好氧/厌氧交替与循环工艺用于污泥减量化研究

好氧/厌氧交替与循环工艺用于污泥减量化研究（精选3篇）

篇1：好氧/厌氧交替与循环工艺用于污泥减量化研究

好氧/厌氧交替与循环工艺用于污泥减量化研究

有机废水生物处理过程中减少剩余污泥产量一直是研究热点.研究通过好氧/厌氧交替和好氧/厌氧循环工艺实现污泥的减量化.结果表明,SS的`去除率分别达97%及98%.对SS减量化起作用的因素包括:生物解偶联作用、生物溶胞作用和水解进程加速作用.好氧/厌氧交替和循环次数对试验结果影响很大,交替、循环次数越多,污泥产量越小.

作 者：林山杉 管运涛 作者单位：林山杉(东北师范大学环境科学与工程系,吉林,长春,130024)

管运涛(清华大学环境科学与工程系,北京,100081)

刊 名：工业水处理 ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：25(2)分类号：X703.1关键词：好氧/厌氧 交替 循环 污泥减量

篇2：好氧/厌氧交替与循环工艺用于污泥减量化研究

厌氧水解酸化-好氧氧化A1/A2/O工艺剩余污泥减量

在碱减量印染废水A1/A2/O生物处理系统,通过污泥回流、把剩余污泥回流到A1段,利用A段污泥的水解、酸化和O段微生物的好氧氧化作用可有效实现对回流剩余污泥的减量,同时O段好氧污泥的表观产率系数下降,系统产生的剩余污泥量减少.厌氧水解酸化-好氧氧化A1/A2/O工艺实现污泥减量由3段共同完成:A1段实现回流剩余污泥的“液化”和惰性化;A2段对系统污泥减量起到了强化作用;而O段微生物的合成作用在逐渐减弱.6个月连续运行的动态试验表明,在A1段的容积负荷(CODcr)为2.54kg・(m3・d)-1、水力停留时间为7.56h条件下,A1段利用水解酸化作用对回流剩余污泥的减量达到67.87%,系统O段好氧污泥的.表观产率系数也下降到试验初始时的45.5%.在A1/A2/O污泥减量系统中,各段污泥性状发生了变化,A1段污泥[MLVSS/MLSS]值从试验开始时的0.718 2下降到0.592 2,A2段污泥[MLVSS/MLSS]值从0.667 3下降到0.526 7,剩余污泥的减量是活性污泥逐渐惰性化过程,污泥的粒度分析也证明了这一点.

作 者：杨波 陈季华 奚旦立 沈佳璐 YANG Bo CHEN Ji-hua Xi Dan-li SHEN Jia-lu  作者单位：东华大学环境科学与工程学院,上海,51 刊 名：环境科学  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2006 27(3) 分类号：X791 关键词：厌氧水解酸化   好氧氧化   污泥减量   A1/A2/O生物处理系统   碱减量印染废水  

篇3：好氧/厌氧交替与循环工艺用于污泥减量化研究

关键词：剩余污泥减量化,污泥产率,好氧—沉淀—厌氧工艺

l964年westgarth等人首次提出好氧—沉淀—厌氧(OSA)工艺。该工艺是在传统活性污泥法的回流污泥系统中插入厌氧池。结果发现:与常规工艺相比,此工艺可使剩余污泥产量减少一半。其理论分析为:利用厌氧条件将微生物体内的ATP消耗殆尽,使微生物在好氧条件下先进行ATP能量储备,使分解代谢和合成代谢解偶联,从而导致污泥量的减少。通过将OSA工艺与传统活性污泥工艺相比,发现污泥产率降低了20 %~65 %,SVI值也比较低,而且随着污泥负荷率的增加,污泥产量呈下降趋势,这一点与传统工艺也有所不同,为OSA工艺用于处理高浓度有机废水提供了可能,但对出水水质的影响仍需进一步研究。所谓污泥减量技术,就是在保证污水处理效果的前提下,采用适当的措施使处理相同量的污水所产生的污泥量降低的各种技术。化工污水处理厂生化系统污泥量繁殖较快,大量过多的剩余污泥得不到及时处理,严重影响生化系统的正常运行。此外污泥处理的投资和运行费用巨大,已成为污水厂所面临的沉重负担。面对上述污泥处理遇到的重重困难,应将污泥处理的重心前移到“源头控制”,污泥处理应当遵循减量化为主,资源化和末端处置为辅。本实验考察好氧—沉淀—厌氧工艺对剩余污泥产量的影响,同时考察其对工艺运行效能和污泥性状的影响。

1 原理概述

“能量溅溢”理论认为微生物之所以在异常条件下发生能量溅溢,是由于微生物产生了新陈代谢解偶联,即微生物的合成代谢和分解代谢产生解偶联。进一步的研究分析表明,在某些特殊情况下,如:投加化学解偶联剂等,新陈代谢解偶联的本质是使能量传递中的氧化磷酸化产生了解偶联,从而使氧化释放的能量没有完全用于磷酸化去合成ATP,而是部分产生溅溢,从而导致合成代谢可以利用的能量减少,微生物增长量减少。

本实验就是在能量溅溢理论的基础上考察了好氧—沉淀—厌氧工艺对污泥表观增长量的影响,其工艺的基本原理是通过在常规活性污泥工艺中的污泥回流中形成一特定的厌氧段,从而给微生物提供了一个交替好氧和厌氧的环境,使细菌在好氧阶段所获ATP不能立即用于合成新的细胞,而是在厌氧段作为维持细胞生命活动的能量被消耗,从而减小微生物的总表观产率系数而达到污泥减量的目的。

2 实验部分

2.1 实验材料

试验材料:大庆石化公司化工污水处理厂二沉池回流污泥。

化工污水:大庆石化公司化工污水处理厂原水池入水,以此作为试验用水。

2.2 试验装置

本试验采用实验室规模的工艺装置如下:

(1)完全混合式工艺如图1所示。由一个有效容积为12 L的反应器(作为完全混合池)和一个有效容积为7 L的反应器(沉淀池)串联而成。

(2)推流式工艺如图2所示。此试验由一个有效容积为12 L的推流式曝气池反应器(作为好氧池)和一个有效容积为7 L的反应器(沉淀池)串联而成。曝气池反应器的反应区又分为三个小隔间(每个小隔间有效容积4 L)。

(3)好氧—沉淀—厌氧装置如图3所示,此试验所用装置如图3所示。由一个有效容积为12 L的推流式曝气池反应器(作为好氧池)和两个有效容积为7 L的反应器(沉淀池和厌氧池)串联而成。曝气池反应器的反应区又分为三个小隔间(每个小隔间有效容积4 L)。为防止厌氧池污泥沉淀影响回流效果,要对厌氧池手动定时搅拌,搅拌时要注意转速,防止溶氧的增加。进水由泵打入曝气池,曝气池中设有曝气头,在曝气池中经活性污泥分解后的混合液溢流到沉淀池,经沉淀后的水溢流到出水槽,沉淀污泥由泵打入曝气池,其中好氧—沉淀—厌氧工艺沉淀污泥先由泵打入厌氧池,在厌氧池停留一段时间(25 h)后再由泵打入曝气池(见图3)。

2.3 试验方法

试验所用污泥取自污水处理厂二沉池回流污泥,从厂里取回的污泥经静止沉淀后,排去上清液,将沉淀后的污泥分别投入到三套装置的曝气池中,然后加入试验用水,通入压缩空气,溶解氧控制在2.3 mg/L左右,pH控制在6~8,温度控制在30 ℃左右,起始污泥浓度控制在3 300-4 000 mg/L左右,连续运行一段时间待污泥具备了很好的活性后,进入正规的试验阶段。

完全混合式、推流式和好氧—沉淀—厌氧三套装置同步运行,在反应器体积、进水水质、水力停留时间、初始污泥浓度等工艺条件相同的情况下,考察不同运行工艺对出水水质、污泥性状及剩余污泥量的影响。试验前期进水为高浓度有机废水,后期为低浓度有机废水,运行期间的水力停留时间(HRT)为44 h,污泥回流比为2∶1。整个试验过程未排泥,为准确计算污泥表观增长量,每天测MLSS和MLVSS以及进出水COD。试验期间定期监测进出水的NH3-N浓度和PO4-P浓度。并对曝气池和沉淀池的污泥做镜检以观察微生物的数量和种类。

分析项目与方法见表1。

3 结果与讨论

3.1 三组工艺污泥增长量的变化

整个运行期间推流式工艺污泥产生速率小于完全混合式工艺。分析原因可能是由于推流式工艺前段来水基质负荷高,经降解成为低负荷进入后段。根据微生物生成量与基质消耗量呈正比的关系,后段微生物生成量就会降低。此外,随着装置长时间运行,后端低负荷区易生长原生动物和后生动物,它们能够捕食细菌,从而起到污泥减量的效果。这与镜检结果相吻合,即推流式工艺易见漫游虫、钟虫、轮虫等,而完全混合式工艺易见漫游虫、膜虫,偶见钟虫。因此,推流式工艺长时间运转后污泥出现负增长。

好氧—沉淀—厌氧工艺污泥减量化的原因有两个方面:

(1)进程的加速。单纯厌氧环境中,水解产物缓慢的降解速度限制了固体颗粒的溶解速度。而好氧环境中,溶解有机物被消化的速率远远大于厌氧环境,因此,好氧/厌氧的循环系统为加速固体有机物的溶解提供了有利条件。

(2)生物解偶联作用。即细菌在好氧箱得到的能量(ATP)并未立即完全用来合成新的细胞,而是在厌氧箱作为维持细胞生存的能量而消耗,从而达到污泥减量的结果。

在整个运行期间的前16 d,三种工艺的污泥净增长量成上升趋势,而在第16 d以后开始出现负增长,出现这种情况的原因可能是:

(1)运行期间后期的进水COD较前期低,造成了系统后期污泥负荷较低,污泥出现自身氧化及衰亡,因此,后期出现污泥负增长。

(2)整个试验过程未排泥,污泥负荷低,长期运转后出现了负增长。

目前好氧—沉淀—厌氧工艺主要用于减少处理高浓度废水的污泥排放量,而本次试验运行期间前16 d COD在1 110 mg/L左右,属于高浓度有机废水,而第16 d之后的COD在600 mg/L左右,属于低浓度有机废水,从图5可以看出好氧—沉淀—厌氧工艺处理低浓度有机废水同样可以取得很好的减量效果。

3.2 对工艺运行中目标物去除的影响

三种工艺,完全混合式活性污泥工艺、推流式活性污泥工艺和好氧—沉淀—厌氧工艺的平均COD去除率都可以达到75 %以上[1],相差不大。进水COD平均在1 000 mg/L以上时,三种工艺均能达到国家排放标准,之后的一段时间里进水COD均值在1 000 mg/L以下时,三组工艺的出水COD分别同样能稳定在国家排放标准。由此可见进水无论是高负荷或是低负荷,好氧—沉淀—厌氧工艺均能正常运转,处理效果与常规活性污泥法工艺相当,出水都能达到排放标准。即采用好氧—沉淀—厌氧工艺在进行污泥减量化的同时对出水COD没有明显影响。表明可以应用好氧—沉淀—厌氧工艺来减少剩余污泥产量而不至于严重影响活性污泥工艺的基质去除能力。

在运行期间,完全混合工艺、推流式活性污泥工艺和好氧—沉淀—厌氧工艺的出水氨氮浓度也相差无几。表明好氧—沉淀—厌氧工艺在进行污泥减量的同时对出水NH3-N值影响不大,其处理效果与常规活性污泥法工艺相当,都能达到排放标准。好氧—沉淀—厌氧工艺出水NH3-N值较其它两组工艺高是由于削减的污泥中的氮向水中释放所致,但能达标排放是由于此工艺为好氧—厌氧循环条件,发生了硝化和反硝化作用[2]。运行期间PO4-P浓度变化见图4所示的完全混合式工艺、推流式工艺和好氧—沉淀—厌氧工艺的出水PO4-P浓度曲线。好氧—沉淀—厌氧工艺使出水PO4-P浓度较完全混合式工艺和推流式工艺低。分析原因为好氧—沉淀—厌氧工艺流程与除磷的流程相类似。从而有利于除磷菌的生长,因此对磷的去除优于其它两种工艺[3]。

3.3 对污泥沉降性能的影响

在一定的污泥量下,SVI反映了活性污泥的凝聚沉淀性。如SVI较高,表示沉淀性较差,污泥易膨胀;如SVI过低,则污泥矿化程度高,活性及吸附性都较差。一般SVI控制在一个合理范围之内为宜[4](由图5可以看出)。

完全混合式工艺出现了SVI>150的情况,说明完全混合式工艺相对易发生污泥膨胀。三种工艺中好氧—沉淀—厌氧工艺的SVI最小,表明好氧—沉淀—厌氧工艺可以使SVI值下降。这与叶芬霞等[5]的研究结果一致。

4 结 语

(1)以上试验结果表明,好氧—沉淀—厌氧工艺和推流式活性污泥工艺与完全混合式活性污泥工艺相比都能减少剩余污泥产量,其中以好氧—沉淀—厌氧工艺的减量效果较为明显,说明好氧—沉淀—厌氧工艺引起的解偶联代谢能促进污泥产率下降。

(2)试验前期进水为高浓度有机废水,后期为低浓度有机废水,通过比较高、低浓度有机废水下三种工艺的减量效果得出:好氧—沉淀—厌氧工艺在处理低浓度有机废水时同样能取得很好的减量效果。

(3)三种工艺的COD去除率相差不大。完全混合式工艺和推流式工艺的出水NH3-N浓度相差不大,而好氧—沉淀—厌氧工艺的出水NH3-N浓度略有升高,这是削减的污泥中的氮向水中释放所致,但仍能达到国家排放标准,是因为此工艺为好氧一厌氧循环条件,发生了硝化和反硝化作用。同时发现好氧—沉淀—厌氧工艺使出水PO4-P浓度降低,这是由于好氧—沉淀—厌氧工艺流程与除磷的流程相类似,从而有利于除磷菌的生长,使出水PO4-P浓度下降。

参考文献

[1]张锡辉,刘勇弟.废水生物处理[M].北京:化学工业出版社,2003:98-102.

[2]蒋展鹏.环境工程学[M].北京:高等教育出版社,1991:70-72.

[3]何岩,周恭明.剩余污泥减量化技术的研究发展[J].环境技术,2004,7(1):15-18.

[4]张自杰.活性污泥膨胀与控制对策[M].北京:中国建筑工业出版社,1982.