傳統的活性污泥處理工藝是最常見的污水?廢水處理方法,但該處理工藝會產生大量的剩余污泥,從而帶來剩余污泥處理和提高運行成本等后續問題?在出水排放滿足達標要求的條件下,通過某些工藝條件的選擇和控制,在廢水生物處理系統內部實現剩余污泥的有效減量,充分減少污水?廢水處理系統向外排放的生物固體數量,是解決目前剩余污泥處理與處置難題的重要途徑[1-3]?
有研究表明,活性污泥經過好氧和厭氧狀態的轉換,可以降低污泥產率系數,實現系統內剩余污泥減量[4-6]?本實驗即是通過對厭氧?好氧?厭氧/好氧交替3種不同條件下活性污泥性質的研究,對比分析3種條件下的活性污泥特性以及污泥各參數之間的關系,本研究結果可為通過好氧?厭氧轉換實現系統內剩余污泥減量提供證據和支持,也為對該系統的有效調控提供依據?
1 材料與方法
1.1 實驗裝置
圓桶形反應器3只,分別作為厭氧?好氧?厭氧/好氧交替3種反應器,每只反應器高27cm?直徑28cm,有效容積為10L?其中厭氧反應器(1#反應器)設置攪拌器;好氧反應器(2#反應器)設置曝氣系統,采用微孔曝氣方式,并設有曝氣量控制閥門;厭氧/好氧交替反應器(3#反應器)同時設置攪拌裝置和曝氣系統?實驗裝置示意圖見圖1?
3個反應器均采用序批式的運行方式:每個運行周期為24h?進水后:1#反應器處于厭氧狀態,啟動攪拌器,22h后停止攪拌,靜置沉淀2h后排出上清液,并重新進水啟動下一個周期;2#反應器為好氧狀態,連續曝氣22h?再靜置沉淀2h后排出上清液,并重新進水啟動下一個周期;3#反應器,先厭氧8h,然后持續曝氣14h,再靜置沉淀2h后排出上清液,并重新進水啟動下一個周期?各個反應器每個周期均排出4L上清液,再進原水4L,反應器混合液容積為10L?
1.2 實驗用水與接種污泥
實驗進水使用模擬印染廢水?該模擬廢水的COD約為1000mg/L?色度約為120倍左右?模擬印染廢水組成及濃度為:葡萄糖1000mg/L?氯化銨76.4mg/L?磷酸二氫鉀17.5mg/L?碳酸氫鈉225mg/L?無水氯化鈣10.6mg/L?七水硫酸鎂180mg/L?活性艷藍X-BR10mg/L?
反應器接種某污水處理廠的活性污泥,接種污泥SVI在60~100mL/g之間,VSS/SS為0.68,污泥平均粒徑小于100μm,沉降速度0.17~0.42cm/s?在研究不同實驗條件(厭氧?好氧及厭氧/好氧交替)對活性污泥性能影響時,將接種活性污泥分別轉移到厭氧?好氧及厭氧/好氧交替反應器中,保證活性污泥初始性質一致,污泥濃度在5000~6000mg/L,污泥在3只反應器中馴化30d;在正式實驗前,系統進行了排泥,3個反應器中污泥濃度基本一致,分別為3619?3745和3584mg/L;實驗過程中定期測定反應器中的污泥濃度,通過排泥保持各個反應器中污泥濃度在3000~4000mg/L?實驗期間,反應器的溫度在20~25℃?具體參見污水技術資料更多相關技術文檔。
1.3 分析項目與方法
在3個反應器靜置沉淀之前取混合液測定各項分析指標,其中COD?BOD5?MLSS和MLVSS的測定采用標準方法[7];pH值的測定采用pHS-3C型精密酸度計;色度的測定采用標準稀釋倍數法;脫氫酶活性的測定采用TTC-脫氫酶活性法[8,9];胞外聚合物(EPS)的測定:①蛋白質的測定:蛋白質的測定采用改進lowry法[10]?②多糖含量的測定:多糖含量的測定采用苯酚-硫酸法[11];ATP含量的測定采用應用熒光素酶法測定,儀器是GloMax20/20發光檢測儀?
