基于批沉降實(shí)驗(yàn)研究活性污泥沉降速率

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1、基于批沉降實(shí)驗(yàn)研究活性污泥沉降速率2006年1月重慶大學(xué)(自然科學(xué)版)第29卷第1期JournalofChongqingUniversit—y(NaturalSci—enceEdition)Jan.20o6Vo1.29No.1文章編號(hào):1000—582X(2006)Ol—Oll2一O5基于批沉降實(shí)驗(yàn)研究活性污泥沉降速率李振亮,張代鈞,盧培利,許峰(重慶大學(xué)1..資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;2.西南資源開(kāi)發(fā)及環(huán)境災(zāi)害控制工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶400030)摘要:運(yùn)用批沉降實(shí)驗(yàn)研究了活性污泥的區(qū)域沉降和壓縮沉降規(guī)律,確定了沉降特性參數(shù).考察了經(jīng)驗(yàn)公式法確定區(qū)域沉降速率參數(shù),發(fā)現(xiàn)其與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值存在較大的

2、差異.建立了個(gè)關(guān)于壓縮沉降過(guò)程中污泥層高度與時(shí)間的數(shù)學(xué)模型,給出了模型中參數(shù)的估計(jì)方法;運(yùn)用批沉降實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明模型能夠較為理想地描述壓縮沉降過(guò)程.并在該模型的基礎(chǔ)上,提出了判斷區(qū)域沉降到壓縮沉降臨界點(diǎn)的理論公式,導(dǎo)出了一個(gè)新的壓縮沉降速率公式,表明壓縮沉降速率不僅和沉降時(shí)間有關(guān),還和污泥的初始濃度及污泥層初始高度有關(guān).關(guān)鍵詞:活性污泥;沉降速率;參數(shù)估計(jì)中圖分類(lèi)號(hào):X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A活性污泥沉降與通常所說(shuō)的固體顆粒沉降的區(qū)別在于即使是在低濃度(約1gMLSS/L)下,活性污泥也能有強(qiáng)烈的絮凝趨勢(shì),從而直接進(jìn)行區(qū)域沉降….二沉池中活性污泥沉降過(guò)程分為4個(gè)階段,其中的緩慢

3、階段(Lagstage)和過(guò)渡階段(Transitionstage)歷時(shí)較短,主要發(fā)生的是區(qū)域沉降階段和壓縮沉降階段.衡量污泥的沉降性能一般用區(qū)域沉降速率,人們對(duì)其研究也較多,而對(duì)壓縮沉降的研究較少.區(qū)域沉降速率是在輕微攪拌條件下實(shí)驗(yàn)測(cè)得的,即口(stirredzonesettlingvelocity).目前已提出多種區(qū)域沉降速率公式,應(yīng)用較多的是Vesilind公式和Cho公式口;其中前者的應(yīng)用最為廣泛,其參數(shù)的取值,可以從側(cè)面反映污泥的沉降性能.Vesilind公式的參數(shù)可以通過(guò)傳統(tǒng)的批沉降實(shí)驗(yàn)測(cè)得,也可以通過(guò)它們與污泥沉降性能指標(biāo)SVI,DSVI(dilutedSVI),SSVI(sti

4、rredSVI)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系直接獲得J.壓縮沉降的沉降速率由污泥的沉降特性決定,但目前對(duì)這種沉降的機(jī)理并不完全清楚.壓縮沉降時(shí)污泥不僅受到水力條件的限制,它們之間的相互作用,諸如壓迫,壓縮,滲透等,也起著重要作用,致使污泥顆粒問(wèn)距離愈來(lái)愈小,水分被從中擠壓出來(lái)J.對(duì)壓縮沉降速率的研究長(zhǎng)期以來(lái)一直存在2個(gè)難題:一是壓縮沉降的開(kāi)始時(shí)間難以判斷,二是壓縮沉降速率隨沉降時(shí)間變化難以測(cè)定;所以至今未形成共識(shí)J.然而在利用基于固體通量理論的二沉池模型進(jìn)行預(yù)測(cè)或模擬時(shí),壓縮沉降與區(qū)域沉降同樣重要,尤其是在對(duì)回流污泥濃度的預(yù)測(cè)和沿二沉池縱向分布的污泥濃度的模擬上;在二沉池的設(shè)計(jì)中,區(qū)域沉降特性決定表面積的取值,

5、而壓縮沉降特性對(duì)高度的確定起很重要的作用….論文運(yùn)用批沉降實(shí)驗(yàn)研究了活性污泥的區(qū)域沉降和壓縮沉降規(guī)律,特別對(duì)壓縮沉降過(guò)程的模型描述進(jìn)行了深入的探討.1批沉降實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)所用活性污泥取白重慶市某污水處理廠.沉降柱高為1.2m,內(nèi)徑為200mm,符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法….在沉降過(guò)程中,攪拌速率為1rpm;定義污泥濃度約為1g(MLSS)/L時(shí)的界面為污泥層高度.沉降實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行了4組,每組進(jìn)行了6個(gè)不同污泥濃度的沉降實(shí)驗(yàn),測(cè)定沉降過(guò)程中污泥層高度隨時(shí)問(wèn)的變化.高濃度污泥由沉降濃縮所得,低濃度污泥由污水處理廠進(jìn)水稀釋時(shí)所得.污泥濃度由重量法測(cè)定J.每組實(shí)驗(yàn)從取污泥到實(shí)驗(yàn)完成都控制在24h內(nèi).描繪出完整的壓縮

6、沉降階段需要漫長(zhǎng)的沉降過(guò)程,但是又要防止反硝化的發(fā)生,權(quán)衡取實(shí)驗(yàn)沉降時(shí)問(wèn)為1.2h,此時(shí)污泥層高度變化微小.實(shí)驗(yàn)所測(cè)沉降曲線(xiàn)如圖1所示,圖1中高濃度污泥沉降曲線(xiàn)的緩慢階段持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),這與污泥的沉降性能有關(guān).收稿日期:2005—08—20基金項(xiàng)目:教育部?jī)?yōu)秀青年教師資助計(jì)劃(教人司[2003]355號(hào));重慶市科委"十五"重點(diǎn)科技項(xiàng)目(7517一O2)作者簡(jiǎn)介:李振亮(1981一),男,山西大同人,重慶大學(xué)碩士研究生,主要從事廢水處理原理與技術(shù)的研究.第29卷第1期李振亮,等:基于批沉降實(shí)驗(yàn)研究活性污泥沉降速率1130.20.40.60.81.01.2t/h(1)a組實(shí)驗(yàn)的沉降曲線(xiàn)t/h(2)

7、b組實(shí)驗(yàn)的沉降曲線(xiàn)+6.9880.20.40.60.81.01.2t/h(3)c組實(shí)驗(yàn)的沉降曲線(xiàn)(4)姐實(shí)驗(yàn)的沉降曲線(xiàn)圖14組實(shí)驗(yàn)的沉降曲線(xiàn)2分析與討論2.1區(qū)域沉降速率參數(shù)的測(cè)定目前已提出的多種區(qū)域沉降速率公式,應(yīng)用最多的是Vesilind公式,其表達(dá)為:船=U0e～.(1)可變換為:lnv=lnvo+(一nX).(2)將每條沉降曲線(xiàn)的區(qū)域沉降段近似為直線(xiàn),對(duì)其進(jìn)行最/b-"乘法線(xiàn)性擬合,所得斜