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      新聞資訊
      什么是污泥負荷、去除負荷、有機負荷、容積負荷?它們之前到底有啥關(guān)系?
      發(fā)布日期:2022-12-15 來(lái)源:轉載 閱讀:798
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      水友小王問(wèn):我在學(xué)習污水的生物處理過(guò)程中,遇到幾個(gè)概念一直搞不清楚——有機負荷、去除負荷、污泥負荷、容積負荷之間到底是啥關(guān)系?

      水友老張解答道:一般來(lái)說(shuō),有機負荷有兩種表示方式:污泥負荷和容積負荷,而在這兩個(gè)概念中,你Z需要掌握的就是污泥負荷。

      畢竟,眾多研究都表明了一個(gè)事實(shí),即污泥負荷影響著(zhù)污泥的凝聚、沉降性能以及系統對污染物的去除效率,用污泥負荷來(lái)表示有機負荷比容積負荷更為貼近微生物的生長(cháng)規律。

      那么,既然污泥負荷這么重要,我們就很有必要好好了解它的計算方式,與其他控制指標的關(guān)系、以及它對污染物去除率的影響。


      一、污泥負荷的計算及一般控制區間

      1、什么是污泥負荷、承受負荷和去除負荷?如何計算?

      污泥負荷是指單位質(zhì)量的污泥微生物在一定時(shí)間內所得基質(zhì)的量,單位為kgCOD( BOD) /( kgMLSS·d) 。

      污泥負荷在微生物代謝方面的含義就是F/M比值,它代表了微生物量與食物量之間的一種平衡關(guān)系,直接影響活性污泥的增長(cháng)速率、有機污染物的去除效果效率、氧的利用率以及污泥的沉降性能。

      污泥負荷(F以BOD5表示,M以MLSS表示)的計算公式如下:

      F/M==(BOD5×Q)/曝氣池中活性污泥總量

      其中,曝氣池中活性污泥總量=曝氣池有效容積×MLSS。

      (由于一些污水廠(chǎng)沒(méi)有條件測定BOD5,所以污泥負荷計算也可用CODcr來(lái)取代BOD5。因為就某一處理裝置而言,其污水的BOD/COD一般情況下是相對穩定的。)

      此處需要特別說(shuō)明的是,上面我們所介紹的污泥負荷只是大致反映了曝氣池中單位質(zhì)量的活性污泥每天所能接納的BOD5量,而不能反映所能去除的BOD5量。

      因此,在實(shí)際的運行管理中應采用污泥的BOD5去除負荷。

      二者的計算不同在于:前者的F用曝氣池每天進(jìn)水BOD5的總量表示,是污泥的承受負荷;而后者的F用曝氣池每天去除的BOD5的總量表示,是污泥的去除負荷。

      在日常運行管理中,后者往往更具指導意義,能反映出處理裝置的實(shí)際處理能力。

      2、F/M的一般控制區間

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      數據來(lái)源/《活性污泥法工藝控制》:F/M參考控制值

      值得一提的是,上圖提到的這些控制區間數據,僅可用于參考,并不能作為定理或者切實(shí)準確的標準。

      畢竟,隨著(zhù)環(huán)保政策越來(lái)越嚴格,國家對出水標準也提出了更高的要求,這就迫使我們把生化處系統的F/M必須控制得更低,否則很難做到達標排放。

      當然,維持較低F/M時(shí),也會(huì )出現很多不良表現......

      在低負荷情況下的不良表現——

      ?曝氣池和二沉池容易產(chǎn)生浮渣;

      ?放流水容易夾帶顆粒物;

      ?有水力貨荷沖擊時(shí),容易導致活性污泥流出二沉池。

      在高負荷時(shí)的不良表現——

      ?污泥沉降性差,上清液渾濁,液面白色泡沫多;

      ?有機物去除率低,氦氮去除率低,抗沖擊負荷差;

      ?溶解氧消耗大,非活性污泥類(lèi)原生動(dòng)物占優(yōu)勢。


      二、污泥負荷與其他控制指標的關(guān)系

      1、F/M與SV30之間的關(guān)系

      活性污泥控制在不同的F/M階段,其表現的沉降特性是不一樣的。

      1)當F/M過(guò)低時(shí),SV30表現為:

      液面容易看到浮渣層;活性污泥色澤較深;沉降過(guò)程較迅速;上清液帶有細小顆粒;沉降的活性污泥壓縮性好。

      2)當F/M過(guò)高時(shí),SV30表現為:

      污泥界面不夠清晰;活性污泥色澤呈單粽黃色;絮凝沉降速度相對緩慢;上清液渾濁;沉降的活性污泥階段壓縮性差。

      值得一提的是,通過(guò)沉降比的表現也可以從側面了解活性污泥的污泥負荷概況,避免出現單單純靠計算帶來(lái)的誤判。

      2、F/M與MLSS之間的關(guān)系

      從上文污泥負荷的計算公式看,F/M與MLSS的關(guān)系十分密切。

      一般來(lái)說(shuō),我們分析F/M的目的就是為了能夠更系統地了解到進(jìn)水有機物濃度對應當下的活性污泥濃度是否合適,以此來(lái)指導調整活性污泥的濃度值,Z終得出活性污泥濃度與進(jìn)水有機物濃度的Z佳比例。

      在實(shí)際工作中,大家可能都會(huì )遇到一個(gè)問(wèn)題,那就是過(guò)大的排泥速率會(huì )導致活性污泥濃度快速下降,等到活性污泥濃度每日分析結果出來(lái)的時(shí)候,再去改變操作,往往為時(shí)已晚,難以迅速恢復。

      同樣的,過(guò)小的排泥速率會(huì )導致排泥效果不明顯,如果排泥量低于活性污泥的增長(cháng)量,我們還會(huì )發(fā)現污泥濃度隨著(zhù)排泥的進(jìn)行反而還會(huì )上升。

      因此,如何控制合理的排泥,將F/M控制在合理范圍對我們工作來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。而這就需要我們平時(shí)多多積累排泥的經(jīng)驗數據,特別是在不同活性污泥濃度情況下,對應排泥量的曲線(xiàn)還是非常有必要作的。

      3、F/M與DO之間的關(guān)系

      F/M與DO的關(guān)系,類(lèi)似于我們上面提到的F/M與MLSS之前的關(guān)系,這里就不過(guò)多解釋了。

      概括起來(lái)講,就是在較低F/M情況下,同樣降解一定量的有機物,所消耗的溶解氧相對來(lái)說(shuō)要更高。

      這是因為當F/M過(guò)低時(shí),相應的活性污泥濃度處在一個(gè)過(guò)剩的范圍內,這部分過(guò)剩的活性污泥越多,消耗額外的溶解氧自然也就越來(lái)越多了。

      當搞清楚這層關(guān)系后,我們在水處理過(guò)程中就可以通過(guò)F/M來(lái)達到節能降耗的目的了——在保持處理效果的前提下,盡量提高F/M,以避免不必要的曝氣消耗。


      三、污泥負荷對污染物去除率的影響

      1、F/M對COD去除效率的影響

      以A2/O為例,活性污泥對COD的去除率隨F/M的增加呈先升高后下降的變化。

      ?當進(jìn)水F/M介于0.15~0.28kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí),系統對COD的去除效果Z好。

      ?當進(jìn)水F/M<0.15kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí), F/M越高COD降解速率越快。

      ?當進(jìn)水F/M>0.28kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí),COD降解速率顯著(zhù)下降。這主要是因為在高F/M條件下,水力停留時(shí)間較短,微生物對有機物的吸附和氧化不充分,從而導致COD去除率減小。

      值得一提的是,在低溫條件下,當活性污泥A2/O系統的進(jìn)水F/M分別為0.22、0.31和0.39kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí),系統對COD的去除率隨著(zhù)負荷的增大而減小,平均去除率由87.2%下降至80.7%。

      這是由于在低溫條件下,微生物的生理活性受到抑制,導致其對有機物的降解能力有限,所以在此條件下降低F/M可以提高系統對COD的去除能力。

      2、F/M對氨氮去除效率的影響

      在活性污泥A2/O工藝中,NH3-N的去除率與F/M呈負相關(guān)關(guān)系,低F/M有利于系統對NH3-N去除。

      ?低F/M運行時(shí),水力停留時(shí)間較長(cháng),有利于NH3-N和NO2--N被充分氧化;當系統的F/M介于0.14~0.28kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí),NH3-N的去除率Z高,平均去除率達96.1%。

      ?而高F/M下,水力停留時(shí)間較短,NH3-N無(wú)法被充分硝化形成NO3--N。

      同時(shí),有研究研究表明,亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的Z佳生長(cháng)溫度為25~30℃,氨氧化菌(AOB)的Z佳生長(cháng)溫度為28℃,溫度不僅影響著(zhù)NOB的生長(cháng)速率,還影響硝化反應的進(jìn)程。

      當溫度低于10℃時(shí),NOB的活性受到明顯抑制,當溫度降至5℃以下時(shí),硝化反應基本停止。

      當溫度為7.5~11.5℃時(shí),隨著(zhù)活性污泥A2/O系統進(jìn)水F/M的提高,NH3-N去除率隨之降低。

      在進(jìn)水NH3-N平均濃度為30.9mg/L條件下,當F/M由0.22kgCOD/(kgMLSS·d)提高到0.39kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí),出水NH3-N濃度由12.3mg/L增加到13.9mg/L,平均去除率也由60.2%降低到53.1%。

      3、F/M對磷去除效率的影響

      聚磷菌屬于低溫耐冷菌,低溫對活性污泥A2/O系統除磷效率的影響并不是十分顯著(zhù)。

      有研究數據表明,在低溫條件下,當系統的進(jìn)水F/M分別為0.22、0.31、0.39kgCOD/(kgMLSS·d)時(shí),進(jìn)水TP平均濃度分別為5.73、5.41和5.2mg/L,出水TP平均濃度分別為1.21、0.89和0.67mg/L,系統對TP的平均去除率分別為78.9%、83.8%和87.4%。不難看出,TP的去除率并沒(méi)有顯著(zhù)的變化。


      聲明:本文轉自環(huán)保水圈,作者COD君,本文版權歸原作者所有,不代表本網(wǎng)站觀(guān)點(diǎn),僅供學(xué)習交流之用,不做商業(yè)用途。如文中的內容、圖片、音頻、視頻等存在第三方的在先知識產(chǎn)權,請及時(shí)聯(lián)系我們刪除。


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