污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法

摘要

本发明公开了一种污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，属于环境废水治理技术领域。本发明通过建立污水处理系统中发生二沉池污泥上浮的预警分级；按照二沉池上浮污泥覆盖面积占池体表面积的比例即覆盖度、活性污泥颜色中黑色数量和茶色数量的占比、丝状微生物数量为划分依据，划分为三级；并根据预警分级，采用以下方法进行控制。本发明在污泥上浮发生的初期进行预警，分别采取不同的对策，将其消灭在初始状态，可以大幅减少污泥上浮发生的概率，是切实可行的经济有效的方法。通过三级预警系统，对污泥上浮采取不同的控制措施，可大幅降低污水处理厂运行成本和费用投入，处理效果较好。

说明书

技术领域

本发明属于环境废水治理技术领域，具体涉及污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法。

背景技术

活性污泥法是污水处理厂应用最广泛并极具有发展潜力的污水生物处理技术。活性污泥由于自身原因或外界原因，造成相对密度小于1，上浮至二沉池表面，引起污泥上浮现象。一方面使泥水分离效果变差，出水有机物浓度和悬浮固体浓度升高，另一方面影响曝气池中所需的正常的污泥量，给污水处理厂的运行和控制带来较大困难。

导致污泥上浮的原因多种多样，分析其发生的原因需要较长的时间，给运行控制带来诸多不便。目前活性污泥上浮控制方法是在活性污泥大量上浮发生后采取的，具有明显的滞后效应，不仅投入的费用高，而且效果不太理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种能对污水处理系统二沉池污泥上浮现象进行预警并及时进行控制的污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，该方法可以降低运行成本，提高处理效果。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，其特点是，其步骤如下：

（1）建立污水处理系统中发生二沉池污泥上浮的预警分级；按照二沉池上浮污泥覆盖面积占池体表面积的比例即覆盖度、活性污泥颜色中黑色数量和茶色数量的占比、丝状微生物数量为划分依据，划分为三级；其中：

当二沉池上浮污泥覆盖度30%以下、活性污泥颜色中黑色数量占70%以上、丝状微生物数量较少为一级警戒，该级别为污泥上浮发生初期；

当二沉池上浮污泥覆盖度30%~50%、活性污泥颜色中茶色数量占70%以上且低于90%、丝状微生物数量较多为二级警戒，该级别为污泥上浮发展期，需要采取相应的措施进行控制；

当二沉池上浮污泥覆盖度50%以上、活性污泥颜色中茶色数量占90%以上、丝状微生物数量很多为三级警戒，该级别是污泥上浮的严重期，需采取相应的措施进行控制；

    所述的丝状微生物数量较少是指有丝状菌丝存在，偶然存在于某些絮体中；数量较多是指所有絮体中都有丝状菌丝存在，5~20个菌丝/个絮体；数量很多是指丝状菌丝远远多于絮体，20~100个菌丝/个絮体；

（2）根据预警分级，采用以下方法进行控制：

在一级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在1~3：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在0.5~1：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2~4mg/L；

在二级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在3~5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1~2：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2 ~4mg/L；

④在好氧池投加5 ~10mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

    在三级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在5~7：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2~3：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2 ~4mg/L；

④在好氧池投加10~15mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

本发明所述的污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，所述的杀菌剂可以选用现有技术中可以适用于本发明的任何一种杀菌剂，优选次氯酸钠、过氧化氢、硫酸铜、液氯、二氧化氯、漂白粉中的一种或几种。使用混合的杀菌剂时，其用量可以按需要配制。

本发明所述的污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，在步骤（2）中，在一级警戒时，优选采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在1.5~2.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在0.6~0.8：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2.5~3.5mg/L；

进一步优选的控制方法是：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在2：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在0.7：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3mg/L。

本发明所述的污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，在步骤（2）中，在二级警戒时，优选采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在3.5~4.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1.3~1.7：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2.5~3.5mg/L；

④在好氧池投加6~8mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

进一步优选采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在4：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1.5：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3mg/L；

④在好氧池投加7mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

本发明所述的污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，在步骤（2）中，在三级警戒时，优选采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在5.5~6.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2.3~2.7：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2.5~3.5mg/L；

④在好氧池投加12~14mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

进一步采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在6：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2.5：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3mg/L；

④在好氧池投加13mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

污水处理时，由于污泥上浮的产生是一个过程，当人们观察到明显的污泥上浮时，其实活性污泥系统已经发生质变，对于引起质变的量变过程的控制，可以将污泥大量上浮的趋势消灭在萌芽状态，是本发明的主要技术思路。

发明人根据长期的现场试验观察，选择了影响活性污泥系统中发生污泥上浮现象的3个主要参数，进行测评，确定其发生程度，判定其相应的级别，同时进行预警和控制。

本发明中活性污泥颜色，黑色指的是二沉池活性污泥沉积，在厌氧条件下分解产生二氧化碳和甲烷，造成含有上述气体的污泥漂浮在水面，使其颜色发黑。茶色指的是反应池中硝化进程过快，使含有大量硝酸根的混合液进入二沉池，活性污泥发生反硝化反应，产生的N₂使活其漂浮在水面，使其产生茶色。

丝状微生物主要是指具有高度疏水细胞表面的丝状微生物，主要包括Nocardia菌属、M.parvicella菌属等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）在污泥上浮发生的初期进行预警，分别采取不同的对策，将其消灭在初始状态，可以大幅减少污泥上浮发生的概率，是切实可行的经济有效的方法。

（2）通过三级预警系统，对污泥上浮采取不同的控制措施，可大幅降低污水处理厂运行成本和费用投入，处理效果较好。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1，一种污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，其步骤如下：

（1）建立污水处理系统中发生二沉池污泥上浮的预警分级；按照二沉池上浮污泥覆盖面积占池体表面积的比例即覆盖度、活性污泥颜色中黑色数量和茶色数量的占比、丝状微生物数量为划分依据，划分为三级；其中：

当二沉池上浮污泥覆盖度30%以下、活性污泥颜色中黑色数量占70%以上（含）、丝状微生物数量较少为一级警戒，该级别为污泥上浮发生初期；

当二沉池上浮污泥覆盖度30%~50%、活性污泥颜色中茶色数量占70%以上（含）且低于90%、丝状微生物数量较多为二级警戒，该级别为污泥上浮发展期，需要采取相应的措施进行控制；

当二沉池上浮污泥覆盖度50%以上、活性污泥颜色中茶色数量占90%以上（含）、丝状微生物数量很多为三级警戒，该级别是污泥上浮的严重期，需采取相应的措施进行控制；

    所述的丝状微生物数量较少是指有丝状菌丝存在，偶然存在于某些絮体中；数量较多是指所有絮体中都有丝状菌丝存在，5~20个菌丝/个絮体；数量很多是指丝状菌丝远远多于絮体，20~100个菌丝/个絮体；

（2）根据预警分级，采用以下方法进行控制：

在一级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在1：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在0.5：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2mg/L；

在二级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在3：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2mg/L；

④在好氧池投加5 mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

    在三级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2mg/L；

④在好氧池投加10mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

实施例2，实施例1所述的一种污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，其步骤如下：

（1）建立污水处理系统中发生二沉池污泥上浮的预警分级；方法同实施例1；

（2）根据预警分级，采用以下方法进行控制：

在一级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在3：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在4mg/L；

在二级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在4mg/L；

④在好氧池投加5 ~10mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

    在三级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在7：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在3：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在4mg/L；

④在好氧池投加15mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

实施例3，实施例1所述的一种污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，其步骤如下：

（1）建立污水处理系统中发生二沉池污泥上浮的预警分级；方法同实施例1；

（2）根据预警分级，采用以下方法进行控制：

在一级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在1.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在0.6：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2.5mg/L；

在二级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在3.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1.3：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2.5mg/L；

④在好氧池投加6mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

在三级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在5.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2.3：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在2.5mg/L；

④在好氧池投加12mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

实施例4，实施例1所述的一种污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，其步骤如下：

（1）建立污水处理系统中发生二沉池污泥上浮的预警分级；方法同实施例1；

（2）根据预警分级，采用以下方法进行控制：

在一级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在2.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在0.8：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3.5mg/L；

在二级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在4.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1.7：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3.5mg/L；

④在好氧池投加8mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

在三级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在6.5：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2.7：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3.5mg/L；

④在好氧池投加14mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

实施例5，实施例1所述的一种污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法，其步骤如下：

（1）建立污水处理系统中发生二沉池污泥上浮的预警分级；方法同实施例1；

（2）根据预警分级，采用以下方法进行控制：

在一级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在2：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在0.7：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3mg/L；

在二级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在4：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在1.5：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3mg/L；

④在好氧池投加7mg/L杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄；

在三级警戒时，采用以下控制方法：

①调大硝化液回流泵，使硝化液回流比维持在6：1；

②调大二沉池污泥回流泵，使污泥回流比维持在2.5：1；

③减小好氧池生物曝气量，使溶解氧浓度维持在3mg/L；

④在好氧池投加13mg/L的杀菌剂，以控制丝状微生物的数量；

⑤加大二沉池剩余污泥排放量，缩短污泥龄。

实施例6，实施例1－5任何一项所述的污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法中：所述的杀菌剂选自次氯酸钠、过氧化氢、硫酸铜、液氯、二氧化氯、漂白粉中的一种或几种。

实施例7，污水处理系统二沉池污泥上浮预警和控制方法实验一：

某工程废水处理站设计处理量为4500m³/d，由于没有建立预警机制，2013年11月爆发污泥膨胀，二沉池有大量污泥覆盖，污泥覆盖度50%，污泥多呈黑色。系统硝化液回流比3:1，污泥回流比1:1，镜检丝状菌较多，多与絮体的数量，此时系统已经达到三级警戒。

采取的措施是首先加大二沉池剩余污泥排放量，降低污泥龄，其次调大硝化液回流，维持硝化液回流比5:1，调大二沉池污泥回流泵，污泥回流比2:1。严格控制好氧池曝气量为2mg/L~4mg/L，同时投加10mg/L的次氯酸钠。加药后丝状菌逐渐减少，菌胶团逐渐恢复，二沉池表面的污泥覆盖量逐渐减少，直至消失，本发明的预警控制方法有效的控制了污泥上浮现象。