好氧颗粒污泥中试设备的快速启动研究.doc

好氧颗粒污泥中试设备的快速启动研究 王少芳王琳杜姗 （中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛266100） 【摘要】研究了低高径比SBR反应器中颗粒污泥的快速启动。以缩短好氧颗粒污泥的形成时间为目的，研究好氧颗粒污泥的形成过程及其特性。以醋酸钠为基质，以絮状活性污泥为接种污泥，在前期驯化和培养实验阶段中，COD负荷为2.473.84kg/（m3d），C：N：P=100：5：1，形成的细小颗粒，呈黄褐色细砂状外观，反应器内为颗粒状污泥和絮状污泥混合存在。 关键词好氧颗粒污泥；快速启动；sbr反应器 好氧颗粒污泥与传统活性污泥相比，具有更好的沉降性能1。好氧颗粒污泥是非常具有发展潜力的新型污水生物处理技术，但是由于目前实验多在小试规模，且采用的SBR反应器高径比均较大2。中试规模低高径比反应器中好氧颗粒污泥的培养鲜有报道。好氧颗粒污泥技术推广的一个重要制约因素是培养时间长，操作条件要求高3。本实验在中试规模下采用低高径比的SBR反应器，利用人工配水培养好氧颗粒污泥。 1材料与方法 1.1实验装置 圆柱形的反应器由有机玻璃制成，有效容积251.2L，内径40cm，有效高度200cm，超高50cm。反应器进水、曝气、沉淀、出水和闲置的时间，根据不同实验需要设定，均由电磁阀和电磁继电器控制。进水采用大流量离心泵提升，可在6min以内完成进水。曝气采用的是反应器底部微孔曝气方式。实验装置见图1。 1.2进水水质与接种污泥 实验采用人工配水作为反应器进水，浓度为：NaAc10002000mg/L；（NH4）2SO4250450mg/L；KH2PO43070mg/L；在实验的不同阶段和不同运行周期下，调整进水中碳源、氮源和磷源的浓度。实验接种的污泥青岛市团岛污水处理厂的回流污泥。取泥后检测的污泥性质MLSS为4750mg/L，MLVSS为2670mg/L，SVI为136.84ml/g。 1.3分析项目及方法 实验运行中定期取进水及出水，保存于洗净并具有磨口塞的玻璃瓶中。COD采用重铬酸钾法，氨氮采用纳氏试剂分光光度法，硝氮采用酚二磺酸光度法，亚硝氮采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法，总磷采用钼锑抗分光光度法，混合液悬浮固体（MLSS）、挥发性悬浮固体（MLVSS）和污泥体积指数（SVI）采用标准方法测定4。 1.4反应器运行方式 反应器运行周期为进水6min，曝气192min，沉淀12min，排水30min，一个周期为240min，一天运行6个周期。曝气量由气体流量计控制在240L/h，反应装置在室温下运行。在运行过程中，逐渐减少沉降时间，12min（15d），10min（610d），8min（1115d），12min（1630d）。 2结果与讨论 2.1污泥浓度与污泥特性 反应器中污泥初始浓度为2375mg/L。本阶段实验中颗粒污泥的培养方法为选择压法。国内外许多研究者都是利用选择压法促使污泥颗粒化，例如王强5等。第1d5d污泥浓度无明显变化；第6d开始沉淀时间减少为10min，污泥MLSS呈下降趋势，一度达到1658mg/L；培养一段时间后，污泥量缓慢上升，但在第11d沉淀时间进一步缩短，污泥浓度持续下降；第15d时，MLSS低至1260mg/L，污泥大量流失。由于系统中污泥浓度降低，会严重影响好氧颗粒污泥的培养。因此放弃使用选择压法，在第28d，MLSS达到1806mg/L。污泥的SVI值虽然在运行期间一直有变化，但整体呈下降趋势，由于采用选择压法，结构松散，沉降性能较差的细小的絮状污泥随出水排出系统，在污泥量下降的同时，SVI值逐渐降低：接种污泥初始SVI值为136.84ml/g，沉降性能较差，运行到第6d降至89ml/g。在每次降低沉淀时间后，SVI值都略有上升，表明污泥对新环境需要一个适应的过程，第30d时SVI值为58ml/g。 2.2反应器对污染物的去除效果 2.2.1反应器对COD的去除效果 启动初期，COD去除率较低，最低为35%，最高为44%，主要是由于污泥适应新的环境和基质。但本实验的配水为易降解的醋酸钠，所以微生物对基质的适应能力较快。随着反应器的运行，对COD的去除逐渐增强。在反应器运行到一周左右，COD去除率已达到80%，反应器启动成功，COD也由进水的1076mg/L下降至出水的245mg/L。当采用选择压法进行好氧颗粒污泥的培养时，由于沉降时间的突然降低，造成了一部分污泥的流失。污泥量的减少，致使COD的去除率下降至60%，出水中COD一度增加至457mg/L。随着放弃选择压法，污泥量逐渐得到了恢复。出水的COD逐渐降低，降到200mg/L以下，实验后期出水中的COD为143mg/L，而去除效率也达到了85.61%。 2.2.2反应器对氨氮的去除效果 在运行初期，絮状接种污泥在适应新的环境后，氨氮的去除效果较好，出水中氨氮一般在9mg/L以下。但每次减少沉降时间后，随着MLSS的降低，氨氮的去除效果显著下降，出水中浓度一般大于10mg/L，去除率在80%以下。这可能是因为大量的氨氧化细菌被排出了SBR反应器。停止使用选择压法之后，出水中氨氮缓慢降低到了4mg/L左右，去除率达90.48%。 2.2.3反应器对TP的去除效果 在初期反应器内污泥对TP去除非常不稳定，几乎没有去除能力。去除效果上下波动，去除率在35%附近波动，出水中TP的含量大于6mg/L。在后期对TP的去除效果出现了相对稳定的增长，去除率达64.82%。 在实验进行到第24d，反应器中出现直径大约在400um的颗粒状污泥，颜色为土黄色，反应器中颗粒污泥与絮状污泥混合存在。 3结论 1）在中试SBR反应器中，以絮状活性污泥为接种污泥，采用实验室配水，经过30余天的培养，形成平均粒径在400um的好氧颗粒污泥。污泥性能得到了较大的改善。 2）采用选择压法培养颗粒污泥，MLSS由接种时2375mg/L下降至1260mg/L，导致了反应器运行不稳定。在调整运行周期后，反应器正常运行。因此要在颗粒污泥培养的不同阶段，逐渐降低沉降时间。 3）系统对COD、氨氮、总磷能保持较好的去除率，分别为85.61%、90.48%、64.82%。 参考文献 贺延龄.废水的厌氧生物处理M.北京：中国轻工业出版社，1998. LiuY，TayJH.TheessentialroleofhydrodynamicshearforceintheformationofbiofilmandgranularsludgeJ.WaterResearch，xx，36（7）：1653-1665. 王建龙，张子健，吴伟