经验已经表明,通常活性污泥法系统的微生物平均停留时间约为水力停留时间的20倍。延时曝气系统的比例为30:1,甚至为40:1。对于高负荷系统,其比例靠近10:1。通常活性污泥系统的水力停留时间,对城市污水来讲,为4-6h,则相应的微生物停留时间为3.3~5 d。延时曝气的水力停留时间为24h,则微生物停留时间为30d左右。高负荷系统曝气时间为2-3h,微生物停留时间约为1d。这些是经验的数值。 计算活性污泥法系统的MCRT是否应包括二沉池中的活性污泥量呢?无疑在二沉池中有着可观的活性污泥量,但由于氧的浓度很低,微生物代谢可以忽略。因而在评价时,不能只看到活性污泥总量,而要看条件。正由于此,大大都活性污泥法系统设计时,只根据曝气池的污泥来计算MCRT。但在接触不变系统中,因为混合池和再曝气池的水力停留时间不同,MLSS浓度也不同,且二次沉淀池时常用作污泥调蓄池,在这种情况下,根据混合池和再曝气池的运行数据计算MCRT发现变化很大,而考虑沉淀池污泥量后,则MCRT比力不变,这个问题还值当研究。其它大部门活性污泥法系统以天计的总有机负荷和剩余污泥量变化半大,每天计算的MCRT值比力不变。 微生物的平均停留时间还有助于进一步理解活性污泥法的某些机理。前面曾指出,活性污泥分两个阶段去除污水中有机物,先是吸附,后是不变,而且吸附的时间比力短,不变的时间比力长。但对稳按时间的长短没有详细概念。实际上,微生物平均停留时间反映了稳按时间的长短。因而根据微生物停留时间来考察活性污泥,是认识活性污泥的一个有效途径。 有时,微生物平均停留时间还有助于申明活性污泥中微生物的构成。世代时间长于微生物平均停留时间的那一些微生物几乎没可能在这个活性污泥中生殖。例如,有人曾研究了亚硝化单胞菌属的生长率,并推算了它们的世代时间,如表14-7所示。 从上表可知,当混合液温度为20℃,活性污泥停留时间为2d时,亚硝化单胞菌属就没可能在这个活性污泥中生殖。因为在这种情况下,这属细菌每日只能增加33%,但每日却要排出50%。排出的多,增加的少,它们只会减少,不会增多。这时,混合液中氮氨就不会得到硝化,出水中即使有硝镪水盐,浓度必然很低。若希望出水中的氨氮含量低,就得降低污泥负荷率,提高微生物平均停留时间。 6.氧传递速率 氧传递速率将最终确定任一活性污泥法系统的能力。氧传递速率要考虑二个历程,即氧传递到水中以及真正传递到微生物的膜表面。通常的试验数据只表明氧传递到水相,但这并不象征着同样量的氧已到达了微生物表面,尔后者则节制着微生物能力的发挥。从这个观点来看,曝气设备不仅要提供充实的氧,而且要创造足够的紊动条件,以剪切活性污泥絮体,这样可使被围在污泥絮体中的细菌得到氧。因此要提高氧的传递速率,必须有充足的氧量,并使混合液中的悬浮固体保持悬浮状态和紊动条件。无疑,曝气设备的选择,布置,以及如何同池型配合,是提高曝气池性能的重要条件。 机械表面曝气机,是把水粉碎成小的液滴,散布于连续的大气相中,而扩散曝气器则是把空气粉碎成微小气泡,散布于连续的液相。目的都是希望从空气中获得氧,提高液相中的氧浓度。有人以为,从实际的观点来看,以液滴的方式来获得同量的氧量比气泡的方式容易。但这个比力是不涉及曝气设备的性能和能耗,布置的简略单纯性、以及池型配套的易行性等因素,今朝二种曝气方法几乎同样流行。事实上曝气设备的发展还和水力流态,即反应器的型式有关。 在气泡曝气中,气泡在上升的历程,向邻近液体传递氧,因而气泡中的氧浓度降低,相邻液体的氧浓度提高,这二个因素都使氧的传递速率减慢。而细的气泡不能促推邻近液体产生紊动,泡和水几乎是同速上升。因而最大的氧传递速率是发生在气泡刚形成时。基于这种认识,要提高氧传递速率,就要尽可能使单位气量分布在最宽的断面上。但是当把扩散板布满大部门池底时,在同样的气量下,曝气强度(单位平面或物体表面的大上的气体流量)不够,MLSS要沉下来。因而把扩散板移向池的一边,这样能使MLSS保持悬浮状态。 机械曝气中施用的齿轮箱和轴承的经久性相对于气泡曝气来说是一个很大的问题。慢速曝气机的搅混深度为2.5~3m,高速曝气机的搅混深度更低。设置导流筒可以改善搅混深度,但要增加动力消耗。慢速机械表面曝气机的氧传递速率为40~50mg/L·h,高速机械表面曝气机的氧传递速率为20-30mg/L·h。 近年来,对曝气叶轮的减速传动装配不断加以改进,今朝在一些污水处理厂中已采用直流电动机代替变速电动机。直流电动机的优点是效率高,运转不变,经由过程调整电压的方法来转变叶轮换速,以满足需氧率的变化。从运行实践来看,反应普遍良好。缺点是调压设备庞大,占地较多。有些厂已用可控调压设备来改进。 7.回流污泥浓度 在1 L的量筒中测定SVI,筒壁对活性污泥的沉降特征有影响。某些厂的SVI大于100,但也能产生10000mg/L的回流污泥,申明沉淀池的污泥沉降特征比量筒还要好。 沉降浓缩性能略差的回流污泥,其浓度范围在5000~8000mg/L,则回流量等于原污水的25%。若回流浓度为5000mg/L,则回流量为原污水的67%。 8.回流污泥率 正如上边指出的,回流污泥量与回流污泥浓度和所期望的MLSS浓度有关。要求的MLSS浓度高,回流量就要增大。 高的污泥回流量增大了步入沉淀池的流量,增加了二沉池的负荷,缩短了沉淀池的沉淀时间,降低了沉淀效率,使未被沉淀的固体随出流带走。活性污泥回流率的设计应有弹性,并应操作在可能的最低流量。这为沉淀池提供了最大不变性。 今朝有些厂施用螺旋泵,该泵提升水头小,事情弹性大,适合于回流活性污泥。 小厂运行时,回流污泥量可变性大,为了力争有机负荷率保持不变,近年来已施用变速泵,以便有规律地来调治回流量。但是经验表明,节制有机负荷率不变,引起的问题还是不小。因随着污水流量的增加而增加污泥回流量,这样对二次沉淀池产生了很大的水力冲击,恶化出流。增加MLSS等于增加需氧量,否则不能维持有机负荷的不变,但却引起了曝气系统的过负荷,再次促推出流恶化。 研究表明,一般情况下,恒量的污泥回流比变量回流好。恒量的污泥回流是最轻便的运行方式。在恒量回流而当人流量较低时,沉淀池中有较多的回流污泥流人曝气池,比从曝气池中流人沉淀池的污泥多,这样,在曝气池中的MI.KG增加了,这等于为流量和有机负荷的增加作了准备,而沉淀池中存贮的污泥体积变得最小。当流量增加和有机负荷增加时,曝气池中较高的MLSS已具备了适应条件,这时有更多的MISS从曝气池中流向沉淀池时,而二次沉淀池早已留出了空间。MLSS能自动地响应流量和有机负荷的变化,以产生最好的出流质量。因而,保持恒量回流,并使回流量节制在相对较低的流量上,能自动调治人流量和有机负荷的变化。季节性的流量变化较大,只要几个星期转变一次回流量便可。
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