基于SRT的活性污泥工藝控制的探討
SRT是Sludge RetentionTime的(de)首字(zi)母的(de)縮寫,也(ye)就是污泥(ni)停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de)意思,也(ye)有稱為固體(ti)停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)的(de),代表了活(huo)性(xing)污泥(ni)中(zhong)的(de)微生(sheng)物(wu)在生(sheng)化系統(tong)(tong)中(zhong)停留(liu)的(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian),或者說是微生(sheng)物(wu)在系統(tong)(tong)內生(sheng)長(chang)繁殖的(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian),它也(ye)稱為平均細胞(bao)保留(liu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian) (MCRT) 或污泥(ni)齡是污水廠(chang)(chang)生(sheng)物(wu)池容積大小(xiao)的(de)設計重(zhong)要依據之(zhi)一,對于一座已經運行的(de)污水廠(chang)(chang)來說,SRT更重(zhong)要的(de)意義在于工(gong)藝的(de)運行控制。
SRT從一個設計指標(biao)(biao),計算數值(zhi)轉(zhuan)變為(wei)控制(zhi)參(can)數的(de)(de)(de)(de)機理(li)是什么?SRT是活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)在污(wu)(wu)水廠(chang)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化系(xi)統(tong)內(nei)的(de)(de)(de)(de)停留時間(jian),也就是說活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)各種微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)在生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)繁殖的(de)(de)(de)(de)時間(jian),這個指標(biao)(biao)反映了微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)在系(xi)統(tong)能(neng)不能(neng)完成一個或者多個世(shi)代(dai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)繁殖的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)。SRT要和(he)活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)世(shi)代(dai)相匹配吻合(he),才能(neng)在生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化系(xi)統(tong)內(nei)保持一個穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)數量(liang),SRT過長(chang)(chang),微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)世(shi)代(dai)長(chang)(chang),數量(liang)大量(liang)增加(jia),同類型的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)相互之間(jian)的(de)(de)(de)(de)競(jing)爭加(jia)劇,消耗(hao)絮凝體內(nei)的(de)(de)(de)(de)胞外(wai)物(wu)質明顯,活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)呈(cheng)現(xian)老(lao)化的(de)(de)(de)(de)狀態;SRT過短(duan),微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)世(shi)代(dai)還未完成,就被排出系(xi)統(tong),會(hui)造成微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)數量(liang)無法(fa)和(he)進水中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)各種污(wu)(wu)染物(wu)質的(de)(de)(de)(de)量(liang)匹配,無法(fa)有效的(de)(de)(de)(de)去除,導致出水超標(biao)(biao)。因(yin)此過高的(de)(de)(de)(de)SRT和(he)過低的(de)(de)(de)(de)SRT都是會(hui)影響(xiang)到系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de),為(wei)了保持穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)(xing)工況,要進行(xing)(xing)(xing)SRT的(de)(de)(de)(de)合(he)理(li)控制(zhi),使系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)SRT滿足系(xi)統(tong)內(nei)各種微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)(chang)世(shi)代(dai)周期,這也是利用SRT進行(xing)(xing)(xing)活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)工藝(yi)控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)機理(li)。
可以通過硝化菌(jun)在不同溫度下系統內所需要的最小(xiao)SRT來說明這種控制:
圖 1:與(yu)溫(wen)度相關(guan)的(de)硝化菌的(de)最小(xiao)停(ting)留時間SRT
在(zai) 20°C的(de)(de)溫度(du)下(xia),硝(xiao)化菌(jun)在(zai)系(xi)統中完成(cheng)一個(ge)生長世(shi)代最小需(xu)要(yao)四天時間(jian)。在(zai)系(xi)統SRT少于(yu)四天的(de)(de)情況下(xia),剩余污泥排放(fang)造成(cheng)的(de)(de)硝(xiao)化菌(jun)的(de)(de)去除速度(du)會快于(yu)它們(men)的(de)(de)再生速度(du),它們(men)會被沖出系(xi)統,從而(er)不會發生硝(xiao)化作(zuo)用(yong)。因此對于(yu)污水廠來說,嚴(yan)格的(de)(de)出水氨(an)氮的(de)(de)排放(fang)指標(biao)限制,需(xu)要(yao)污水處理廠需(xu)要(yao)保持足夠的(de)(de) SRT 才(cai)能發生硝(xiao)化作(zuo)用(yong)。這也就是(shi)基于(yu)SRT的(de)(de)工(gong)藝運行的(de)(de)控制方法。
SRT對整個活性(xing)污泥的(de)微生物系統會(hui)產生多種(zhong)影響(xiang),下表可以(yi)看到(dao)SRT對活性(xing)污泥處理功能的(de)一些影響(xiang)的(de)情況:
上述可以看到SRT在整個污(wu)水(shui)廠的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)中,和(he)污(wu)水(shui)廠的(de)(de)(de)(de)日常的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)指標都(dou)有一定的(de)(de)(de)(de)關系的(de)(de)(de)(de),如果關系都(dou)比較明確,污(wu)水(shui)廠的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)人員就(jiu)需要知道如何利(li)用SRT進行(xing)污(wu)水(shui)廠的(de)(de)(de)(de)工藝運(yun)(yun)行(xing)調(diao)控。
不論使用怎(zen)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制手段,首要條件一(yi)(yi)定是(shi)(shi)知道自(zi)己水廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)SRT是(shi)(shi)多(duo)少(shao),通過(guo)剩余(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排放量(liang)(liang)(liang)來計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)SRT,是(shi)(shi)常規的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)方法,這(zhe)(zhe)里(li)要注(zhu)意很多(duo)污(wu)(wu)(wu)(wu)水廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)剩余(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)排放沒(mei)有(you)計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)裝置,僅依靠(kao)剩余(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)泵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)行時間(jian)來粗略(lve)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan),這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)值會(hui)有(you)很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差;一(yi)(yi)些(xie)污(wu)(wu)(wu)(wu)水廠(chang)是(shi)(shi)有(you)剩余(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),可以(yi)準確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)讀出(chu)(chu)剩余(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排放量(liang)(liang)(liang),但(dan)是(shi)(shi)在(zai)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)調節池、污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)儲池會(hui)有(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)外(wai)溢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang),這(zhe)(zhe)部分(fen)重(zhong)新(xin)回到系(xi)(xi)統(tong)中(zhong)(zhong),這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下,剩余(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)表(biao)也是(shi)(shi)不準確的(de)(de)(de)(de)(de)(de);也有(you)污(wu)(wu)(wu)(wu)水廠(chang)使用污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)車(che)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫水機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)泵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)行進行計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang),但(dan)是(shi)(shi)有(you)些(xie)脫水機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)跑(pao)泥(ni)(ni)現象嚴重(zhong),部分(fen)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)又會(hui)重(zhong)新(xin)回到系(xi)(xi)統(tong)內,這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)(liang)也是(shi)(shi)有(you)偏差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。在(zai)使用污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)泥(ni)(ni)餅量(liang)(liang)(liang)進行剩余(yu)(yu)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)排放量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)統(tong)計(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong),通過(guo)含水率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)后,可以(yi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)出(chu)(chu)外(wai)運(yun)(yun)泥(ni)(ni)餅的(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕干泥(ni)(ni)量(liang)(liang)(liang),這(zhe)(zhe)個是(shi)(shi)完全運(yun)(yun)出(chu)(chu)系(xi)(xi)統(tong)之外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)物質,是(shi)(shi)真正離開生(sheng)化(hua)(hua)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)量(liang)(liang)(liang),但(dan)是(shi)(shi)也是(shi)(shi)要注(zhu)意計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)干化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)(zhong)添加的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數量(liang)(liang)(liang),還有(you)化(hua)(hua)學污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)產生(sheng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排除計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)等。
因此(ci)在實際過程中(zhong),運行(xing)人員(yuan)掌握確切的SRT,需要(yao)充(chong)分調(diao)研廠(chang)(chang)內設(she)施設(she)備,認真的分析廠(chang)(chang)內實際的工況(kuang),選擇真實準確的污泥數(shu)值(zhi)進行(xing)計(ji)算,才能(neng)有可靠的SRT數(shu)值(zhi),這樣所(suo)進行(xing)的SRT的控制才能(neng)和實際的運行(xing)工況(kuang)建立起真實的關聯(lian)。錯誤(wu)的數(shu)值(zhi)計(ji)算,往往會使工藝人員(yuan)被(bei)錯誤(wu)的數(shu)據誤(wu)導,最終形成錯誤(wu)的判斷。
還(huan)有需要運行(xing)人員注意的(de)(de)(de)是(shi)(shi),SRT的(de)(de)(de)計算中MLSS是(shi)(shi)活(huo)性(xing)污(wu)泥濃(nong)度,但(dan)是(shi)(shi)并不完(wan)全是(shi)(shi)微生物的(de)(de)(de)數量,有條件的(de)(de)(de)話盡量使(shi)用MLVSS來進行(xing)計算,很(hen)多地區的(de)(de)(de)污(wu)水廠受到雨污(wu)合流的(de)(de)(de)影響,導致(zhi)活(huo)性(xing)污(wu)泥的(de)(de)(de)無機成分(fen)占比(bi)過高,MLVSS和MLSS之間比(bi)值較(jiao)低,直接使(shi)用MLSS代表(biao)活(huo)性(xing)污(wu)泥中的(de)(de)(de)微生物,往(wang)往(wang)得出(chu)非常偏離的(de)(de)(de)一(yi)個數值,最終也造成SRT的(de)(de)(de)控制與實(shi)際的(de)(de)(de)運行(xing)效果出(chu)現(xian)偏離的(de)(de)(de)情況發生。
總體來(lai)說,保持良好的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)污(wu)泥性(xing)狀(zhuang)是使污(wu)水廠(chang)運行(xing)穩定、出水達(da)標的(de)(de)(de)重要(yao)過(guo)程(cheng),但是要(yao)使SRT真正的(de)(de)(de)發揮出其有(you)效的(de)(de)(de)控(kong)制作(zuo)用,需(xu)要(yao)污(wu)水廠(chang)的(de)(de)(de)運管人員(yuan)從生物機理,實況計(ji)算,后續統(tong)計(ji)分析等建立(li)全(quan)程(cheng)的(de)(de)(de)控(kong)制。污(wu)水廠(chang)的(de)(de)(de)控(kong)制實現(xian)精(jing)細化的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)會比較(jiao)困(kun)難,但是需(xu)要(yao)運營人員(yuan)有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)認知,不斷地(di)深入挖掘現(xian)有(you)的(de)(de)(de)數(shu)據資源,實現(xian)精(jing)準的(de)(de)(de)數(shu)據化工(gong)藝管理。

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