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汇说:污泥回流系统的控制方法及其比较

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为什么要对污泥回流进行控制?说到底,是为了使污泥在生物反应池和二沉池中合理地分配。通过调整回流比R,可将生物反应池中MLSS增加或减少,进而影响污泥负荷F/M、污泥代谢活性、出水水质、污泥产率、沉降性能等一系列性能指标。当然,针对不同的活性污泥工艺, 选择不同的回流比会有很大差异。
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© 环保之家[2tech.cn]( c8 e9 d1 J- Z一般来说,传统活性污泥系统的回流污泥量变化范围为进水流量的30%~50%。像A2/O生物脱氮除磷、氧化沟等这些工艺的回流比可能高达50%~100%,甚至更高。因此,在实际运行中,操作人员应根据进水水质水量的波动和污泥沉降性能的变化,对回流比进行调整。7 L8 x3 o2 ?" e$ A8 u© 2tech.cn
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01
关于污泥回流系统的控制

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© 环保之家[2tech.cn]6 {- z3 Q0 d/ M5 D8 s0 Y0 ^具体有以下4种方法:
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1、保持污泥回流量QR恒定
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© 环保之家[2tech.cn]' E* r! e/ `$ u! [  i恒定回流量是最常用、最简单的控制方法。通常白天与夜间可按两个不同的设定值来控制回流污泥量。
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© 环保之家[2tech.cn]; \1 A- w3 k1 R* F  i+ n1 C该方法不考虑进水负荷变化,而是按一定流量控制污泥回流,因此它并不是最理想的控制方法,更适用于进水流量Q相对恒定或波动不大的情况。
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如一般大型污水处理厂,其进水流量相对变化小,而且可以通过泵前集水井与管道存水,实现均衡进水,在液位可承受范围内恒定流量,此时采用定QR控制简单便利易实现。
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© 环保之家[2tech.cn]7 N, E( q& c' e- _! J但如果进水流量变化较大,会导致污泥在二沉池和生物反应池中重新分配,产生一系列问题。  \$ h9 H$ I4 d) L2 b1 g% s© 2tech.cn
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当Q增大时,部分生物反应池中的污泥会转移到二沉池,使MLSS降低,但此时生物反应池却需要较高的MLSS去处理增加的污水;同时二沉池内污泥增加会导致泥位上升,有污泥流失的可能。# z. s3 t2 w; a3 ?© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]& ?6 w( N. z) G当Q减小时,部分污泥会从二沉池转移到生物反应池,使MLSS升高,但此时生物反应池却并不需要太高的MLSS。
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2、保持污泥回流比R恒定! `) x3 d, P( {. J& K6 G$ A© 2tech.cn
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与进水流量Q成一定比例来控制回流污泥量,如回流污泥浓度RSSS不变,那么MLSS也能维持不变。
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但根据回流污泥浓度RSSS与二沉池表面负荷Q/A、污泥沉降性能参数k、n的关系式,
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我们可以发现,回流污泥浓度随着二沉池表面负荷、污泥沉降性能的变化而变化,很难维持MLSS不变。
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© 环保之家[2tech.cn]: W8 r$ ?% r; O7 A相关研究为了分析恒定QR控制和R控制对活性污泥系统的影响,假设二沉池表面负荷Q/A为0.6,回流比R=40%,MLSS=4000mg/L,污泥沉降性能保持不变(k=20,n=0.3),然后利用上述关系式计算MLSS的变化,并计算污泥负荷F/M及二沉池固体负荷的变化。具体数据见下表:% y, |5 U' v7 n: I2 p4 q© 2tech.cn
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水量变化时定回流量和定回流比污泥回流控制的影响 (SVI一定)" ~& ~4 O4 v: `; d+ l; a8 G© 2tech.cn
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由实验数据看,无论是实施恒定回流量控制,还是实施恒定回流比控制,水量的变化造成MLSS和F/M的变化都是一致的,即:4 z4 p' }% u  r) Z; `© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn], q* u( @0 G. l/ n进水流量增大,MLSS降低,F/M迅速升高;
© 环保之家[2tech.cn]+ i! F8 @& K; l5 Y1 ^+ ^5 T) b进水流量减小,MLSS升高,F/M迅速降低。
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从变化的幅度看,通过恒定污泥回流量QR控制时,水量变化造成MLSS和F/M的变化较大,对生物反应池的稳定运行不利,但二沉池固体负荷可保持不变,有利于二沉池的稳定运行。% Y" h, R: m* Y1 D; @% j4 \: ^© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]' J- Q7 Z, u3 P5 e对比恒定污泥回流比R控制,虽然使生物反应池对水量变化的缓冲能力有所提高,但对二沉池的运行影响相对较大。7 o/ y5 T; {- }, J© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]& ]$ F4 g. i. E综上所述,无论是恒定QR、还是恒定R,都不算是污泥回流控制的最佳选择,操作人员还应根据工艺条件的变化,采取更加积极的控制策略,保证污水处理厂的稳定高效运行。9 H" \! w0 Q+ P© 2tech.cn
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3、保持混合液污泥浓度MLSS恒定/ j# C" Q7 \9 K. Z7 K3 w! M© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]/ b7 k  R8 e/ P! N在活性污泥法中,MLSS通常都控制在3000mg/L左右。所谓的恒定MLSS控制是指尽可能使MLSS维持一定的目标值。# R* k& o& u. {4 b8 Y6 |& K© 2tech.cn
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操作人员可根据进水流量Q、回流污泥浓度RSSS和混合液污泥浓度MLSS的目标值,计算能让MLSS达到目标值所需要的回流量,然后按这个量进行控制。
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© 环保之家[2tech.cn]& }4 Y. h  _, \) W: ]值得一提的是,恒定MLSS控制的控制范围和有效控制时间都受到二沉池中污泥储存量的限制。3 n. O8 \2 F, y' E, w6 G6 b" J© 2tech.cn
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进水量很小时,二沉池中污泥停留时间过长可能引起污泥上浮或污泥质量与活性下降;. E, f$ |% ^$ R© 2tech.cn
进水流量很大时,二沉池又不能提供足够的回流污泥量。$ H* i8 p1 o" P© 2tech.cn
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因此,只有设置回流污泥储存池才能实现严格的恒定MLSS控制。. J9 m% n& F9 u% @5 f© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]! C8 _& G  ]. f! P7 R4、保持污泥负荷F/M恒定" X2 n& D; ?7 g5 h© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]: P2 b0 ^8 p! U2 B: ^5 d所谓恒定F/M控制是使有机物量F和微生物量M的比值保持在适宜范围内的控制方法。- n0 g6 R; r/ Q7 }( P  [* \& A© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]& ]# L$ f5 ~8 P/ R5 t! T& s8 {与恒定MLSS控制相比,该控制更需要设置回流污泥储存池。但即使这样,在进水水量变化很大时(如超过20%)也难以做到定F/M控制。$ m) F2 l9 P, d- r6 M; l% g, ?; t© 2tech.cn
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值得一提的是,无论是恒定MLSS控制,还是恒定F/M控制,都是按照RSSS与MLSS调节回流比。 8 |) x" T; v- _# t3 {% o4 C© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]7 A. f! N1 P- q. o# i/ F' ]* @$ o相关研究对恒定MLSS控制和定F/M控制进行比较,假设二沉池表面负荷Q/A为0.6, 回流比R=40%,MLSS=4000mg/L,污泥沉降性能保持不变(k=20,n=0.3),水量变化时维持MLSS或F/M不变,需要的回流比R,以及由此产生的其他影响,结果如下表。
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水量变化时定MLSS和定 F/M污泥回流控制的影响 (SVI一定)- l/ X/ O/ V" o1 y- H© 2tech.cn
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从上表数据可知,实施恒定MLSS控制时,生物反应池和二沉池都受一定影响,但能适应较大的流量变化,要求二沉池有较强的储泥能力。! N, h% d0 Q, a- T% C© 2tech.cn
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而实施恒定F/M控制时,适于水量变化不大时,可保证生物系统稳定,对二沉池则有一定影响,如水量变化超过20%,定F/M控制不可行。
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根据情况定期或随时调整回流量或回流比, 无疑可使系统总是处于较佳状态,但相应增加了运行控制的难度。" A  G% C, i# P9 Y© 2tech.cn
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02
污泥回流控制方法比较

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© 环保之家[2tech.cn]! m* {: z7 F  }0 E( j将水量发生变化时恒定回流量QR控制、恒定回流比R控制、恒定MLSS控制、恒定F/M控制四种污泥回流控制方法对系统性能的影响综合分析,结果如下:7 e; K0 j4 N% v9 T% A# W0 m# Q© 2tech.cn
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水量变化时不同污泥回流策略对系统性能的影响
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1、保持污泥回流量QR恒定进行控制
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© 环保之家[2tech.cn]7 E  K! @( W+ d主要考虑二沉池的稳定, 但对生物反应池影响较大, 对水量变化的适应性不强。- s9 G! k* I- z% m/ j5 x© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]/ W: T7 B' y; ^  i" Q) [2、保持回流比R恒定进行控制7 U2 s/ h! V" g$ k© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]! E) Q# K. _; L  \8 v7 s是一种很好的选择,与恒定MLSS控制比, 对污泥负荷 F/M的影响要大些, 可能会影响处理效果, 但对二沉池的影响小。这种控制策略对水量变化有一定的适应性。 ) F8 {" C" Q; `; A- e5 `© 2tech.cn
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© 环保之家[2tech.cn]$ F, D8 Z% i2 ]9 s' j无疑是一种较佳的控制策略,对水量变化有很好的适应性,对系统总体影响小,但对二沉池有一定要求,需要能承受较大的固体表面负荷,且有足够的储泥空间。3 u/ }/ Q( L$ k# a0 K© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]- c9 h7 G- V9 W. E, y( @4、保持F/M恒定进行控制
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虽然可保证污泥负荷的相对稳定,对生物处理有利,但对系统其他性能的影响很大,对设施能力的要求也很高,不适合于水量有较大变化的情况, 因此采用这种控制策略具有很大的局限性。. @( U- f5 P  O8 {; k% k4 Q9 [© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]8 @, X9 j/ O& C$ J0 A综上所述,恒定回流比R控制与恒定MLSS控制都是很好的污泥回流控制策略。
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© 环保之家[2tech.cn]# d4 |, d: w7 ~9 E& v1、若工艺设计允许F/M有一定变化,则可选择恒定回流比R控制策略;2 o4 J% b, R3 @# e% I© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]$ f+ ]$ a- M: ]' v  J# S2、若二沉池能力有余量, 可选择恒定MLSS控制策略;
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3、若在水量变化不大、回流系统能力满足要求的情况下,可选择采用恒定回流量QR控制和恒定F/M控制。0 \  M8 K+ y2 M+ X, r! L( o© 2tech.cn

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