在此之后,反应器的去除率开始改变,并且在7周以后取得稳定的BOD和COD去除率。在*初运行期间较低的去除率是由于缺乏充足量的厌氧生物污泥。
为了确定水解池在启动期间的特点和随后的稳定运行期间的行为,在启动期间对下列因素的影响进行了观测。
(1)在启动期间污泥浓度和污泥积累
水解池深4.5m,在池内取样,在不同深度测定了SS和VSS浓度,VSS/SS比值大约为0.55。在运转的5周期间,这个比值没有变化。通过对污泥量的测定可知,在5周期运行后达到了恒定的污泥浓度分布曲线和(*大)污泥保持量,这表示稳定状态建立。
(2)启动阶段悬浮物和可溶性固体的去除率
在运转初期反应器内的污泥量很小,对于不可沉淀物质的截留可能性少。但是随着物泥量的逐渐增加,增强了截留不可沉性悬浮固体的能力。在启动初期水解池的功能基本是沉淀池。当反应器充满了污泥后,物理截留作用加强,悬浮物去除率随之而增加。
(3)pH值、VFA值、碱度值和稳定性
在启动期间进、出水pH值和挥发酸浓度均产生了不同程度的变化。在反应器内积累了一定量的污泥后,出水VFA浓度高于进水浓度,从进水的VFA值20-60mg/L达到出水的VFA值50-120mg/L;从化学计量学上VFA浓度增加1mmol/L,碳酸盐碱度减少1mmol/L(=50mg/L,以CaCO3计)。在运转期间出水pH值变化很小,这与弱酸/碱系统的行为是一致的。
4、重新启动
小型污水处理厂由于城市过小、工业布局单纯,在夜间出现流量骤减甚至断流现象时,应重新启动。在水解池重新启动时,这也就是说短时间的低水力负荷或偶尔的停运都不会对水解池的运行造成不利的影响。
1、流态试验与水解池配水系统
国内外的一些学者对UASB反应器应用于大规模生产的主要顾虑之一是布水的均匀性问题。因为污泥床反应器若形成死区,容易引起污泥上浮,影响处理效果。因此,布水系统的均匀性是水解池工作良好的重要保证。对大型水解池(180m3)采用LiCl作为示踪剂进行了流态实验(见图2-17)。
实验进水量Q=50m3/h,停留时间HRT=3.4h;投加0.7kgLiCl,使池内Li+浓度为0.6mg/L。设置了三个取样点1#、2#、3#,取样点2#、3#是为了考察相同条件下由于安装等问题所造成配水系统的差异,1#取样点位于总的出水口。取样点位置见图2-18。
选用LiCl作用踪剂是因为污水中Li+的本底值很低,另外Li+不易被吸收,从实验结果看,Li+的回收率达到96%,说明示踪剂的选用是合适的。从图2-17曲线1看,整个池的流态介于推流和完全混合流之间,如果采用阶串模型计算串联个数为n=1.23,实测的平均水力停留时间HRT=3.3h,与理论值的偏差很小,只有2.9%,说明配水系统的均匀程度很好。池内不存在明显的死区和短路现象,配水的流速选择合适,具有足够的初始动能,可将污泥层充分扰动悬浮起来。这从污泥的分布曲线图上可以得到证实(图2-19),污泥层浓度上下较均匀,特别是底层不存在一个明显的浓度很高的污泥区,说明污水进入池内马上与污泥均匀混合,底部是一个完全混合区。这种流态对反应和沉淀效果来讲都是十分有利的,底部是一个完全混合区。这种流态对反应和沉淀效果来讲都是十分有利的,底部的完全混合区有利于反应,而上部的推流区则有利于沉淀作用。
平行的配水系统之间有一定的差别,平均停留时间两者之差7.8%。从设计上两者完全一样,这是由于施工和安装上的差别,使两者造成了比较明显的差别。在设计种为保证配水均匀性要考虑有可调节流量的装置,从而减少平行系统之间的差别。虽然调节配水管网阀门使这一问题可以得到解决,但是增加了运行管理的复杂性。
在实验中对此进行了考察,对于配水装置进行了两组试验。**组采用大阻力配水系统,即孔口直径比较小,孔口流速较大,这时配水均匀程度很好,但水头损失较大;**组将孔口适当扩大,这时配水均匀性没有很大改变,水投损失增加缓慢。这两组情况都有一定程度的水流短路,结合前面流态试验分析,这是由于平行配水管道中流量分配不均匀所造成的。因此,在配水系统中配水均匀性与水头损失问题是一对矛盾,而采用小阻力配水系统,可以减少水头损失和系统的复杂程度。
2、大型水解池的布水问题
高碑店污水处理厂中试、密云污水处理厂和新疆昌吉污水处理厂水解池配水系统采用的是分枝配水方式。为了配水均匀一般采用对称布置,配水管及布水孔的设计经过仔细核算后,力求配水均匀。各支管出水口向下距池底约20cm,位于所服务面积的中心。管口对准池底所设的反射锥体,使射流向四周散开,均匀于池底。从以上三个污水处理厂的工程实践来看,高碑店污水处理厂和密云污水处理厂的配水系统基本达到布水均匀,所以,只要施工安装正确,配水能够基本达到均匀分布的要求。
在昌吉污水处理厂的运行中,出现配水不均的现象,特别是池尾端(即总配水管尾头)流量明显偏大,池下泥层面经测量呈大坡度倾斜状态,泥层**污泥有溢出发生。在运行中虽可利用闸门调节,但运行管理复杂。经分析认为,在污水干管为枝状分配过程中,一般管网远端流速较高、动能较大,因此流量也较大。同时在设计中布水系统和出水收集系统没有按对称的结构形式考虑,因此造成出水均匀性较差,为保证配水均匀性,需要进行流量调节,从而减少平行系统之间的差别。虽然调节配水管网阀门使这一问题可以得到解决,但由于水量的经常变化及设计的问题,布水仍没有达到根本的均匀一致,同时也增加了运行管理的复杂程度。因此,设计的合理及科学的操作管理是可以保证布水均匀的,同时,需要开发独立设计的配水系统。
因此,在近年的水解池设计中采用了一管一孔的布水方式,如密云污水处理厂二期工程(规模3万m3/d)设计和新疆阿克苏污水处理厂(处理能力为36m3/d)的设计等。一管一孔的布水方式可以确保布水的均匀性,图2-20a为国外城市污水厌氧处理工艺中的布水方式。而图2-20b为阿克苏污水处理厂水解池的布置,这解决了大型水解池的放大问题。
三、排泥
从排泥系统来看,目前运转的水解池的平面尺寸*大为9m×36m(密云污水处理厂)。采取8个中上部静压排泥装置,负担4.5m×9m=40.5m2面积。运转近10年,没有发生过排泥不均匀而造成的污泥上浮现象,也没有发生过因为排泥问题而影响污水处理效果的现象。可认为只要布水系统设计得当,反应器内没有死角死区,则排泥系统的设计可相对简化。因此,阿克苏污水处理厂设计的水解池的平面尺寸为15m×60m,采用6个中上部静压排泥装置,负担面积10m×15m=150m2。
Lettinga等人曾于1983年在哥伦比亚的Cali市采用容积为64m3的UASB反应器处理城市污水,考察了水良变化对系统稳定性的影响。上升流明显增加时,可观察到污泥层高度上升的现象,不加控制会造成污泥严重外流。他建议在低负荷条件下应使反应器内污泥层顶部至少低于出水槽1.5m,否则一旦系统完全充满污泥或在较高水力负荷条件下,由于供污泥层膨胀的空间有限,则会**任何微小的污泥层膨胀,而造成严重的污泥流失的情况。
排泥时间有两种选择,即高泥位排泥和低泥位排泥,对应两种污水处理厂而言,*大流量发生在早上(8:00-10:00之间)和晚上(5:00-7:00),在*大流量发生时,污泥面高度应控制距水面50-100cm,过高则运转稍部慎就造成污泥流失。低流量时,由于流量过小,则污泥层高度太低,一般只有1-2m高,污泥浓度较高,控制不好会造成排泥太多。
水解池采用高水力负荷时,通过排泥以控制污泥面高度,这与Lettinga所建议的UASB反应器在低水力负荷时排泥是两种不同的控制方式,比较这两种方式各有利弊。高水力负荷时排泥的优点是易于控制污泥面高度,可采用污泥界面计控制排泥,这样系统的稳定性比较好;缺点是高负荷时污泥层膨胀率较大,污泥浓度低,后续污泥浓缩负荷大,而排泥量不够,则会造成污泥溢出,使整个系统崩溃。而低水力负荷时排泥浓度高,污泥排放量少,*高污泥浓度超过60g/L(含水率94%),可大大减轻污泥浓缩池的负担,甚至可直接进行污泥脱水。但后者缺点是对污泥层的控制不易掌握,排泥量过大会造成系统中污泥层的控制不易掌握,排泥量过大会造成系统中污泥总量减少而影响处理效果。低水力负荷排泥时,应该建立在对水量变化规律了解得比较清楚的前提下采用。因此,对于新建污水处理厂,*好采用高水力负荷排泥方式,而在运转一个相当时期后,在对水量变化规律有了一定了解后,再采用低水力负荷排泥方式。
负荷变化对处理效果的影响包含两方面的含义:其一是流量变化对于处理效果的影响;其二是水质变化对处理效果的影响。
1. 流量变化的影响
流量变化对去除率的影响如表2-15。
表2-15 不同水力负荷下系统去除率
进水浓度 | 项目 | 不同的水力负荷 | ||
Vmax/1.5 | Vmax | 1.5Vmax | ||
COD=513mg/L | COD去除率/% | 48 | 52 | 47 |
BOD5=230mg/L | BOD5去除率/% | 34 | 38 | 37 |
SS=307mg/L | SS去除率/% | 93 | 86 | 57 |
从表2-15中数据来看,水力负荷对于COD、BOD5去除率影响不大。但从出水悬浮物数据来看,变化规律十分明显,上升流速越高出水悬浮物浓度越大,去除率越低。特别是在改变负荷的初期,出水悬浮物数据远远高于平均值,如1.5vmax负荷下,出水悬浮物平均值42mg/L,而在变负荷初期悬浮物出水浓度为69mg/L。这是由于在低负荷时,积累了一些较轻的悬浮性物质,在高负荷下随水冲出系统所致。长时间运转在高负荷下,由于出水不断带走较轻悬浮物,出水逐渐变清,悬浮物浓度逐渐降低。悬浮物的去除率有一定的变化,但是变化幅度也还是在正常可以接受的范围内。
2. 有机物浓度变化的影响
实际生产中COD变化范围非常大,密云污水处理厂COD的月平均值从200mg/L变化到700mg/L,变化幅度为500mg/L。对应进水COD负荷从2.0kg/(m3.d)变化到9.0kg/(m3.d),但出水COD变化不大,确实表明了水解池对处理低浓度污水存在着很大潜力。因此,可以认为污水浓度的变化对系统去除效果不产生显著影响。而在中试研究中曾经发现,COD变化范围为176-1532mg/L时,变化幅度更大。在这样剧烈变化的进水有机物浓度下,出水有机物浓度变化幅度不大。UASB反应器是一种高负荷(6kgCOD(m3.d)以上)下运行的高效生物反应器,在低浓度、低负荷下运行时则不能充分发挥其作用,系统还有很大潜力。
3. 流量变化下污泥层的运动
水解池功能得以完成的重要条件之一是维持反应器内高浓度的厌氧微生物(污泥)。由于污泥受到两个方向的作用,即其本身在重力场下的沉淀作用,及污水从下而上运动造成的污泥上升运动,污水流量的变化主要反应为这种上升流速的变化,图2-21反映了流量变化对水解池污泥的影响。
V为密云污水厂采用的设计上升流速,其变化幅度为±50%,由图2-21可观察:
(1)污泥面的稳定高度随着上升流速的增加而上升;
(2)一个上升流速稳定到另一个状态,泥面达到稳定的过度时间很短,只要1-2h;
(3)由于污泥积累形成污泥浓度增加而造成污泥面的上升,与上升流速改变而造成污泥面的变化相比是很小的。
在历时8h时间内,污泥面稍有上升,**值仅上升了10cm,是可以忽略不计的,但是长期运行造成的污泥量的积累是不能忽略的。污泥在水解池内的积累是一个缓慢的过程。图2-22是在上升流速v=vmax条件下,稳定运行48小时,污泥面的变化。在实验过程中,进水悬浮物SS平均为312mg/L,出水悬浮物平均为56mg/L,去除率为82%。由于污泥积累造成的污泥面的上升**值为50cm,这时污泥面距出水堰为40cm,出水透明清澈。这说明污泥的积累造成了污泥总量的增加,若不及时排泥,则在变化的流量情况下,很可能会形成污泥面上升,而造成污泥流失进入后续处理构筑物,从而影响整个系统的运行效果。因此,及时排泥是水解池稳定运行的一个重要措施。