简化MSBR系统污泥量计算方法

简化MSBR系统污泥量计算方法 颜少玫 黎洪元 李宝伟 (深圳市水务(集团)有限公司盐田污水处理厂 广东深圳 518081) 摘 要 第 3代MSBR 工艺的系统分 7个单元,计算污泥泥龄时必须知道系统污泥总量, 而在日常运行管理中,一般只 须测定对工艺调整起重要作用的 3、6单元 MLSS 质量浓度;对能否利用已测 MLSS 质量浓度值计算系统平均污泥浓度值进 行了初步探讨。 关键词 MSBR系统 MLSS 浓度 污泥龄 The Simplification of Calculation Ways for Sludge Volume of MSBR System Yan Shaomei Li Hongyuan Li Baowei ( Yantian Wastewater Treatment Plant , Shenzhen Water ( Group ) Co. , Ltd . Shenzhen, Guangdong 518081) Abstract The system of the third generation of MSBR technology is divided into seven units. If w e want to calculate the SRT, we need to know the total sludge volume of the whole system, andwe generally only determine the MLSS density of the unit 3 and 6,which are important for the operat ion. Can we calculate the average MLSS density of MSBR system w ith one that we have calculated? Preliminary discussions are conducted in this paper. Keywords MSBR system MLSS density SRT 1 MSBR工艺概况 现今污水处理工艺的发展趋势是采用流程简洁、控制灵 活、操作简单以及用地节约的一体化工艺, MSBR ( Modified Sequencing Banch Reactor)工艺被公认为目前最理想、最新、集 约化程度最高的污水处理技术。 MSBR工艺始于 20 世纪 80年代末, 经过不断改进, 如今 已发展到第 3代工艺, 是众多改良 SBR工艺中较为成功的一 种。委内瑞拉的 Mariposa 污水处理厂, 韩国的丽水、宽阳污 水处理厂, 国内的深圳盐田污水处理厂,无锡新城污水处理 厂,上海松江的松东污水处理厂均采用的是第 3 代 MSBR工 艺。其中, 国内以盐田污水处理厂规模最大, 其平面布置见 图 1[ 1]。 图 1 MSBR系统平面布置示意 1 SBR池; 2 污泥浓缩池; 3 缺氧池; 4 厌氧池; 5 缺氧池(或厌氧池) ; 6 好氧池; 7 SBR池 MSBR系统分为 7 个单元,单元 1 和 7为 SBR 池,功能相 同。MSBR将每个运行周期分为两个运行半周期, 在两个相 邻的半周期内,除 SBR池的运转方式不同外, 其余各个单元 的运转方式完全一样。原污水由单元 4 进入, 从单元 3回流 的浓缩污泥在本单元中利用原污水中的快速降解有机物完 成磷的释放。然后污水流经单元 5、6。单元 5 可作为缺氧池 或厌氧池使用, 当系统强化除磷时,单元 5 为厌氧池;当系统 强化脱氮时为缺氧池, 此时 ,污水与由曝气单元 6 回流至此 的混合液混合, 完成生物脱氮过程。单元 6 是好氧池, 作用 是氧化有机物并对污水进行充分的硝化, 让聚磷菌在本单元 过量吸磷。在第 1 个半周期内从单元 7 出水, 在第 2 个半周 期内从单元 1 出水, 即第 1 个半周期时单元 7 起沉淀作用, 单元 1 起好氧氧化、缺氧反硝化、预沉淀作用, 并将活性污泥 回流到单元 2。单元 2 是污泥浓缩池,接收 SBR单元的污泥 并进行浓缩, 浓缩后的活性污泥进入单元 3,上清液(富含硝 酸盐)则进入单元 6(也可以进入单元 5)。而在第 2 个半周 期内, 单元 1和单元 7 所起作用和第 1 个半周期相反。由此 看出, MSBR系统实质上是 A2/ O工艺与 SBR 系统串联而成。 2 MSBR 系统污泥量简易计算方法意义 污泥龄是活性污泥处理系统设计、运行的重要参数[ 2]。 MSBR系统污泥龄可以通过系统污泥量除以离开系统的日 固体量求得。计算污泥龄必须知道各个单元的污泥浓度。 而日常运行管理中, 一般只测定作为工艺重要参数的 3、6 单 元 MLSS 质量浓度, 无法知道系统平均污泥浓度, 不利于掌 握系统污泥龄。所以,找出 3、6 单元 MLSS 质量浓度与系统 平均污泥质量浓度之间的关系, 用其推算系统平均污泥质量 浓度, 对及时掌握 SRT, 准确排泥,有着十分重要的意义。 3 3、6 单元 MLSS 质量浓度和系统平均污泥质量浓度关系 3. 1 初步分析 3. 1. 1 系统污泥量计算方法 #9# 2005年第 31卷第 8期 August 2005 工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental Protect ion MSBR系统的污泥龄定义: 微生物在从反应池排出(在出 水之前) , 在MSBR系统中保留天数的平均值。按照定义, 系 统污泥量为除去沉淀池外, 其余单元 MLSS 量的总和。而 MSBR系统中, 1、7 单元为 SBR 池, 交替作为本系统的沉淀 池。也就是说,系统污泥量为 1 或 7 单元和 2、3、4、5、6 单元 MLSS 量的总和。1、7 单元功能相同, 运行条件相同,他们的 MLSS 质量浓度值在短时间内可能不同, 但经过一段时间的 运行, MLSS 质量浓度值可认为是相等的。为简化 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示方法, 1、7 单元都用 SBR 单元表示, 系统平均污泥浓度用 SBR 单 元、2、3、4、5、6 单元 MLSS 平均质量浓度表示。 3. 1. 2 其他影响因素 正常情况下,进出水水量基本相同, 不影响系统污泥平 均浓度。进水带入的悬浮固体对整个系统的平均浓度产生 影响,而 3、6 单元包含于系统中 ,所以 3、6 单元污泥浓度已 经反映了该影响。 回流系统使混合液、污泥在系统内流动, 不改变系统污 泥总量,但影响 MLSS 在各单元的分配,这是否对 3、6 单元和 系统平均污泥浓度关系造成影响? 系统中, 3 单元接收经 2 单元浓缩的 SBR单元的污泥并将其排至 4 单元, 6 单元接收 2 单元上清液回流和 5 单元混合液,当 5 单元作为缺氧池时, 6 单元还回流一部分混合液至 5 单元。所以, 3、6 单元都是 系统中参与回流的主要单元, 对回流比的反应灵敏, 能反映 回流比的变化,不用再考虑回流比的影响。 3. 1. 3 2 单元污泥浓度取值分析 MSBR系统中, SBR 单元及 3、4、5、6 单元 MLSS 质量浓度 数据为化验实测值, 2单元是浓缩池, 泥水没有完全混合, 无 法得到实测值。由于 2、3 单元底部相通, SBR 单元回流比高 于 3 单元回流比, 使 2 单元上清液回流量大。所以, 2 单元 MLSS 质量浓度值低于 3 单元,高于 SBR 单元。又 2 单元体 积小,浓度值对系统浓度影响权重小, 其浓度值可以粗略用 3单元和 SBR单元 MLSS 质量浓度平均值表示。 3. 2 数据分析 2003 年,盐田污水厂为找出 MSBR 系统运行最佳参数, 尝试了回流比等多种工艺参数的调整。因此, 采用 2003 年 全年系统 MLSS 质量浓度数据进行分析, 综合了多种运行条 件、工艺参数下系统各单元 MLSS 质量浓度数据, 用来推算 3、6 单元和系统平均污泥浓度的关系, 具代表性。系统体积 数据及 2003 年MSBR 系统数据见表 1和表 2。 表 1 系统各单元体积权重 3单元 6单元 4单元 5单元 2单元 SBR单元 Vi 1 094 8 670 1 647 1 367 1 015 5 033 Pi 0.058 0. 461 0. 087 0. 073 0. 054 0. 267 注: Vi 各单元体积; Pi 各单元体积所占比例,系统各单元总 体积 V总= 18 826 m3, Pi= Vi/ V总。 表2中, C( n, i)、Xn、Yn 是由表 1和 2003 年全年 MSBR系统 各单元 MLSS 质量浓度数据 MLSS ( n, i)及以下 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算而得: C ( n, i)= MLSS ( n , i)#P i Xn= MLSS ( n, 3# )#P3# + MLSS ( n, 6# )#P6# = C ( n, 3# )+ Cn, 3# Yn= C ( n, SBR# )+ C ( n ,2# ) + C ( n, 3# )+ C ( n, 4# )+ C ( n, 5# )+ C ( n ,6# ) 式中, Xn 为 3、6 单元 MLSS 质量浓度乘以各自体积权重后之 和; Yn 为 MSBR系统平均污泥质量浓度。 3. 2. 1 3、6 单元 MLSS 浓度与系统平均污泥浓度的关系 表 2 2003年系统数据 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 日期 1~ 22 2~ 14 2~ 26 4~ 14 4~ 22 5~ 14 5~ 28 6~ 9 6~ 20 7~ 4 7~ 9 C ( n , i ) 495 1 391 361 1 327 377 728 331 807 351 995 362 662 305 811 327 717 377 1 055 440 1 253 376 1 241 X n/ (mg#L - 1) 1 886 1 688 1 105 1 139 1 346 1 023 1 116 1 043 1 432 1 693 1 617 Yn/ (mg#L- 1) 3 462 2 645 2 274 2 243 2 618 2 214 2 396 1 951 2 964 3 473 3 048 序号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 日期 7~ 18 7~ 24 7~ 30 8~ 15 8~ 28 9~ 4 9~ 19 9~ 26 10~ 14 10~ 27 11~ 13 C ( n , i ) 286 1 014 209 840 333 1 416 358 1 044 409 1 244 445 2 014 315 1 583 311 1 489 264 1 451 270 1 326 229 1 292 X n/ (mg#L - 1) 1 300 1 050 1 749 1 403 1 653 2 459 1 898 1 800 1 715 1 596 1 520 Yn/ (mg#L- 1) 2 573 1 929 3 256 2 609 3 172 4 924 3 433 3 349 2 991 2 991 2 763 由表 2分别绘出 C ( n, 3# )、C ( n, 6# )和 Yn 的散点图, 见图 2。从图 2可以看出, 3 单元 MLSS 质量浓度和其体积权重的 乘积 C ( n ,3# ) 与系统平均污泥浓度不存在线性关系。而 C ( n, 6# )和 Yn 的点基本在一条直线上, 即 6 单元 MLSS 质量 浓度和其体积权重的乘积与系统平均污泥浓度可能存在线 性关系,画出趋势线, 得测定系数 R2= 0. 866 4, 相关系数 r = 0. 930 8。 表 2共计 22组数据,即 n= 22,自由度= n- 2= 20,由相 关系数检验临界值表查出与显著水平 0. 01 及自由度 20 相 关系数临界值 r 0. 01= 0. 536 8, 则 r = 0. 930 8> r 0. 01 , 从而说 明 6 单元 MLSS 浓度与系统平均污泥浓度存在线性关系。 这是因为 6 单元体积约占 SBR、2、3、4、5、6 单元总体积的 46% ,其 MLSS 占系统平均污泥浓度的权重大, 所以 6 单元 MLSS 和其体积权重的乘积和系统MLSS 平均浓度存在线性 关系。如果用 3 单元 C ( n, 3# )值加以修正, 是否和系统 MLSS 平均浓度的关系更紧密, 见以下的分析。 3. 2. 2 3、6 单元 MLSS 浓度和系统平均污泥浓度的关系 根据表 2 数据,绘出 X n 和Yn 的散点图, 见图3。 #10# 图 2 C( n,3# )、C ( n,6# )和 Yn 关系 图 3 Xn 和 Yn关系 图 3 可以看出它们基本在一直线上, 则 3、6 单元 MLSS 质量浓度乘以各自体积权重后的总和Xn 与系统平均污泥浓 度可能存在线性关系, 画出 趋 势 线 , 得 测 定 系数 R2= 0. 912 1, 则相关系数 r= 0. 955> r0. 01, 说明 3、6 单元 MLSS 浓度乘以体积权重之和X n 与系统浓度存在线性关系。且其 相关系数 0. 955 高于 6 单元与系统的相关系数 0. 930 8, 即 3、6 单元 MLSS 浓度乘以体积权重之和与系统MLSS 平均浓 度存在线性关系 Y= 1. 765 9X + 208. 66,且联系非常紧密。 4 初步结论 MSBR池 3、6 单元 MLSS 质量浓度乘以体积权重之和与 系统平均污泥浓度存在线性关系 Y= 1. 765 9X+ 208. 66 X = MLSS3# #V3# + MLSS6# #V 6# V SBR# + V2# + V3# + V4# + V5# + V6# 式中, Y为系统MLSS 平均质量浓度, mg/ L。 5 验证 将 2004 年 1~ 6 月份 3、6 单元 MLSS 质量浓度值代入以 上线性关系式, 计算出系统平均污泥浓度。将计算所得值和 化验所得值进行比较, 检验线性关系式是否适用。 2004 年系统数据见表 3。表中 Ya ( n)是化验所得系统平 均污泥浓度值(计算方法同表 2) ; Yb( n)是线性关系式计算所 得系统平均污泥浓度值; U= Yb( n) / Ya( n)- 1。 由于工艺生产对 MLSS 精确程度要求不高,而污泥样品 组成不均匀,测定方法和过程又比较粗略, 其实际测定结果 已含一定偏差。所以 MLSS 数据偏差允许范围较大。由表3 看出, 线性关系式计算值 Yb( n)和化验所得值 Ya( n)变化趋势 相同, 偏差在 10%以内, 已经符合工艺生产要求。 表 3 验证数据 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 日期 1~ 18 2~ 1 2~ 23 3~ 11 3~ 22 4~ 7 4~ 21 5~ 9 5~ 24 6~ 8 6~ 22 Ya( n) / ( mg#L - 1) 3 038 2 522 3 021 2 995 2 401 2 655 2 622 2 279 2 860 2 627 2 578 Yb( n) / ( mg#L - 1) 3 144 2 658 3 012 3 099 2 519 2 705 2 549 2 162 2 819 2 549 2 404 U 0. 03 0. 05 0 0.03 0. 05 0. 02 - 0. 03 - 0.05 - 0. 01 - 0. 03 - 0. 07 6 结论 MSBR系统计算污泥龄时必须测定各个单元的 MLSS 质 量浓度,这无疑增加了化验室工作量,计算也极为繁琐。本 文分析了MSBR系统日常运行管理中测定的 3、6 单元 MLSS 质量浓度和系统平均污泥浓度的关系,得出计算公式。由公 式推算系统污泥平均浓度,方法简便, 不仅减轻工作量, 也使 工艺调整更加灵活。 参考文献 1 罗万申. 新型污水处理工艺 MSBR.中国给水排水 1999, 15 ( 6) : 22~ 24 2 王洪臣.城市污水处理厂运行控制与维护管理.北京:科学出版 社. 52~ 65 (收稿日期: 2005 03 15) 高学术水平高知名度的双高期刊/首届国家期刊奖0获奖期刊 中国建筑科学类核心期刊、国际建筑数据库( ICONDA)收录期刊 5工业建筑6(月刊) 邮发代号: 2- 825 单价: 6元 全年价 : 72元 5工业建筑6由中国钢铁工业协会主管, 中冶集团建筑研究院主办, 1964 年创刊。多年来一直本着指导性、针对性、实用 性、创新性的办刊宗旨, 重点报道建筑设计、建筑结构、地基和基础、建筑材料、施工技术等方面的应用研究成果及开发技术, 突出工业建筑、钢结构、鉴定加固技术等特点;优先报道国家、省部科学基金资助项目和重大工程建设; 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 丰富翔实, 理论结 合实际。适于土木工程界广大科研、设计、教学、施工等专业技术人员及大专院校师生阅读。 5工业建筑6为大 16开本, 彩色胶版印刷,每月 20日出版, 国内外公开发行。全国各地邮局均可订阅,也可直接汇款到本 编辑部订阅。 5工业建筑6兼营广告,收费合理, 具有一定规模,是展示企业形象的理想舞台。 本刊地址:北京市海淀区西土城路 33 号; 邮编: 100088; E- mail: gyjz@ public. sti. ac. cn 联系电话: 010- 82227239(兼传真) 010- 82227678(总编) / 7236(发行) / 7237/ 8043(编辑) 7238/ 7239(广告) #11#