曝气系统的作用是什么(曝气系统由什么组成)

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活性污泥法是对城市污水及有机工业废水最有效的生物处理方法。而DO,即活性污泥混合液的溶解氧浓度,是充分发挥各种微生物生命活动的重要保障,因此也是城市污水处理中活性污泥法及其变形工艺的操作控制要点。

曝气系统的作用是什么(曝气系统由什么组成)

在日常运行管理中,DO值不能太高,也不能太低。目前业内公认的DO值宜控制在2mg/l左右,实际运行中应根据各厂自己的具体情况而定。

但以生物硝化脱氮为目的的处理厂,其DO值通常比常规处理所需的值高,因为硝化细菌为转性好氧菌,无氧即停止活动,而且其摄氧速率较分解有机物的细菌低得多,因此硝化系统需维持高浓度DO。

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DO异常的表现

DO异常表现为DO过高和过低两种现象。其中DO过低的现象可以分为某个时段DO急剧下降和同样鼓风条件下DO逐渐降低两种情况。

DO异常原因分析

DO急剧下降主要原因

1)进水水质突变

高浓度有机废水(溶解性BOD)流入。高浓度有机废水主要指食品加工废水、酿造业废水、造纸废水等,BOD易被活性污泥分解去除,导致耗氧量增加,DO降低。

高耗氧量污水的排入。污水管网或沉淀池中堆积的污泥流入,浓缩池或消化池上清液的大量流入,工业废水如耗氧量高的油脂废水、皮革加工厂工业废水、印刷、纤维、化学合成废水的流入都可导致DO急剧下降。

影响氧转移废水的流入。污水中的表面活性剂(如短链脂肪酸和乙醇等)、高粘性物质、油脂等将聚集在气、液界面上,阻碍氧分子的扩散转移。由于它们增加了氧转移过程的阻力,因此造成氧的转移系数下降,转移效率降低,从而使DO下降。

高浓度FeO废水的流入。高浓度FeO废水主要来自地下水或矿山、炼铁厂、电缆厂等工矿企业,这些废水中含有大量氧化亚铁,易被氧化成Fe3+,消耗大量氧,导致DO降低。

2)曝气池发生硝化反应

硝化反应的公式为:

NH4+2O2 →NO3-+2H(+)+H2O

发生硝化反应必须满足这样的条件:适宜的水温、PH和DO,且SRT>1/Vn,其中SRT指污泥龄,Vn指硝化细菌的比增长率。

采用相同SRT运转的污水处理厂,硝化细菌的比增长速率Vn随温度的上升而上升,或者由于剩余污泥排放急剧减少,当满足发生硝化反应的条件时,会突然发生硝化反应,由上面公式可以看出,硝化作用会同时消耗氧,导致DO下降。

DO逐渐降低主要原因

保持相同鼓风条件下,DO 逐渐降低,大多是因为曝气头堵塞或曝气膜老化所致。堵塞的可能原因是空气中灰尘过多、鼓风机过滤不彻底、鼓风机冷却油进入管道、曝气管内部生锈、锈渣堵塞曝气头导致DO下降。

曝气膜老化会导致气泡变粗、变散,较大的气泡降低了气相、液相的接触面积,缩短了二者的接触时间,从而使氧的转移效率降低,同样曝气情况下,DO会逐渐下降。

DO急剧升高主要原因

由于大量排放剩余污泥,或者在二沉池发生污泥膨胀而使污泥随出水流失,或进水负荷过高等都可导致曝气池活性污泥浓度降低,耗氧量也会跟着降低,那么DO就会上升。

进水浓度过低。对于雨污合流的排水体制,由于长时间降雨、融雪水的大量流入,会造成曝气池进水负荷过低,使DO上升。

有毒有害物质的流入。由于工业废水的流入会造成有毒有害废水的进入,导致活性污泥好氧速率Sour下降,DO上升。如超量重金属是细菌的抑制剂和杀菌剂,漂白粉、液氯等对细菌有很强的杀伤力,这些物质可导致细菌大量死亡。

含强氧化剂废水的大量流入。强氧化剂高锰酸钾可氧化细菌的细胞物质而使细菌的正常代谢受到阻碍,甚至死亡,其结果必然导致微生物需氧量下降而使DO上升。

硝化反应停止。由于水温下降或者污泥龄缩短导致硝化反应停止时,氧的消耗减少,DO上升。

除了以上因素,水温也会对DO产生影响。在微生物酶系统不受变性影响的温度范围内,水温上升会使微生物活动旺盛,提高反应速度。水温上升还有利于混合、搅拌、沉淀等物理过程,但不利于氧的转移。

对于生化过程,一般认为水温在20~30℃时效果最好,35℃以上和10℃以下净化效果即行降低。当来水水温突然增高,如水温超过40℃时,就会引起蛋白变质,氧失去活性,导致处理水质恶化。

DO异常时该如何处理?

溶解氧是活性污泥工艺曝气池运行控制及其重要的指标,活性污泥的活性,可以用溶解氧的消耗来判别。良好的活性污泥需氧量大,取样后混合液中的DO很快消失,即使充氧饱和数分钟也就消耗了,而失去活性的污泥经过数分钟也不会消耗。

由于活性污泥絮凝体的大小不同,所需的最小溶解氧浓度也就不一样,絮凝体越小,与污水的接触面积越大,也越宜于对样的摄取,所需要的溶解氧浓度就小;反之絮凝体越大,则需要的溶解氧浓度就大。

溶解氧不能太低,因为过低的溶解氧无法满足曝气池微生物新陈代谢对氧的需求而导致微生物数量下降,妨碍正常的代谢过程,滋长丝状菌,污泥净化机能下降,有机污染物分解不彻底,影响出水效果。如果出水段DO长期过低,还可导致二沉池发生反硝化而使污泥上浮。

溶解氧也不能过高,因为过高的溶解氧意味着要消耗过多的能量,还会引发喜好高DO的放线菌过量增加,影响处理效果。

除此之外,过度曝气会导致一部分污泥不能沉淀而成为上浮污泥,还可能引起污泥解体或过氧化,使活性污泥生物 – 营养的平衡遭到破坏,使微生物量减少而失去活性,吸附能力降低,絮凝体缩小质密,污泥容积指数SVI降低;过度曝气还会发生曝气池泡沫增多等异常现象。因此,曝气池溶解氧并非越高越好。

对于传统活性污泥法及其变形工艺,在不影响出水的前提下,应尽可能降低DO值。对于传统活性污泥法,氧的最大需要出现在污水与污泥开始接触混合的曝气池首段,即Ⅰ区。小编认为,对于不要求脱氮的活性污泥工艺来说,Ⅰ区(进水区)溶解氧控制在0.8~1.2mg/l之间,Ⅱ区(中间区)控制在1.0~1.5mg/l之间,Ⅲ区(出水区)控制在2mg/l左右就可以满足处理需要。出水区溶解氧稍高是为了磷的充分吸收并防止污泥在二沉池厌氧上浮。

DO异常也间接反映了进水水质或工艺控制的异常,要结合其产生的原因,采取不同的对策。如因进水水质问题,则应加强与环保部门的沟通,摸清水质来源,加强源头管理,或者适时避开高峰期,分时段减量进水。如因工艺控制产生的DO异常,则应对照上述现象产生的原因加以调整。

另外,夏季因水温高,应适当增大曝气量,冬天则相反。因曝气系统堵塞产生的溶解氧下降则应对曝气池进行全面检修,清洗或更换曝气膜,清理曝气管内部堵塞物,使空气能顺畅进入曝气池,为微生物提供正常的溶解氧量。

总而言之,溶解氧DO是活性污泥法中极其重要的工艺控制手段,其值的大小会对一系列指标产生影响。DO异常时要结合其产生原因,认真分析,对症下药,及时调整,尽量把异常控制在最小范围内,使污水达标排放。

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