1、活性污泥法是目前我國(guó)應(yīng)用最廣泛的城市污水處理技術(shù),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行管理方便,但是存在曝氣能耗大的缺點(diǎn),并且飽受污泥膨脹問(wèn)題的困擾。污泥膨脹具有影響因素多、產(chǎn)生危害大、治理方法難、發(fā)生頻率高等特點(diǎn)。為了更科學(xué)地對(duì)待污泥膨脹問(wèn)題,本課題組在長(zhǎng)期采用活性污泥法處理城市污水的過(guò)程中,總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在國(guó)內(nèi)外首次提出了“低溶解氧(DO)絲狀菌污泥微膨脹節(jié)能理論和方法”。它的核心內(nèi)容是人為地減少曝氣量,調(diào)節(jié)活性污泥系統(tǒng)在低溶解氧環(huán)境下運(yùn)行,引發(fā)絲

2、狀菌的適度增長(zhǎng),同時(shí)控制其膨脹程度不會(huì)影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。利用絲狀菌具有比表面積大,抗低溶解氧和降解低濃度底物能力強(qiáng)的生理特點(diǎn),在節(jié)能的基礎(chǔ)上改善出水水質(zhì)。
　　為了更好地在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用低DO絲狀菌污泥微膨脹,采用小試SBR進(jìn)行試驗(yàn),通過(guò)調(diào)節(jié)不同的運(yùn)行方式和反應(yīng)條件,研究了低DO絲狀菌污泥膨脹的引發(fā)、過(guò)度絲狀菌膨脹的抑制以及微膨脹的穩(wěn)定維持方法。系統(tǒng)地考察了低DO狀態(tài)下,各種常見(jiàn)的環(huán)境因子和工藝參數(shù)對(duì)活性污泥法運(yùn)行效果,尤其是

3、污泥沉降性的影響。深入地了解活性污泥法的特性,通過(guò)對(duì)所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,建立了引發(fā)和抑制絲狀菌生長(zhǎng)的有效方法。并將所建立的控制方法分別在處理模擬生活污水和實(shí)際生活污水的SBR中進(jìn)行了驗(yàn)證,同時(shí)考察了低DO絲狀菌污泥微膨脹狀態(tài)下的污染物去除特點(diǎn)。
　　建立了絲狀菌污泥微膨脹的引發(fā)方法。發(fā)現(xiàn)了在低DO下,污泥沉降性與有機(jī)負(fù)荷關(guān)系密切。沒(méi)有前置缺氧段時(shí),負(fù)荷在0.30～0.35kgCOD·(kgMLSS·d)-1僅靠維持低DO不會(huì)引起

4、絲狀菌增殖,小于0.25或大于0.40kgCOD·(kgMLSS·d)-1才會(huì)引發(fā)絲狀菌激增;有前置缺氧段時(shí),負(fù)荷小于0.30kgCOD·(kgMLSS·d)-1僅靠維持低DO不會(huì)引起絲狀菌增殖,大于0.40kgCOD·(kgMLSS·d)-1會(huì)引發(fā)絲狀菌激增。通過(guò)優(yōu)化,提出單級(jí)好氧方式運(yùn)行,同時(shí)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間降負(fù)荷到0.25kgCOD·(kgMLSS·d)-1是引發(fā)絲狀菌增殖的最有效方法。
　　建立了過(guò)度絲狀菌膨脹的抑制方法。發(fā)現(xiàn)

5、了單獨(dú)提高DO或有機(jī)負(fù)荷等因素難以有效地抑制絲狀菌生長(zhǎng),使用前置缺(厭)氧+好氧運(yùn)行方式是改善沉降性的有效手段。對(duì)于缺氧選擇器,良好的除磷性能是其有效抑制絲狀菌生長(zhǎng)的必要條件;在除磷良好且反硝化充分時(shí),進(jìn)水RBCOD:NO3--N比在33.00～66.00可以成功地抑制絲狀菌生長(zhǎng),小于33.00或大于66.00時(shí)則會(huì)抑制失效。對(duì)于厭氧選擇器,良好的除磷能力對(duì)于抑制絲狀菌也非常重要。在PO43?–P過(guò)量時(shí),進(jìn)水COD:PO43?–P比對(duì)沉

6、降性的改善速率沒(méi)有影響。在沉降性惡化和改善過(guò)程中,污泥容積指數(shù)(SVI)在200mL·g-1左右存在閾值效應(yīng),會(huì)在短期內(nèi)驟變。
　　發(fā)現(xiàn)了溫度、pH和DO等環(huán)境因子以及SRT、MLSS和進(jìn)水方式等工藝參數(shù)對(duì)活性污泥法運(yùn)行效果、尤其是污泥沉降性的不同影響。短期變溫不會(huì)改變污泥絮體中絲狀菌的含量,污泥沉降性在降溫時(shí)會(huì)因EPS大量分泌而惡化,在升溫時(shí)會(huì)因絮體的疏松而惡化。生物硝化和除磷過(guò)程在小幅變溫時(shí)波動(dòng)不大,在溫度大幅驟降時(shí)(22～1

7、2°C),都會(huì)明顯惡化;在溫度大幅驟升時(shí)(12～22°C),除磷不受影響,硝化嚴(yán)重惡化。硝化、反硝化等許多生化反應(yīng)都直接消耗或產(chǎn)生堿度,再加上水溶液中普遍存在多種離子對(duì)的電離平衡,使得活性污泥混合液有良好的調(diào)節(jié)pH能力。原水pH在6～9變化時(shí),污泥沉降性波動(dòng)不大,沉后上清液在酸性環(huán)境下較渾濁,在堿性環(huán)境下十分清澈。DO的高低不是影響絲狀菌生長(zhǎng)的重要因素。污泥沉降性隨著SRT的降低而改善。硝化速率、放磷量和吸磷量都隨著SRT的降低而減小,

8、而比硝化速率、比釋磷速率和比吸磷速率都隨著SRT的降低而增大。無(wú)論是不膨脹污泥還是膨脹污泥,當(dāng)MLSS過(guò)低時(shí)污泥絮體都呈離散或半離散狀態(tài),沉速較快,泥水分界面模糊,沉后上清液渾濁。當(dāng)MLSS升高時(shí),各種污泥的沉速都會(huì)變慢,泥水分界面變得清晰。驗(yàn)證了由不同進(jìn)水方式產(chǎn)生的貯存選擇作用不能作為一條抑制絲狀菌生長(zhǎng)的普遍規(guī)律。
　　通過(guò)聯(lián)合運(yùn)用試驗(yàn)前期建立的絲狀菌污泥微膨脹的引發(fā)方法和過(guò)度絲狀菌膨脹的抑制方法,分別在處理模擬生活污水和實(shí)際生