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1、基于批沉降实验研究活性污泥沉降速率2006年1月重庆大学(自然科学版)第29卷第1期JournalofChongqingUniversit—y(NaturalSci—enceEdition)Jan.20o6Vo1.29No.1文章编号:1000—582X(2006)Ol—Oll2一O5基于批沉降实验研究活性污泥沉降速率李振亮,张代钧,卢培利,许峰(重庆大学1..资源与环境科学学院;2.西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室,重庆400030)摘要:运用批沉降实验研究了活性污泥的区域沉降和压缩沉降规律,确定了沉降特性参数.考察了经验公式法确定区域沉降速率参数,发现其与实验测定值存在较大的
2、差异.建立了个关于压缩沉降过程中污泥层高度与时间的数学模型,给出了模型中参数的估计方法;运用批沉降实验数据对模型进行了验证,结果表明模型能够较为理想地描述压缩沉降过程.并在该模型的基础上,提出了判断区域沉降到压缩沉降临界点的理论公式,导出了一个新的压缩沉降速率公式,表明压缩沉降速率不仅和沉降时间有关,还和污泥的初始浓度及污泥层初始高度有关.关键词:活性污泥;沉降速率;参数估计中图分类号:X703文献标识码:A活性污泥沉降与通常所说的固体颗粒沉降的区别在于即使是在低浓度(约1gMLSS/L)下,活性污泥也能有强烈的絮凝趋势,从而直接进行区域沉降….二沉池中活性污泥沉降过程分为4个阶段,其中的缓慢
3、阶段(Lagstage)和过渡阶段(Transitionstage)历时较短,主要发生的是区域沉降阶段和压缩沉降阶段.衡量污泥的沉降性能一般用区域沉降速率,人们对其研究也较多,而对压缩沉降的研究较少.区域沉降速率是在轻微搅拌条件下实验测得的,即口(stirredzonesettlingvelocity).目前已提出多种区域沉降速率公式,应用较多的是Vesilind公式和Cho公式口;其中前者的应用最为广泛,其参数的取值,可以从侧面反映污泥的沉降性能.Vesilind公式的参数可以通过传统的批沉降实验测得,也可以通过它们与污泥沉降性能指标SVI,DSVI(dilutedSVI),SSVI(sti
4、rredSVI)的经验关系直接获得J.压缩沉降的沉降速率由污泥的沉降特性决定,但目前对这种沉降的机理并不完全清楚.压缩沉降时污泥不仅受到水力条件的限制,它们之间的相互作用,诸如压迫,压缩,渗透等,也起着重要作用,致使污泥颗粒问距离愈来愈小,水分被从中挤压出来J.对压缩沉降速率的研究长期以来一直存在2个难题:一是压缩沉降的开始时间难以判断,二是压缩沉降速率随沉降时间变化难以测定;所以至今未形成共识J.然而在利用基于固体通量理论的二沉池模型进行预测或模拟时,压缩沉降与区域沉降同样重要,尤其是在对回流污泥浓度的预测和沿二沉池纵向分布的污泥浓度的模拟上;在二沉池的设计中,区域沉降特性决定表面积的取值,
5、而压缩沉降特性对高度的确定起很重要的作用….论文运用批沉降实验研究了活性污泥的区域沉降和压缩沉降规律,特别对压缩沉降过程的模型描述进行了深入的探讨.1批沉降实验实验所用活性污泥取白重庆市某污水处理厂.沉降柱高为1.2m,内径为200mm,符合国际标准测定方法….在沉降过程中,搅拌速率为1rpm;定义污泥浓度约为1g(MLSS)/L时的界面为污泥层高度.沉降实验共进行了4组,每组进行了6个不同污泥浓度的沉降实验,测定沉降过程中污泥层高度随时问的变化.高浓度污泥由沉降浓缩所得,低浓度污泥由污水处理厂进水稀释时所得.污泥浓度由重量法测定J.每组实验从取污泥到实验完成都控制在24h内.描绘出完整的压缩
6、沉降阶段需要漫长的沉降过程,但是又要防止反硝化的发生,权衡取实验沉降时问为1.2h,此时污泥层高度变化微小.实验所测沉降曲线如图1所示,图1中高浓度污泥沉降曲线的缓慢阶段持续时间较长,这与污泥的沉降性能有关.收稿日期:2005—08—20基金项目:教育部优秀青年教师资助计划(教人司[2003]355号);重庆市科委"十五"重点科技项目(7517一O2)作者简介:李振亮(1981一),男,山西大同人,重庆大学硕士研究生,主要从事废水处理原理与技术的研究.第29卷第1期李振亮,等:基于批沉降实验研究活性污泥沉降速率1130.20.40.60.81.01.2t/h(1)a组实验的沉降曲线t/h(2)
7、b组实验的沉降曲线+6.9880.20.40.60.81.01.2t/h(3)c组实验的沉降曲线(4)姐实验的沉降曲线图14组实验的沉降曲线2分析与讨论2.1区域沉降速率参数的测定目前已提出的多种区域沉降速率公式,应用最多的是Vesilind公式,其表达为:船=U0e～.(1)可变换为:lnv=lnvo+(一nX).(2)将每条沉降曲线的区域沉降段近似为直线,对其进行最/b-"乘法线性拟合,所得斜
