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活性污泥系統的運行分析

      在運行管理中，經常要進行運行調度，對一定水質水量的污水，確定投運幾條曝氣池、幾座二沉池、幾臺鼓風機，以及多大的回流能力，每天要排放多少污泥。運行調度方案可按以下程序編制：

      確定水量和水質 即準確測定污水流量Q，入流污水的BOD5及有機污染物的大體組成。確定混合液污泥濃度MLVSS MLVSS值取決于曝氣系統的供氧能力，以及二沉池的泥水分離能力。從降解污染物質的角度來看，MLVSS應進量高一些，但當MLVSS太高時，要求混合液的DO值也就越高，前已述及，在同樣的供氧能力時，維持較高的DO值需要較多的空氣量，而一些處理廠的曝氣系統難以達到要求。

      確定有機負荷F/M 應結合本廠的運行實踐，借助一些實驗手段，選擇最佳的F/M值。一般來說，污水溫度較高時，F/M可高一些。反之，溫度較低時，F/M應低一些。對出水水質要求較高時，F/M應低一些，反之，可高一些。傳統活性污泥工藝的F/M一般在0.2-0.5kgBOD5/(kgMLVSS˙d)范圍內。

      核算曝氣時間Ta 曝氣時間，即污水在曝氣池內的名義停留時間，不能太短，否則，難以保證處理效果。對于一定水質水量的污水，當控制F/M在某一定值時，采用較高的。MLVSS運行，往往會出現Ta太短的現象。如Ta太短，即污水沒有充足的曝氣時間，污水中的污染物質沒有充足的時間被活性污泥吸附降解，即使F/M很低，MLVSS很高，也不會得到很好的處理效果。因此，運行中應核算Ta值，使其大于允許的最小值。當然，Ta一般情況下也沒有必要太大。傳統活性污泥工藝一般控制Ta在6~9h之間，最低不能小于5h。Ta用下式計算：

Ta=Va˙n/Q

式中：

n——投運曝氣池的數量。

當Ta太小時，可以降低MLVSS值，增加投運池數。

      在運行管理中，回流比作為應付突發情況的一種暫時手段是很有用的。例如當發現二沉池泥水界面突然升至很高時，可迅速增大回流比，將水界面降下來，保證不造成污泥流失。然后再分析原因，尋找其他措施，待問題解決之后，再將回流比調回原值。回流比雖可長期保持恒定，但必須每天檢查其是否合理，如不合理，可隨時作調整。

確定鼓風機投運臺數 可用下式計算：

n=fo˙Q˙BODi/300Ea˙Qa

式中：

Qa--單臺鼓風機的日供風量;

fo--耗氧系數，kgO2/kgBOD;

Ea--空氣擴散器充氧效率，%。

      另外，當MLVSS 太高時，要求二沉池又叫強的泥水分離能力，一些處理廠的二沉池表面積相對較小，難以提供充足的泥水分離能力。因此，應根據處理廠的實際情況，確定一個最大MLVSS 值，一般在1500-3000mg/L之間。

確定曝氣池的投運數量 可用下式計算:

n=QBODi/F/MMLVSSVa

式中：

n —— 曝氣池數量，個;

Q ―― 污水處理量，m³/d;

BODi――污水原BOD濃度，g/L;

F/M ――污泥負荷，kgBOD/(kgVSS˙d);

MLVSS――混合液揮發固體濃度;

Va――每條曝氣池的有效容積。

從式中可以看出，有機負荷F/M值越低，投運曝氣池的數量就越多。同樣，MLVSS越低，需要投運曝氣池數也越多。

確定二沉池的水力表面負荷qh qh越小，泥水分離效果越好，一般控制qh不大于1.5m3/(m2˙h)。

       確定回流比R 回流比R是運行過程中的一個調節參數，前已述及，R應在運行過程中根據需要加以調節，但R的最大值受二沉池泥水分離能力的限制，另外，R太大，會增大二沉池的底流流速，干擾沉降。在運行調度中，應確定一個最大回流比R，以此作為調度的基礎。傳統的活性污泥工藝的最大回流比可按100%考慮。(10)核算二沉池的固體表面負荷qs 每座二沉池的qs可用下式計算：

qs=(1+R)˙Q˙MLSS/Ac˙n

式中：

n--二沉池投運數量。

      回流的作用是補充曝氣流出的活性污泥。當入流水質水量變化時，自然也希望能隨時調整回流比。但污水在活性污泥系統中一般要停留8h以上，以回流比進行某種調節之后，其效果可能要幾小時之后才能反映出來。因此，通過回流比調節，無法控制污水水質水量的隨時變化。一般情況下，每月之內可保持恒定的回流比。在運行中，當固體表面負荷超過最大允許值時，將會使二沉池泥水分離困難，也難以得到較好的濃縮效果。傳統活性污泥工藝一般控制qs不大于100kg/(m2˙d)，否則應降低回流比R，或降低MLSS，也可以增加投運的二沉池數量。

確定二沉池投運數量 可用下式計算：

n=Q/qh˙Ac

式中：

Ac--單座二沉池的表面積。

核算二沉池出水堰板溢流負荷qw 可用下式計算：

qw=Q/Lw˙n

式中：

n —— 二沉池投運數量;

Lw —— 每座二沉池出水堰板的總長度。

      當傳統活性污泥工藝的二沉池采用三角堰板出時，一般控制qw不大于10m3/(m˙h)。否則，應增加二沉池投運數量。。對于輔流式二沉池來說，在控制qh滿足要求的前提下，二沉池直徑較大時，qw一般都遠小于10m3/(m˙h)。

活性污泥系統的控制周期問題

      對曝氣系統進行實時控制是必要的，因為DO太高，將使能耗增加，DO太低將抑制微生物的活性，降低處理效果。通過實時控制，可使活性污泥時刻處于好氧狀態，并且不使DO成為限制性因素。處理廠對活性污泥系統很難做到時時刻刻進行調控。那么每隔多長時間就應對工藝進行調整一次呢?也就是說，工藝控制周期應該是多長?

      我們首先討論曝氣系統的調節。對曝氣系統可以進行所謂的實時控制，使曝氣池混合液的DO值時時刻刻維持在所要求的數值。很多處理廠一般都設有DO自動控制系統，一旦DO偏離設定值，通過調節曝氣量，可在幾分鐘或十幾分鐘之內使DO恢復到設定值。也就是說，當泥齡5d時，要經過10～15d之后才能觀察到調節排泥量所帶來的控制效果。因此，也無法通過排泥量操作來控制入流水質水量的日變化，當排泥量調節見效時，發生變化的那股污水早已流出系統。但排泥量的多少，應利用F/M或SRT值每天進行核算。

      綜上所述，曝氣系統應實時控制;回流比可在較長的時間內維持恒定，但應每天檢查核算;排泥量亦可在j較長的時段內維持恒定，但應每天核算。當進入污水流量發生變化或水質突變時，應隨時采取控制對策，或重新進行運行調度。

      排泥操作對活性污泥系統的功能及處理效果影響很大，但這種影響很慢。例如，通過調節排泥量控制活性污泥中絲狀微生物的過度繁殖，其效果一般要經過2～3倍泥齡之后才能看出來。