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污泥膨胀、污泥中毒怎么办?今天解决方案来了!(附案例)

发布于:2022-11-18 09:31:18 来自:环保工程/污泥处理 [复制转发]

     

以江苏某精细化工好氧工艺为研究对象,在进行常规活性污泥工艺运营监测的基础上,同时监测活性污泥ATP (Adenosine Triphosphate,三磷酸腺苷)浓度来管理污泥活性和微生物健康度。通过2年运营数据的相关性分析,揭示了ATP法微生物活性指标与常规运行指标之间的相关性,建立了新的工艺控制点,改变了过去频繁污泥膨胀,污泥中毒的情况。该文章发表于《环境工程》,2021年6月刊。


 




                 

                 
技术原理                  

     
三磷酸腺苷(ATP)是一切生命活动所需能量的直接来源,微生物在新陈代谢过程中释放的能量以ATP形式保存在细胞里。 活性污泥中ATP的含量不仅可以直接用于表征污泥活性,也与微生物动力学特性、微生物数量以及污泥沉降性能等均具有较好的相关性。      

     
在常规活性污泥法评价体系中,一般使用MLSS、MLVSS、SV30或SVI等物理性指标来评价反应器内的污泥状态,但上述指标 不仅不能准确反应微生物活性浓度,在表征微生物变化上也存在延迟,不利于活性污泥工艺精细化控制的应用和发展。      

     

ATP,MLSS和VSS关系的示意图


     
而ATP检测的分析对象为微生物本身, 能够更直观的对污泥的微生物状态进行判断;不仅耗时短(5分钟),而且数据直观,容易解读,降低了运营人员的专业性需求, 显示了较好的应用潜力。      

     



                 

                 
案例背景                  

     
江苏某精细化工厂生产废水的有机物浓度高,氮、磷浓度极低,几乎不含无机固体,在长期运营中发现该生产废水对污泥存在弱毒性积累。该厂的污水处理工艺流程如下图所示。分析数据取自研究区域内2018年1月-2019年9月(共计623d)每日化验和在线监测的实际运行数据。      

     

污水处理工艺流程      

     
cATP 浓度与MLSS 的相关性      

     
从研究期间的数据分析得出, 污泥cATP浓度与MLSS的存在相关性但又相对独立。 比如在数据的前半段,MLSS浓度下降超过60%,但cATP浓度变化不明显,而在后半段两者的变化趋势相同。      

     


这是因为在前半段时间,工厂进行了污泥总量优化。在进行污泥减量时,运营人员增加排泥,但维持污泥的ATP活性不变,确保整个减量过程中污泥活性不受到影响。在后半段时间,由于工厂产量增大导致污水处理负荷提高1倍,活性污泥频繁出现中毒、沉降性下降和翻泥现象,进行了多次外界补泥以维持工艺正常运行,因此cATP浓度与MLSS的变化较为一致。


从这组数据我们可以发现,结合污泥活性来管理污泥浓度,能够准确的把握工艺的处理能力,在工艺调节时降低犯错的可能性。


BSI与常规运营指标的相关性


BSI(Biological Stress Index,生物威胁指数)是基于污泥ATP分析所衍生出的控制指标,用来 衡量微生物在当前环境中的死亡情况。BSI可反映出外部和内部条件共同对微生物的影响,影响因素包括曝气不足、营养物质匮乏、菌种迁移和源水的生物毒性等。


数据分析显示,BSI与COD负荷、F/M、SV30和SVI之间存在不同程度的正相关,其中 SV30和SVI与BSI的相关性最高。



由于精细化工厂废水有一定毒性,COD负荷和F/M偏高,导致污泥频繁出现丝状菌膨胀和黏性膨胀,因此BSI与SV30和SVI这2个反映污泥沉降性能参数的相关性较大。此外,BSI与COD负荷和F/M也呈正相关,证明在该工艺中,食微比增加会对微生物活性产生抑制效果。


微生物指标的预警能力


由于微生物对环境的变化最为敏感,当我们观察到出水水质出现问题时,通常微生物状态已经发了巨大的改变。如果能够提前捕捉微生物变化的信号,对工艺预警有重要价值。


我们使用LOESS(Locally Estimated Scatterplot Smoothing)算法对BSI、SV30和SVI数据进行平滑处理后,通过数据平移寻找相关性的最大值可以寻找BSI与SVI和SV30在时序关系上的从动关系。


平移分析结果可知: 当SVI和SV30数据前移14d时,它们与BSI之间的相关性达到最大值, 其中BSI与SVI的Spearman相关系数从0.792提高到0.847,BSI与SV30的Spearman相关系数从0.843提高到0.881。也就是说, 当BSI指示微生物生存条件恶化后,工程师能够拥有14天的缓冲期来改善工艺条件,预防污泥沉降性能的恶化。


BSI 与SVI 和SV30的LOESS 曲线平移分析



案例总结            

以江苏某精细化工引入ATP检测后,

1. 提高了对污泥的管理,在管理污泥MLSS时,结合污泥微生物总量及BSI,实施了有效的污泥减量操作。

2. 发现了COD负荷和F/M升高对工艺的负面影响,利用BSI的高敏感性来定量评估影响大小,以及预警污泥沉降性能下降。通过预警和及时干预,预防了污泥膨胀以及污泥毒性积累等事件的发生,提高了运营水平。

全部回复(2 )

只看楼主 我来说两句抢地板
  • 飘落红尘
    飘落红尘 沙发
    14天的缓冲期,收到,呵呵!
    2022-11-30 00:11:30

    来自 土木在线APP

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    赞同0
  • yj蓝天
    yj蓝天 板凳

    好资料,对于污泥膨胀的机理分析的比较详细,值得一看,谢谢楼主分享

    2022-11-19 09:07:19

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    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

污泥处理

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