本手冊(cè)是針對(duì)AAO工藝調(diào)試運(yùn)行工作編寫(xiě)的,可供污水調(diào)試及營(yíng)運(yùn)工作人員使用!
由于調(diào)試階段進(jìn)水量較少,進(jìn)水變化幅度較大。為確保污泥培養(yǎng)效果,縮短調(diào)試周期,一般采用外接碳源方式接種培養(yǎng)活性污泥。外接菌種首選進(jìn)水質(zhì)相近,運(yùn)行較好的同類型工藝污水廠重力濃縮后污泥或脫水污泥。
1、污泥接種馴化時(shí)間表
在污泥接種期間,每天間歇進(jìn)水四次,為污泥增生殖提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);同時(shí)減少排泥甚至不排泥。污泥培養(yǎng)與馴化具體周期安排見(jiàn)下表:
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每天2次,每次沉靜1小時(shí),換水5小時(shí),悶曝6小時(shí),
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連續(xù)進(jìn)水培養(yǎng)階段(硝化菌的培養(yǎng)和馴化)
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生物池、二沉池,污泥內(nèi)、外回流系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行,適當(dāng)調(diào)節(jié)回流比,根據(jù)污泥濃度和增值速率適當(dāng)排泥
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水量和空氣量均勻分配調(diào)整,適當(dāng)排泥
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進(jìn)水曝氣,對(duì)污泥進(jìn)行馴化
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厭氧段DO小于0.1mg/L,缺氧段小于0.5 mg/L,好氧段末端小于2 mg/L
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作SV30的觀察、DO測(cè)定、MLSS和鏡檢
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曝氣池和二沉池,污泥回流系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行
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可以根據(jù)MLSS和SV30值綜合考慮進(jìn)行適量的排泥
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轉(zhuǎn)入常規(guī)分析項(xiàng)目
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說(shuō)明:以上運(yùn)行方式均按設(shè)計(jì)參數(shù)確定,在實(shí)際操作中,生物池的污泥濃度可根據(jù)沉降比實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè),不能出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)。
2、接種及間歇進(jìn)水悶曝階段
一次性投加外接濃縮污泥約池容的5%~10%于生化池,充滿污水后投加營(yíng)養(yǎng)悶曝(即曝氣而不進(jìn)污水)數(shù)小時(shí),潛水?dāng)嚢铏C(jī)運(yùn)行保持連續(xù)性,確保污泥處于懸浮狀態(tài),悶曝?cái)?shù)小時(shí)之后停止曝氣并沉淀?yè)Q水,每天重復(fù)操作,該階段周期時(shí)間初定為7天左右。由于污泥尚未大量形成,產(chǎn)生的污泥也處于離散狀態(tài),因而曝氣量一定不能太大,控制在設(shè)計(jì)正常曝氣量的1/2,否則污泥絮體不易形成。此時(shí)污泥結(jié)構(gòu)雖然松散,但若菌膠團(tuán)開(kāi)始形成,鏡檢開(kāi)始出現(xiàn)較多游離細(xì)菌,例如鞭毛蟲(chóng)和變形蟲(chóng),則認(rèn)為初期培養(yǎng)效果滿意。期間作SV30量筒沉淀物的觀察和DO測(cè)定,作報(bào)表記錄。
時(shí)間:七天左右。
運(yùn)行方式:接種、進(jìn)水、悶曝、間歇進(jìn)水、沉淀、換水。
注意:當(dāng)預(yù)處理區(qū)域設(shè)立的24小時(shí)水質(zhì)監(jiān)視記錄數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)進(jìn)水水質(zhì)突然變化(酸水侵襲造成PH偏低、進(jìn)水水質(zhì)濃度、毒性及色度等)對(duì)活性污泥培養(yǎng)有很大的沖擊,此時(shí)應(yīng)該考慮啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案,對(duì)污水實(shí)施旁通排放,減小對(duì)活性污泥的沖擊。
3、連續(xù)進(jìn)水培養(yǎng)與馴化階段
進(jìn)入連續(xù)進(jìn)水培養(yǎng)階段后,活性污泥工藝的正常運(yùn)行模式已初步呈現(xiàn),此時(shí)應(yīng)根據(jù)正常運(yùn)行工藝參數(shù)調(diào)整處理流程,水量和空氣量的平衡依據(jù)DO值的變化作適時(shí)調(diào)整,開(kāi)啟外回流泵,控制在100%。監(jiān)測(cè)污泥及水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo),包括污泥濃度,污泥指數(shù),沉降性能,BOD,COD,通過(guò)顯微鏡觀察污泥活性。至MLSS超過(guò)3000mg/L時(shí),當(dāng)SV30達(dá)到30%以上時(shí),活性污泥培養(yǎng)即告成功,此時(shí)鏡檢污泥中原生生物應(yīng)以鞭毛蟲(chóng)和游動(dòng)性纖毛蟲(chóng)為主。
培養(yǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)濃度后,開(kāi)始對(duì)硝化菌的馴化階段。硝化菌種的培養(yǎng)和馴化實(shí)質(zhì)既是通過(guò)控制微生物的生長(zhǎng)環(huán)境,配合目標(biāo)菌種的生長(zhǎng)周期對(duì)生物群落的發(fā)展進(jìn)行外部干預(yù),使得硝化菌成為活性污泥生物群落中的優(yōu)勢(shì)種群。一般來(lái)講,硝化菌種的培養(yǎng)周期為其泥齡的3倍左右。
時(shí)間:共60天左右。
運(yùn)行方式:生物池和二沉池,污泥回流系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。
注:按照氣水比值來(lái)確定投用風(fēng)機(jī)的組合數(shù)量,但是就單臺(tái)的風(fēng)量的調(diào)節(jié)可以參照風(fēng)機(jī)的壓力和流量調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4、穩(wěn)定運(yùn)行階段
此時(shí)全面確定各項(xiàng)工藝參數(shù),以工藝參數(shù)作為實(shí)際運(yùn)行指導(dǎo),根據(jù)實(shí)際進(jìn)水水量和水質(zhì)情況來(lái)來(lái)確定合適的工藝控制參數(shù),以保證運(yùn)行的正常進(jìn)行和使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的的同時(shí)盡可能降低能耗。并通過(guò)馴化實(shí)現(xiàn)使硝化菌與聚磷菌共存的生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到平衡,確保出水水質(zhì)。
時(shí)間:30天左右。
運(yùn)行方式:生物池和二沉池,污泥回流系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。
注:風(fēng)量可根據(jù)反饋的DO值由風(fēng)機(jī)按程序自動(dòng)控制,在活性污泥形成后,可以按照相應(yīng)的要求逐步運(yùn)行A/O池的除磷脫氮功能。
在試運(yùn)行管理中,經(jīng)常要進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度,對(duì)一定水質(zhì)、水量的污水,確定各項(xiàng)工藝控制參數(shù),其中比較重要的有鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)啟數(shù)及空氣量的控制,回流比、污泥濃度和排污量的控制。
即準(zhǔn)確測(cè)定污水流量,入流污水的BOD5及有機(jī)污染物的大體組成。
應(yīng)結(jié)合本廠的運(yùn)行實(shí)踐,借助一些實(shí)驗(yàn)手段,選擇最佳的F/M值。一般來(lái)說(shuō),污水溫度較高時(shí),F(xiàn)/M可高一些。反之,溫度較低時(shí),F(xiàn)/M應(yīng)低一些。對(duì)出水水質(zhì)要求較高時(shí),F(xiàn)/M應(yīng)低一些,反之,可高一些。堡鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)F/M不大于0.10kgBOD5/kgMLSS.d。為有利于磷在厭氧段的釋放,控制厭氧段F/M>0.1KgBOD5/(KgMLSS.d),而在好氧段為提高出水水質(zhì),盡可能多的降解水中的BOD5,控制好氧段F/M<0.18KgBOD5/(KgMLSS.d)。
MLSS值取決于曝氣系統(tǒng)的供氧能力,以及二沉淀池的泥水分離能力。從降解污染物質(zhì)的角度來(lái)看,MLSS應(yīng)盡量高一些,但當(dāng)MLSS太高時(shí),要求混合液的DO值也就越高。在同樣的供氧能力時(shí),維持較高的DO值需要較多的空氣量。另外,當(dāng)MLSS太高時(shí),要求二沉淀池有較強(qiáng)的泥水分離能力。因此,應(yīng)根據(jù)處理廠的實(shí)際情況,確定一個(gè)最大的MLSS值,一般在(3000-4000)mg/L之間。堡鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)一期工程設(shè)計(jì)污泥濃度為3300mg/L。
厭氧段DO≤0.2;缺氧段DO≤0.5 mg/l;好氧段DO=2.0 mg/l,每天根據(jù)在線儀表,便攜式DO測(cè)定儀或?qū)嶒?yàn)室取樣獲取生物池各處理段的DO數(shù)據(jù),結(jié)合進(jìn)水水質(zhì)、污泥濃度、污泥齡、微生物鏡檢和天氣等因素綜合分析后調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)供氣量。
曝氣時(shí)間,即污水在曝氣池內(nèi)的名義停留時(shí)間,不能太短,否則,難以保證處理效果。對(duì)于一定水質(zhì)水量的污水,當(dāng)控制F/M在某一定值時(shí),采用較高的MLVSS運(yùn)行,往往會(huì)出現(xiàn)Ta太短的現(xiàn)象。如Ta太短,即污水沒(méi)有充足的曝氣時(shí)間,污水中的污染物質(zhì)沒(méi)有充足的時(shí)間被活性污泥吸附降解,即使F/M很低,MLVSS很高,也不會(huì)得到很好的處理效果。因此,運(yùn)算中應(yīng)核算Ta值,使其大于允許的最小值。當(dāng)Ta太小時(shí),可以降低MLVSS值,增加投運(yùn)池?cái)?shù)。
6、確定鼓風(fēng)機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)
風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量作為主控信號(hào),DO及NH3-N濃度為輔助信號(hào),控制鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)與變頻,具體風(fēng)量可根據(jù)天氣、水量、池中溶解氧來(lái)確定,一般情況下可視微生物鏡檢和MLSS及30min沉降比來(lái)確定。
qh越小,泥水分離效果越好,一般控制qh不大于1.5m3/(m2h),堡鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)一期第一階段工程亦控制在1.0 m3/(m2h)以下。
回流比R是運(yùn)行過(guò)程中的 一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù),R應(yīng)在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要加以調(diào)節(jié),但R的最大值受二沉池泥水分離能力的限制,另外,R太大,會(huì)增大二沉池的底流流速,干擾沉降。在運(yùn)行調(diào)度中,應(yīng)確定一個(gè)最大回流比R,以此作為調(diào)度的基礎(chǔ)。堡鎮(zhèn)廠設(shè)計(jì)污泥回流比為100%, 混合液回流比為100%~200%。
在運(yùn)行中,當(dāng)固體表面負(fù)荷超過(guò)最大允許值時(shí),將會(huì)使二沉池泥水分離困難,也難以得到較好的濃縮效果。
SVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能,SVI值過(guò)小,活性污泥泥粒細(xì)小,無(wú)機(jī)物含量高,缺乏活性;SVI值過(guò)大,污泥沉降性能不好,容易發(fā)生污泥膨脹。SVI值一般控制在70~150為宜。
某鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)一期工程的上述工藝參數(shù),有大部分已經(jīng)在設(shè)計(jì)文件中列出了(流量、污泥濃度、污泥回流比等)。從實(shí)際運(yùn)行情況看,幾乎所有建成后污水廠的進(jìn)水都和設(shè)計(jì)的進(jìn)水情況有所出入,個(gè)別的水質(zhì)數(shù)據(jù)相差極大。因此,堡鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)一期工程的上述工藝參數(shù)應(yīng)該在工藝試運(yùn)行包括正常運(yùn)行中去逐步的積累和完善。
1、影響脫氮效果的主要因素
1.1 對(duì)硝化細(xì)菌的影響因素
a.溫度:適宜硝化菌硝化的溫度為30℃~35℃,低溫12℃~14℃時(shí)硝化反應(yīng)速度下降,亞硝酸鹽累積。
b.溶解氧:0.5mg/l~0.7mg/l是硝化菌的忍受極限,通常硝化段溶解氧應(yīng)保持在2mg/l左右。
c.PH值:硝化菌對(duì)PH值的變化非常敏感,最佳范圍在7.5~8.5之間,硝化反應(yīng)中堿度偏高較好。
d.有毒物質(zhì):過(guò)高濃度的NH3-N與重金屬等會(huì)干擾細(xì)胞的新陳代謝,破壞細(xì)菌的氧化能力,抑制硝化過(guò)程。
e.污泥齡:應(yīng)根據(jù)亞硝酸菌的世代期來(lái)確定較長(zhǎng)的污泥齡可增加硝化反映能力。
1.2 對(duì)反硝化細(xì)菌的影響因素
a.溫度:適宜反硝化菌的最佳溫度為35℃~45℃,當(dāng)溫度下降可適當(dāng)提高水力停留時(shí)間。
b.溶解氧:應(yīng)嚴(yán)格控制在0.5mg/l以下。
c.PH值:最佳范圍在6.5~7.5之間,反硝化過(guò)程可補(bǔ)充硝化過(guò)程中損失的一部分堿度。
d.碳源有機(jī)物:當(dāng)源水中C/N比值過(guò)低,如BOD/TKN<3~6,需外加碳源,一般選擇甲醇或糞便水。
2、影響除磷效果的主要因素
a.溫度:5℃~30℃范圍內(nèi)均可正常除磷。
b.溶解氧:厭氧段應(yīng)嚴(yán)格控制在0.2mg/l以下;好氧段應(yīng)控制在2.0mg/l左右。
c.PH值:當(dāng)PH<6.5時(shí)生物池除磷效果會(huì)明顯下降。
d.碳源有機(jī)物:源水中的BOD負(fù)荷需滿足BOD/TP>15。
e.污泥泥齡:污泥齡越短,污泥含磷量就越高,排放的剩余污泥量越多,除磷效果越好。
3、運(yùn)行控制及系統(tǒng)運(yùn)行效果的檢測(cè)
日常活性污泥處理系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目如下。
1. 反映處理效果的項(xiàng)目:進(jìn)出水總的BOD5、CODcr、SS。
2. 反映污泥情況的項(xiàng)目:污泥沉降比(SV%)、MLSS、MLVSS、SVI、溶解氧(DO)、微生物鏡檢。
3. 反映污泥營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件的項(xiàng)目:氮、磷、PH值、水溫等。
因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O生物脫氮除磷工藝曝氣系統(tǒng)的控制與生物反硝化系統(tǒng)一致。
控制回流比時(shí),應(yīng)首先保證不使污泥在二沉池內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致反硝化或磷的二次釋放,因此需要保證足夠大的回流比;其次,回流比不能太大,以防過(guò)量的NO3-N濃度大于4mg/l,必須降低回流比R。單純從NO3-N對(duì)除磷的影響來(lái)看,脫氮越完全,NO3-N對(duì)除磷的影響越小。運(yùn)行人員需綜合以上情況,結(jié)合本廠的具體特點(diǎn),確定出最佳的回流比。
內(nèi)回流比r與除磷的關(guān)系不大,因而r的調(diào)節(jié)完全與反硝化工藝一致。生物反硝化系統(tǒng)的回流比r是一個(gè)重要的控制參數(shù)。首先r直接決定脫氮效率。假設(shè)生物硝化效率和反硝化效率為100%,即所有的TKN均被硝化成NH3-N,回流至缺氧段的所有NH3-N均被反硝化為N2,此時(shí)脫氮效率EDN為:
η=(r+R)/(1+ r+R)
式中:
R—污泥回流比;
r—混合液回流比;
經(jīng)試驗(yàn)r取100%、200%、300%、400%、500%五種情況分析,r越大,系統(tǒng)的總脫氮效率越高,出水TN越低。但從另一個(gè)方面來(lái)看,r太高,對(duì)脫氮率有不利的影響。因?yàn)閞太高,通過(guò)內(nèi)回流自好氧段帶至缺氧段的DO越多,當(dāng)缺氧段的DO較高時(shí),會(huì)干擾反硝化的進(jìn)行,使總脫氮率下降。當(dāng)DO高于0.5mg/l時(shí),會(huì)使反硝化停止,實(shí)際脫氮率降為零。另外,r太高,還會(huì)使污水在缺氧段內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間縮短,同樣也使脫氮效率降低。
綜上所述,對(duì)于某一生物脫氮系統(tǒng)來(lái)說(shuō),都存在一個(gè)最佳的內(nèi)回流比,在該r下運(yùn)行,脫氮效率最高。運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)本廠實(shí)際情況,摸索調(diào)度出這個(gè)最佳的r值。對(duì)于典型的城市污水,最佳的r值在300~500%之間。
剩余污泥排放宜根據(jù)SRT進(jìn)行控制,因?yàn)镾RT的大小直接決定該系統(tǒng)是以脫氮為主還是除磷為主。當(dāng)控制SRT在8~15d范圍內(nèi),一般既有一定的除磷效果,也能保證一定的脫氮效果,但效率都不會(huì)太高。如果SRT<8d,除非溫度特別高,否則硝化效率非常低,自然也談不上脫氮,但此時(shí)的除磷效率則可能很高。如果控制SRT>15d,可能使硝化順利時(shí)行,從而得到較高的脫氮效率,但由于排泥太少,排泥量?jī)H是A-O除磷工藝的幾分之一,即使污泥中含磷量很高,也不可能得到太高的除磷效率。
對(duì)于生物脫氮來(lái)說(shuō),BOD/TKN應(yīng)大于4.0,而生物除磷則要求COD/TP大于20。如果不能滿足上述要求,應(yīng)向污水中投加有機(jī)物,補(bǔ)充碳源不足。AAO碳源的需求公式:
Cn—脫氮需要的碳源量(以COD計(jì))mg/l;
Cp—除磷需要的碳源量(以COD計(jì))mg/l;
C—脫氮除磷需要的總碳源(以COD計(jì))mg/l;
A-A-O生物脫氮除磷過(guò)程,本質(zhì)上是一系列生物氧化還原反應(yīng)的綜合,因而工藝控制較復(fù)雜。近年來(lái),國(guó)外一些處理廠采用氧化還原電位ORP作為系統(tǒng)的一個(gè)工藝控制參數(shù),收到了良好效果。國(guó)內(nèi)也已有處理廠安裝ORP在線測(cè)定儀表。
混合液中的DO濃度越高,ORP值越高。當(dāng)混合液中存在NO3--N時(shí),其濃度越高,ORP值也越高;而當(dāng)存在PO43—P時(shí),ORP則隨著PO43—P濃度升高而降低。要保證良好的脫氮除磷效果,厭氧段混合液的ORP應(yīng)<-250mv,缺氧段宜控制在-100mv左右,而好氧段則應(yīng)控制在40mv以上。
在運(yùn)行管理中,①如發(fā)現(xiàn)厭氧段ORP升高,則預(yù)示著除磷效果已經(jīng)或?qū)⒔档?。?yīng)立即分析ORP升高的原因,并采取對(duì)策。如果回流污泥帶入太多的NO3-N,或由于攪拌強(qiáng)度太大產(chǎn)生空氣復(fù)氧,都會(huì)使ORP值升高;②如發(fā)現(xiàn)缺氧段ORP升高,則預(yù)示內(nèi)回流比太大,混合液自好氧段帶入缺氧段的DO太多,另外,攪拌強(qiáng)度太大,產(chǎn)生空氣復(fù)氧,同樣也會(huì)使ORP升高;③如發(fā)現(xiàn)好氧段ORP降低,則說(shuō)明曝氣不足,使好氧段DO下降。
污泥混合液的PH一般應(yīng)控制在7.0之上,如果PH<6.5,則應(yīng)投加石灰,補(bǔ)充堿源量。在硝化反應(yīng)中每硝化lgNH3-N需要消耗7.14g堿度,所以硝化過(guò)程中需要的每日需要的堿度量可按下式計(jì)算:
堿度=7.14×Q*N×10-3
式中:
Q—進(jìn)入污水系統(tǒng)的日污水量,m3/d;
N—進(jìn)出生化系統(tǒng)的NH3-N濃度的差值,mg/L;
7.14—硝化需堿量系數(shù),kg堿度/kgNH3-N。
現(xiàn)象:污泥不易沉降,SVI值增高、污泥的結(jié)構(gòu)較散,體積膨脹,含水率上升,上清液稀少,顏色也有變異,這就是污泥膨脹。
原因:絲狀細(xì)菌大量增值所引起的,也有由污泥中結(jié)合水異常增多引起的污泥膨脹;水中碳水化合物較多,缺乏N、P、Fe等養(yǎng)料;溶解氧不足;水溫高或PH值較低等易引起絲狀菌的大量繁殖;超負(fù)荷,污泥齡過(guò)長(zhǎng)引起絲狀菌的大量繁殖。
措施:加大曝氣量;及時(shí)排泥;加大回流污泥量。
表現(xiàn):處理水質(zhì)渾濁、污泥絮體細(xì)碎化、處理效果變壞等是污泥解體的現(xiàn)象。
原因:運(yùn)行不當(dāng),如曝氣過(guò)量活性污泥中生物(營(yíng)養(yǎng))的平衡遭到破壞,使微生物量減少而失去活性,吸附能力降低,絮體體積縮小,質(zhì)密;存在有毒性物質(zhì)時(shí),微生物會(huì)受到抑制或傷害,凈化功能下降或完全停止,使污泥失去活性。
措施:一般可通過(guò)顯微鏡觀察來(lái)判別產(chǎn)生的原因。當(dāng)鑒別出是運(yùn)行方面的問(wèn)題時(shí),應(yīng)對(duì)污水量、回流污泥量、空氣量和排泥狀態(tài)以及SV、MLSS、DO、NS等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢查,加以調(diào)整。當(dāng)確定是污水中混入有毒物質(zhì)時(shí),應(yīng)考慮這是新的工業(yè)廢水混入的結(jié)果,需查明來(lái)源,按國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)加以處理。
原因:曝氣池內(nèi)污泥泥齡過(guò)長(zhǎng);硝化進(jìn)程較高,在池底發(fā)生反硝化,污泥相對(duì)密度降低,整塊上浮。
措施:增加污泥回流量或及時(shí)排出污泥;降低混合液污泥濃度,縮短污泥齡和降低溶解氧,使之不能進(jìn)行硝化作用。
現(xiàn)象:二沉池漂散泥,水質(zhì)變渾,出水SS值明顯偏高。
原因:活性污泥SVI值過(guò)大,沉降性能不好;沉淀池配水量較大,超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)荷,水力停留時(shí)間變短;生物池出水溶解氧DO偏高。
措施:及時(shí)排泥,加大污泥回流量;控制進(jìn)水泵房進(jìn)水量,調(diào)節(jié)沉淀池配水;減小生物池好氧段的曝氣量。
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