9.曝气池的构造 近几年来,很少注重曝气池的构造。似乎什么构造的曝气池都能施用。实际上,曝气池的构造对活性污泥法起着一个十分重要的作用。 英国研发的窄而长形曝气池是考虑以连续流池来代替间歇池。当旋流曝气池引入西方强国时,开始注重曝气池的纵向短流问题。于是在池的横方向设置了障板,以防短流,但效果不佳,以后又拆除了。将曝气池横切面的四角做成内圆,有利于旋转并防止死角,减少水头丧失。池深取决于曝气器所施用的吹风机压力,池宽通常为池深的一倍。 用示踪剂研究表明:示踪剂的峰值约在停留时间的35%的长度位置上,流态偏向于完全搅混。申明纵向搅混很严重。氧消耗率的数据表明:开始时的速率远远超过氧的实际传递能力,迫使未被处理的有机物移向曝气池的下方,氧消耗率在35%的纵向距离以前跌得很快,然后慢慢往下跌,曝气池底部的DO仍然为零,明显地申明氧传递受到限制的情况。推流曝气池实质上类似串联的几个完全搅混池。 处理量小的完全搅混曝气池是一个小的圆形和矩形池,只配有一个机械曝气机,很容易围绕曝气机形成搅混区。但当处理量变大后,曝气池也相应增大。三或四只曝气机放在同一只大的曝气池中,这样,围绕每一个曝气机形成了一个搅混区。若在曝气池的一端进水,另外一端出水,则进水端的混合液的氧吸收率比力高,而出水口附近的混合液氧吸收率低。这种情况申明曝气池不是充实完全搅混的。当曝气池很大时,设置了很多等距离的曝气机,一端进水,一端出水。这样的曝气池类似于传统的曝气池。 随着池型的发展,穿孔管曝气已施用于20m深的曝气池中去,在这种深度下,可以产生细气泡,增加了氧的传递能力。机械曝气机配合导流简可用于10m深的池中。设计工程师应将曝气设备的特征和池型构造有机地结合起来适应各类有局限的空间,举行创造性的事情。 10.pH和碱度 活性污泥通常运行在pH:6.5-8.5pH所以能保持在这个范围,是由于污水中的蛋白质代谢后产生的碳酸铵碱度和从天然水中带来的碱度所致。生活污水中有足够的碱度使pH保持在较好的水平。软水地区的天然水中缺少天然碱度。由于有机酸的形成。pH可跌到5.5,甚至低于5.0。在这种系统中可用pH来度量举行中的硝化作用。 工业污水中时常缺少蛋白质,因而产生pH过低问题。在糖厂、淀粉厂和某些合成化学厂,这个问题尤为严重。糖、醛、丙酮和乙醇被细菌代谢为有机酸,它能降低pH和减慢代谢速度。碱或石灰能直接添加到曝气池中,以维持所希望的pH。碱或石灰同代谢产生的Cq作用产生碳酸钠或碳酸钙可作为缓冲剂。工业污水中的有机酸通常在步入曝气池前举行中和。当有机物被代谢时,形成了相应的碳酸盐。氨基化合物和蛋白质由于代谢释放了铵离子,从而形成了碳酸铵。 当pH低于6时,刺激了霉菌和其它真菌的生长,抑制了通常细菌的生殖。丝状真菌的沉淀性能差,使过量的微生物流失于出流中。 11.溶解氧浓度 通常溶解氧浓度不是一个关键因素,错非溶解氧浓度跌落到靠近于零。只要细菌能获得所需要的溶解氧来举行代谢,其代谢速率不受溶解氧浓度的影响。当耗氧速率超过实际的氧传递速率时,代谢速率受氧传递速率节制。 好氧代谢,包括硝化,仅发生在曝气池中有剩余氧的处所。从理论上讲,剩余的氧约1mg/L是足够了。有很多人做了研究以为,对于单个悬浮着的好氧细菌代谢,溶解氧浓度只要高于0.1-0.3 mg/L,代谢速率就不受溶解氧浓度影响。但是,活性污泥絮体是许许多多个体集结在一起的絮状物质,要使内部的溶解氧浓度到达0.1-0.3mg/L,絮体周围的溶解氧浓度一定要高得多,详细数值同絮状体的大小、结构及影响氧扩散性能的搅混情况有关。最主要的还是搅混情况。从某种意义上讲,搅混情况决议了絮状体的大小和结构。因而这个数值是和搅混情况有关·的一个变数。而搅混、充氧都是经由过程曝气设备来完成的,经过长期的摸索之后,一般以为混合液中溶解氧浓度应保持在0.5~2mg/L,以保证活性污泥系统正常的运行。 过分的曝气,虽溶解氧浓度很高,但由于紊动过分剧烈,导致絮状态体破裂,使出水浊度升高。特别是对于耗氧速度不高,而泥龄偏长的系统,强烈混合使破碎的絮体不能大好的再凝聚。保证絮体大好凝聚的条件是活性物质占整个MLSS的1/3,当活性物质低于10%时,絮体很易破碎而不能大好地再凝聚。这些离散的污泥沉淀性能差,往往流失于出流中。原生动物也不能去除这些颗粒,因为它缺少原生动物所需的营养。过分的曝气使这些颗粒有可能积聚在沉淀池的表面,形成深褐色的浮渣。 12.污泥膨胀及其节制 正常的活性污泥沉降性能良好,其污泥体积指数SVI在50~150之间;当活性污泥不正常时,污泥就不易沉淀,反映在SVI值升高。混合液在1 000mL量筒中沉淀30min后,污泥体积膨胀,上层澄清液减少,这种征象称为活性污泥膨胀。活性污泥膨胀是活性污泥法的老大难问题。因膨胀污泥不易沉淀,容易流失,既降低处理后的出水水质,又造成回流污泥量的不足,如不及时加以节制,就会使系统中的污泥愈来愈少,从根本上破坏曝气池的运行。据上海市的调查,几乎所有采用活性污泥法的城市污水厂都曾发生过污泥膨胀问题。据前联邦德国斯图加特大学给水排水研究所对数百个活性污泥法城市污水厂调查的结果表明,有70%以上的污水厂都存在不同程度的污泥膨胀问题。 但是,沉降性能恶化并不都是污泥膨胀征象,不应混淆。例如,在二沉池中,由于反硝化生成氮气使污泥上浮,或是部门地区积泥造成厌氧发酵而上浮等都不属于我们所讨论的污泥膨胀问题。膨胀的活性污泥,主要体现在压缩性能差,沉淀性能不良,这主要体现在SVI值高。而它的处理功能和净化效果并不差。作为膨胀污泥的SVI限值,今朝并不统一。一般以为,SVI超过200,就算污泥膨胀。活性污泥膨胀可分为:污泥中丝状菌大量生殖导致的丝状菌性膨胀以及并无大量丝状菌存在的非丝状菌性膨胀。丝状菌性膨胀是最时常发生和最主要的一类膨胀。 (1)丝状菌性膨胀这种膨胀是污泥中的丝状菌过度增长生殖的结果。活性污泥中的微生物是一个以细菌为主的群体。正常的活性污泥是絮花状物质,其骨干是千百个细菌结成的团粒,叫菌胶团;细菌的絮凝可能是Zooglc~ramigera分泌的外酶造成的。在不正常的情况下,活性污泥中菌胶团受破坏,而丝状菌大量出现。膨胀污泥中的丝状菌,据荷兰和前联邦德国学者的调查研究,已分离出一百多种,其中常见的有数十种。根据上海市污水厂的调查,主要是以浮游球衣细菌Sphaerotilusnatans为代表的有鞘细菌和以丝硫细菌为代表的硫细菌。
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