（环境工程专业论文）一体式sbbr能量解偶联osa工艺污泥产率的对比研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 剩余污泥的处理与处置是传统活性污泥工艺( c o n v e n t i o n a la c t i v a t e ds l u d g e p r o c e s s ，c a s ) 亟待解决的问题之一。2 0 世纪9 0 年代提出的污泥减量化工艺依靠 降低微生物产率以及利用微生物自身内源呼吸使污水生物处理系统所产生的生 物固体量达到最少，是剩余污泥处理与处置的新方法，也是目前污泥减量技术的 研究热点之一。现有的污泥末端减量技术不能从根本上实现经济高效的污泥削 减，并且污泥减量化过程与污水的处理过程密切相关，因此，从源头上控制污泥 的产生，在保证污水处理效果的同时实现较低污泥产率，即污泥源头减量新技术 是污泥减量化工艺最新发展方向。 本研究对比研究了序批式生物膜反应器在全泥龄好氧沉淀厌氧( o s a ) 运行 模式下进行城市生活污水处理的同时实现能量解偶联，在污水处理过程中实现污 泥源头减量效果。分别考察了低温条件下组合填料s b b r 、投加球形填料s b r 、 和c a s 工艺在o s a 运行条件下污泥产率与污泥性质以及工艺污水处理效果以及 常温条件下s b b r 微生物附着生长体系内污泥源头减量程度及其水质处理效果。 在低温条件下，组合填科s b b r 、投加球形填料s b r 以及c a s 工艺中平均 污泥表观产率分别为一0 2 9 2 k g k g 、o 0 5 8 k g k g 和o 3 0 2 k g k g ，s b b rt 艺污泥减 量效果明显，对n h 4 + - n 的平均去除率分别达到8 5 3 6 、6 4 1 5 和7 3 1 9 ，c o d 平均去除率分别达到6 0 7 3 、6 1 5 8 和5 6 3 0 。试验表明，s b b r 工艺在全泥 龄低温条件实现高效水质处理效果的同时其o s a 运行模式下能量解偶联的实现 能有限降低剩余污泥产量。 在全泥龄常温条件下，s b b r 工艺与c a s 工艺在o s a 运行模式下其平均污 泥表观产率分别为0 0 9 3 2 k g k g 和0 2 4 8 k g k g ，s b b r 工艺最大污泥负增长率达 到了0 2 4 4 k g c o d k g m l s s 。剩余污泥量与系统内原生动物与后生动物生长状况 密切相关，原生动物的滋生代谢会加速细菌的絮凝作用，明显改善污泥沉降性能； s b b r 工艺与c a s 工艺对c o d 和n h 4 + n 的平均去除效率达到了“0 4 、8 6 5 0 与6 6 2 2 、8 1 5 7 。两种工艺运行过程中大型后生动物的出现不会影响工艺的 硝化过程。由于反硝化过程碳源缺乏，能量解偶联的实现与后生动物的共同作用 导致系统内总磷的明显释放。在s b b r 系统中原生动物的捕食作用改变水中 c ：n ：p 的比值，导致细菌由悬浮生长型向附着生长型转变，加速s b b r 系统内碳 和营养物的矿化，加速了总呼吸作用，从而降低污泥产率。对于s b b r 工艺与 c a s 工艺动力学研究表明，一体式s b b r 和c a s 能量解偶联o s a 工艺有机物 去除速率常数k 2 平均分别为0 0 0 1 2 7 l ( m g d ) 和o 0 0 1 0 8 l ( m g d ) ，v m a z 分别为 0 2 0 8 d 。和0 5 3 4 d 一，l q 分别为1 4 6 0 2 m g u 1 和1 0 1 9 4 m g l 1 。 关键词：o s a ( o x i c - s e t t l i n g a n a e r o b i c ) i 艺，能量解偶联， s b b r ( s e q u e n c i n gb a t c hb i o f i l mr e a c t o r ) ，污泥减量，后生动物 武汉理1 = 大学硕 ：学位论文 a b s t r a c t t h ed i s p o s i t i o no fe x c e s ss l u d g ei sab i gp r o b l e mo fc a s ( c o n v e n t i o n a la c t i v a t e d s l u d g ep r o c e s s ) t h ee x c e s ss l u d g er e d u c t i o ni san e wc o n c e p ta n dan e wm e t h o do f e x c e s ss l u d g et r e a t m e n t ，w h i c h d e n p e n d so nr e d u c i n gm i c r o b ep r o d u c t i o na n d u l f i l i z i n ge n d o g e n e s i sb r e a t h et om a k et h em i n i m u mb i o m a s s t h i sm e t h o dh a sb e e n o n eo ff o c u s e sf o re s c e s $ s l u d g er e d u c t i o nr e s e a r c h e s t h ee x i s t i n gt e m i n a ld i s p o s a lo f e x c e s ss l u d g e 锄n o ta c h i e v ee c o n o m i ca n de f f e c t i v es l u d g er e d u c t i o n a n dt h e s l u d g er e d u c t i o np r o c e s ss h o u l d b ec l o s e l yc o r r e l a t i v ew i t ht h es e w a g et r e a t m e n t p r o c e s s t h e r e f o r e ，i t sn e c e s s a r yt oa d j u s ts e w a g et r e a t m e n tp r o c e s s e s ，c o n t r o ls l u d g e p r o d u c t i o nf r o ms o u r c e ，r e a l i z el o ws l u d g ep r o d u c t i o na n di n s u r es e w a g et r e a t m e n t e f f e c t s s y n c h r o n o u s l y s ot h es l u d g er e d u c t i o nf r o m5 m f f c ei s t h ed i r e c t i o no f d e v e l o p m e n tu pt od a t e 1 nt h i sp a p e r , s e q u e n c i n gb a t c hb i o f l i mr e a c t o rw a su s e df o ru r b a ns e w a g e t r e a t m e n tu n d e ro s a ( o x i c - s e t t l i n g - a n a e r o b i c ) m o d et oa c h i e v em e t a b o l i c u n c o u p l i n ge f f e c ta n ds l u d g er e d u c t i o nd u r i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s t h e p r o d u c t i o nr a t ea n dc h a r a c t e r i s t i c so fs l u d g ea n ds e w a g et r e a t m e n te f f e c t sw e r e a n a l y z e di nt h r e eb i o r e a c t o r s ，s b b r ( s e q u e n c i n gb a t c hb i o f i l mr e a c t o r ) ，s e q u e n c i n g b a t c hb i o r e a c t o rw i t hl 盖l r r i e l - $ a n dc a s ( c o n v e n t i o n a la c t i v a t e ds l u d g er e a c t o r ) t h e y w e r ea d o p t e dt om nu n d e ro a s o p e r a t i o n a lp r o c e s si nl o wt e m p e r a t u r e f u r t h e r m o r e ， a th e m a lt e m p e r a t u r ec o n d i t i o n ，t h es l u d g er e d u c t i o nd e g r e ef r o ms o u r c ea n dw a t e r t r e a t m e n te f f e c t sw e r er e v i e w e di ni n s e r t e dg r o w t hs y s t e mo fs b b r a tl o wt e m p e r a t u r ec o n d i t i o no o 6 ) ，t h es l u d g eo b s e r v e dy i e l dc o e f f i c i e n t i ns b b r ，s e q u e n c i n gb a t c hb i o r e a c t o rw i t hc a r r i e l $ a n dc a sw e r e - 0 0 9 2 k g k g , 0 0 5 8 k g k ga n do 3 0 2 k g k gr e s p e c t i v e l y t h es l u d g er e d u c e d i ns b b ra p p a r e n t l y t h e r e m o v a lr a t eo fn h 4 * 一ni nt h et h r e eb i o r e a c t o r sw e r e8 5 3 6 ，6 4 1 5 a n d7 3 1 9 ， a n dt h er e m o v a lr a t eo fc o dw e r e6 0 3 7 ，6 1 5 8 a n d5 6 3 0 r e s p e c t i v e l y t h e e x p e r i m e n ts h o w e dt h a ts b b rs y s t e mc o u l da c h i e v ee f f e c t i v ew a t e rt r e a t m e n te f f e c t a n dr e d u c ee x c e s ss l u d g ep r o d u c t o nu n d e ro s am o d ew i t hm e t a b o l i cu n c o u p l i n g r e a l i z a t i o n a tn o r m a lt e m p e r a t u r ec o n d i t i o n ，y 曲| i ns b b ra n dc a ss y s t e m sw e r e 0 0 9 3 2 k g k ga n do 2 4 8 k g k gr e s p e c t i v e l y t h em a x i m a lm i n u ss l u d g ep r o d u c t i o n r e a c h e d o 2 4 4 k g k go fs b b r t h ee x c e s ss l u d g ey i e l dw a sc o r r e l a t e dw i t ht h e m e t a z o a ng r o w t hs t a t u s ，a n dt h eb r e e d i n go fm e t a z o aw o u l da c c e l e r a t ef l o c c u l a t i o n c a p a b i l i t y o fb a c t e i a la n di m p r o v et h ep e r f o r m a n c eo ft h es l u d g es e d i m e n t a t i o n 武汉理t 大学颂f 学位论文 a p p a r e n t l y t h er e m o r a lr a t eo fc o d a n dn h 4 4 - ni ns b b ra n dc a sw e r e6 6 8 4 ， 8 6 5 0a n d6 7 2 2 8 1 5 7 r e s p e c t i v e l y , w h i l et h em e t a b o l i z a t i o no fm e t a z o a nw o u l d n o ti n f l u e n c et h en i t r i f i c a t i o n p r o c e s s e so fw a s t e w a t e rt r e a t m e n ta n dt h et no f e f f l u e n tw o u l d n ti n c r e a s e d u et oc a r b a ns o u r c es h o r t a g eo fn i t r a t i o n ，t h er e a c t i o no f m e t a b o l i cu n c o u p l i n ga n dt h eg r a z i n go fm e t a z o a nd e d u c e dt h er e l e a s i n go fp h o s p h a t e a p p a r e n t l y t h ec ：n ：pr a t i ow a sc h a n g e db yt h eg r a z i n ge f f e c to fp r o t o z o a n ，w h i c h i n d u c e dt h ef i l t r a t i o no fb a c t e r i a p o p u l a t i o n ，a c c e l e r a t e d c a r b a na n dn u t r i m e n t m i n e r a l i z a t i o na tt h es a n l et i m e t h eg r a z i n ge f f e c ta c c e l e r a t e dt h eo v e r a l lr e s p i r a t i o n ， a n dr e d u c e d s l u d g ep r o d u c t i o n i n t h i s p a p e r , t h e k i n e t i c so fc o n t a m i n a t i o n b i o d e g r a d a t i o ni ns b b ra n dc a ss y s t e m su n d e ro s ae n e r g yu n c o u p l i n gm o d e i n d i c a t e dt h a t t h eo r g a n i cs u b s t a n c er e m o v a lr a t ec o n s t a n tk 2w e r e0 0 0 1 2 7 1 j ( m g - a n d0 0 0 1 0 8 l ( m g d ) ，v mw e r e0 2 0 8 d a n d0 5 3 4 d 一，kw e r e1 4 6 0 2 r a g l 1a n d 1 0 1 9 4 r a g l 1r e s p e c t i v e l y k e yw o r d s ：o s a ( o x i c - s e t t l i n g - a n a e r o b i c ) ，m e t a b o l i cu n c o u p l i n g ， s b b r ( s q u e n c i n g b a t c hb i o f i i mr e a c t o r ) , s l u d g er e d u c t i o n , m e t a z o a n n i 武汉理工大学顾l 二学位论文 图形目录 图1 - 1 分解代谢和合成代谢的关系示意图 图1 - 2o s ai ：艺流程图 图1 - 3 溶胞减量污泥示意图6 图1 4 两段式生物反应器工艺流程图8 图1 5 复合式生物污泥减量反应器流程示意图1 0 图1 击s b b ri ：艺流程图一1 3 图1 7 生物膜结构图一1 5 图1 - 8 一体式s b b r 能量解偶联o s a 工艺污泥产率研究路线1 9 图2 - 1 试验装置示意图2 2 图2 - 2 试验装置俯视图2 2 图2 - 3 试验中所选填料2 3 图2 - 4 三种工艺c o d 浓度的变化一一2 5 图2 - 5 第1 - 1 0 d 三种工艺n h 4 4 - n 处理效果2 6 图2 - 6 第l l - 4 0 d 三种工艺n h 4 * - n 处理效果2 6 图2 _ 7 三种工艺中t p 的处理效果 图2 - 8 s b b r 中的轮虫 图2 - 9 投加填料s b r 工艺中的线虫 2 8 2 9 图2 - 1 0 三种工艺m i s s 与s v l 值变化情况3 1 图2 - 1 1 三种工艺中污泥表观性状一一3 2 图3 - 1 试验装置示意图一一3 5 图3 - 2 剩余污泥含量与性质的变化3 9 图3 3 运行初期s b b r 中污泥表观性状一4 1 图3 4 运行初期c a s 中污泥表观性状4 1 图3 - 5 运行中期0 3 - 4 4 d ) s b b r 中污泥表观性状 图3 - 6 运行中期( 1 3 - 4 4 d ) c a s 中污泥表观性状4 2 图3 7 蠕虫爆发期( “一7 叫) s b b r 中污泥表观性状 图3 - 8 蠕虫爆发期( 4 4 - 7 0 d ) s b b r 中污泥表观性状即 图3 - 9s b b r 中的微生物相一一4 5 图3 - 1 0s b b r 中的红斑颤体虫4 6 图3 1 1s b b r 和c a s 中出现的大量红斑颤体虫4 7 图3 1 2s b b r 中的大型水蚤一4 7 图3 ，1 3s b b r 和c a si = 艺中c o d 浓度的变化4 8 图3 - 1 4s b b r 和c a s 工艺中t o c 浓度的变化4 9 v l 武汉理1 = 大学硕l 学位论史 图3 1 5s b b r 和c a si ：艺中n h 4 * - n 浓度的变化一5 0 图3 1 6s b b r 和c a si 艺中t n 浓度的变化5 l 图3 1 7s b b r 和c a si ：艺中t i n 浓度的变化一5 2 图3 - 1 8 s b b r 和c a si ：艺中t p 浓度的变化5 3 图3 - 1 9s b b r 和c a s i ：艺中溶解性t p 浓度的变化5 4 图3 - 2 0 活性污泥微生物的食物链与能量传递示意图5 5 图3 - 2 1s b b r 工艺与c a s 工艺系统物料平衡示意图6 1 图3 2 2s b b r 工艺的1 s e 和x t ( s o - s e ) 关系图6 3 图3 2 3c a s 工艺的1 s e 和x t ( s o - s e ) 关系图6 4 武汉理工大学硕i 。学位论文 表格目录 表1 - 1 各种污泥减量技术的比较1 2 表2 - 1 试验装置【艺参数一一2 3 表2 2 试验污水( 进水) 水质指标一2 3 表2 - 3 测试方法与仪器2 4 表2 4 试验设备2 4 表2 - 5 污泥表观产率y o h 计算表3 0 表2 - 6 三个装置中m l s s 与s v i 值变化情况 表3 - 1 各种污水处理工艺污泥产事 表3 - 2 试验装置工艺参数 ，3 0 ：h 表3 - 3 试验污水( 进水) 水质指标3 6 表3 - 4 测试方法及仪器设备3 6 表3 - 5 s b b r 和c a s 中m l s s 变化情况 表3 石s b b r 和c a s 中a t s s 和a c o di 变化情况鲳 表3 - 7 污泥表观产率的变化情况弼 表3 - 8 生物膜和活性污泥上出现的微生物在种类、种属和数量上的比较4 4 表3 - 9s b b r 和c a s 系统中n 0 3 - n 和n 0 2 - n 的变化5 0 表3 一1 0 两段污水处理中常见的纤毛虫种类及其出现频率，5 6 表3 1 1 活性污泥中活性污泥和一些细菌种群的生长参数一弼 表3 - 1 2 一些原生动物的生长参数 表3 1 3 几种原生动物的吞咽速率和清除率一5 9 表3 1 4 有机物去除速率常数k 2 计算表6 1 表3 1 5s b b r 常数值v 。、k 。参数计算表郧 表3 1 6 c a s 工艺常数值v 。和k 参数计算表 砌 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人， 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：埠日期：扯 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保 留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 期：巫- 武汉理工大学颈t 学位论文 1 1 研究背景和目的 1 1 i 研究背景 第1 章绪论 传统活性污泥工艺( c o n v e n t i o n a la c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s s ，c a s ) 是当今应用最 普遍的污水生物处理技术，其组合工艺已顺利实现污水的除磷脱氮，被广泛采 用。然而c a s 的技术局限性也日渐突出，这其中剩余污泥的处理与处置已成为 c a s 技术亟待解决的问题。 剩余污泥是污水处理过程的产物，根据污泥从污水中分离的过程，可将其分 为一次污泥与生物污泥。一次污泥( p r i m a r ys l u d g e ) 是初沉池截留的污泥，包括用 化学药剂沉淀下来的污泥；生物污泥( b i o l o g i c a ls l u d g e ) 又称生物固体( b i o - s o l i d ) ， 是在生物处理过程中由污水悬浮状、胶体状或溶解状的有机污染物组成的活性 物质，其中大部分固体是由细菌块( 菌群) 组成的。污泥量通常占污水量的 0 3 - 0 5 。如进行深度处理，污泥量还可能再增加0 5 1 0 倍 ”。 传统的污泥处理方法有农用、堆肥、土地填埋、污泥焚烧、海洋倾倒等，但 这些方法无一例外存在弊端。污泥中的重金属含量通常超过农用污泥重金属最 高限量的规定，此外，污泥中含有病原体、寄生虫卵等，如利用不当，将对人 体的健康造成严重危害；污泥循环利用主要当作肥料用于农业和林业，对洁净、 健康食品的需求将会增加对污泥利用的限制；据美国环保局统计，今后几十年 内美国6 5 0 0 个填埋厂将有5 0 0 0 个被关闭，这意味着污泥土地填埋只是延缓了 环境污染产生的时间：焚烧处理设施投资大，处理费用高，有机物焚烧会产生 二恶英等剧毒物质：美国于1 9 8 8 年已经禁止污泥海洋倾倒，我国于1 9 9 4 年初 接收3 项国际协议，承诺于1 9 9 4 年2 月2 0 日起不在海上处置工业废物和污水 污泥。 传统的污泥处理及处置费用昂贵，约占污水处理厂总运行费用的2 0 4 0 ， 甚至高达6 0 1 2 捌。在我国城市污水处理厂污泥处理及处置费用约占污水处理厂 总运行费用的2 0 5 0 其投资占污水处理厂总投资的3 0 - 4 0 i “。由于经济、环 境和法规的影响，污水处理厂的污泥处理与处置变得日益迫切和具有挑战性。 近年来出现了一系列新型污泥处理技术的研究与应用报道，如用污泥制取轻质 陶粒、微晶玻璃、生态水泥：用污泥做粘结剂，利用污泥生产生物可降解塑料； 利用污泥生产单细胞蛋白和饲料等。但是由于剩余污泥量大及其成分的复杂性， 污泥产品的经济效益难以解决污水处理普遍存在的剩余污泥问题，同时法律、 法规对污水处理的要求日趋严格，如从1 9 9 5 年1 月1 日起，荷兰废水排放标准 武汉理工大学顽十学位论文 要求b o d s 2 0 m g - l 1 ，t k n ( 夏季) 1 0 m g c o d m g m l s s ，厌 氧污泥培育效率达到0 8 ，好氧污泥为6 0 哼矗，结果表明厌氧污泥有比好氧污泥更 高的能量溅溢潜力。 微生物从厌氧过程向好氧过程的转变会发生解偶联现象，其产率系数会降 低，好氧一沉淀一厌氧o s a 工艺是在传统活性污泥工艺中，在污泥回流过程中引 入一段厌氧反应器，好氧污泥中的微生物突然进入没有食物供应的厌氧环境， 不能产生能量，只能利用自身的 开作为能源，污泥发生部分内源呼吸，最终 被氧化成为c 0 2 和水，减少生物产量。w e s t g a r t h 等i 矧首次报道了在高效活性污 泥工艺中插入一厌氧段可减少一半剩余污泥。此后，c h u d o b a 等人【2 7 1 设计了 o s a ( o x i c s e t t l i n g - a n a e r o b i c ) 工艺( 如图1 2 所示) ，污泥产量从c a s 工艺的 0 2 8 0 4 7 k g s s k g c o d 降到o 1 3 - 0 2 9 k g s s k g c o d ，比c a s 工艺污泥产率降低了 2 0 6 5 ，同时污泥的沉降性能得到大为改善。 出水 图1 2 0 s a 工艺流程图 f i g 1 - 2t h ef l o wc h a r to fo s as y s t e m s a b y 等人 2 s l 在o s a 工艺氧化池中浸入膜，系统运行9 个月，改变厌氧池的 o p r 的范围( + 1 0 0 _ 一2 5 0 m v ) 。试验结果表明，厌氧池中o p r 低于+ 1 0 0 m v 有利 于减少剩余污泥，o p r 从+ l o o m v 降到2 5 0 m v ，污泥减少效率由2 3 提高到 5 8 。钟贤波等人1 2 9 】比较研究了污泥在缺氧池中不同的停留时间( 5 5 、7 6 、i i 5 h ) 的3 种o s a 工艺对剩余污泥的减量化效果。结果表明，3 种工艺的剩余污泥量 分别比传统活性污泥工艺降低3 3 2 4 、2 2 9 9 和1 3 ，o s a 工艺中污泥在 缺氧池中停留6 7 h 较为理想。 1 2 1 2 污泥溶胞技术( 微生物的隐性生长) 为区别基于外源底物的微生物的增殖，通常把基于污泥溶胞产生自产底物的 微生物生长称之为隐性生长( c r y p t i cg r o w t h ) t ”j 。微生物代谢将有机物转化成为细 胞物质，同时释放出呼吸作用产物。为了减少细胞物质的产生，在工程设计中。 应尽量使底物用于非生长性的呼吸过程，而非细胞合成过程。对于某些死细菌， 结构仍保持完整，并不能作为其他活细菌的食物，这些物质是污泥的惰性组分 的主要构成成分。但是，活细菌和死细菌都可以被更高级的微生物f 如原生动物、 后生动物) 捕食。细胞溶解将释放细胞物质到水中，提供自产底物( a u t o c h t o n o u s s u b s t a n c e ) ，引起有机负荷的升高，这些自产底物可以被重新利用于生物代谢， 5 武汉理1 = 人学硕士学位论文 其中一部分转化为呼吸产物从系统中排出，使系统污泥产量减少。微生物通过 细胞溶解产生的二次基质生长从而达到污泥减量的目的。因此。可通过各种溶 胞技术强化微生物的隐性生长。生物体的分解关键在于微生物细胞的溶解，使 污泥中颗粒态c o d 转变为溶解态c o d 。通常的溶胞技术包括各种化学、物理、 生物及其相互联合的工艺，如超声波、臭氧氧化、酶制剂、 1 垒碱( r o c h e r i ”j ；u u p 列) 、 高温( “s h m a n 删；n e y e n 圳；g - r a j a l 3 s l ：p q u l 3 6 1 ；b o u q r i e r t 3 7 1 ) 及其联合工艺。利用 污泥回流过程中强化对细胞的溶解，技术实现简单，只需在回流阶段增加溶胞 系统( 如图1 3 所示) 。 曝气池沉淀池 - 7 i i 7 i j n 。u 1 溶胞系统 回流污泥 图1 3 溶胞减量污泥示意图 f i g 1 3t h es k e t c hc h a r to fs l u d g er e d u c t i o nb yc e l ll y s i s 超声波污泥减量原理基于细胞粉碎后释放出胞内物质，这种胞内物质作为二 次基质供微生物生长，受到广泛关注1 3 s - 4 0 l 。z h a n g 等利用超声波减少s b r 反 应器的污泥产量，污泥减量的最佳条件为声能密度1 2 0 k w k g d s 持续1 5 r a i n 可 减少剩余污泥产量9 1 1 ，c o d 去除率为8 1 1 ， i n 去除率为1 7 6 6 ，但出 水中p 浓度很高，d e w i l l 4 0 4 2 1 、a a r k l 3 s l 、b 伽q r i e 一习等也对超声污泥减量技术进 行了一系列研究。周健等i “l 针对a b 法，采用超声波对a 段进水作用0 5 h ，其 平均污泥产率系数为0 0 2 4 6 k g m l s s ( k g c o d d ) ；将a 段剩余污泥进行2 h 臭氧 接触氧化，其平均污泥产率系数为0 0 3 2 8 k g m l s s ( k g c o d d ) 。丁文川等1 4 副测定 了0 5 r a i n 、0 3 0 r a i n 两个时间列，0 0 3 w ，m l 、0 0 5 w m l 和0 1 w m l 三个能量水 平超声波作用对剩余污泥的摄氧速率( o u r ) 、s c o d 、t n 、和t p 的变化。曹秀 芹等i 删采用声能密度范围为0 2 5 0 5 0 w m l ，经过1 - 3 0 m i n 的超声波处理，系统 表观产率显著下降，剩余污泥的产量可以减少2 0 5 0 左右，s v i 有所下降， 出水水质有不同程度的下降。 y a s u i 等i ”枷l 率先提出了臭氧与传统的活性污泥法相结合的污泥减量技术。 实验表明。当曝气池中臭氧同投量为1 0 m g m l v s s ，剩余污泥的产量减少5 0 。 在污泥回流过程中加入臭氧装置，b o d 负荷为5 5 0 k d 连续运行1 0 个月，无剩 余污泥产生，好氧池内无明显的无机固体积累。k a m i y a 等i 4 9 j 研究表明，臭氧日 6 武汉理t 人学颅l ：学位论文 投量增加到2 0 r a g 以上时，没有剩余污泥产生。s o n g 等【5 0 l 将臭氧氧化技术与m b r 组合，研究了臭氧氧化污泥m b r 中营养物质的去除情况。b o u q r i e r l 4 3 j 比较了相 同条件下超声波、热处理和臭氧对剩余污泥的处理效率。金瑞洪【5 1 i 指出臭氧投 加量应控制在 3 0 条m g 1 ) 生长达1 7 2 d 。蠕虫生长对m b r 的污泥产率( o 4 0 k g k 百1 ) 和污 泥沉降性能( 污泥沉降指数1 3 3 m u 9 1 ) 影响很小，但却能显著减少c a s 的污泥产 率( 0 1 7 k g k g 。1 ) 和改善污泥沉降性能( 污泥沉降指数为6 0 m l 9 1 ) i7 4 1 。c a s 中蠕虫 1 0 0 条m 9 1 时平均污泥产率和s v i ( o 1 0k g k g 1 和4 1 m l g - 1 ) 远小于蠕虫 5 0 条m g 1 时的平均污泥产率和s v i ( 0 2 2kg k 舀1 和7 7 m d 9 1 ) ，仙女虫比红斑颤体虫 具有更大的污泥减量能力【7 5 1 。魏源送和刘俊新1 7 6 , 7 7 1 开发了一种推流复合式生物 污泥减量反应器( 如图1 5 所示) ，由游离型蠕虫生长区和附着型蠕虫生长区组成。 1 。反应器接种了颤蚓2 。反应器作为对照，2 个反应器中均发现了游离型蠕虫， 分别是红斑颤体虫、仙女虫( n a i se l i n g u i s ) 和叉形管盘虫u l o p h o r u s 卢r c a t u s ) ，在 9 武汉理t 人学顿l ：学位论文 整个运行期间1 4 和2 4 反应器平均污泥减量效果为5 7 和1 1 ，平均n h 4 + - i n 的 去除率分别为5 5 和5 2 。 空气a i r 一4 一。广一一i 污睨日麓r m 叫- - 蛔 ，唧 p m s w i ：c w m i a g s e s s i l ew o r m 岫“岫 - n f 油日嘶i 图1 5 复合式生物污泥减量反应器流程示意图 f i g 1 - 5t h ed i a g r a mo ft h ew o r mr e a c t o rt r e a t i n gd i s c h a r g e de x c e s ss l u d g e 白润英1 7 a l 利用卷贝( e h u s aa c u t a ) 在合建式活性污泥反应器进行污泥减量试 验，发现污泥表观产率系数与卷贝密度呈负相关，卷贝对污泥的相对减量约为 4 0 0 f o ，绝对减量为3 7 5 m g v s s ( l d ) ，减量速度为o 1 7 7 m g v s s ( m g e a c u t a d ) ，卷 贝的存在对c o d 、n h 4 + - n 和t p 的去除无影响。王宝贞采用固体填料增加原生 动物和后生动物在曝气池中的数量，小试表明浸没式生物膜的剩余污泥产量式 常规活性污泥法的1 1 0 - 1 5 1 搠。通过不同条件下的对比试验确定了最佳操作条件 和参数，剩余污泥量为活性污泥法的1 2 0 - 1 1 0 i s o l 。广东省番禺市祈福新村采用 淹没式生物膜工艺处理生活污水1 年多二沉池中几乎没有污泥沉淀，平均出水 b o d 为1 1 m g l 1 ，c o d 为1 3 6 m g l ，t s s 为2 5 r a g l _ 1 ，n h 3 - n 为0 2 r a g - l - 1 ， t p 为1 1 i n g l - 1 【9 1 1 。l i a n g 8 2 彤j 在活性污泥反应器中引入红斑颤体虫以考察其生 长条件和对剩余污泥减量效果及对系统处理效果的影响，并提出了一种基于碳 形态改变的量化污泥减量速率的方法。红斑颤体虫、大型潘( d a p h n i am a s a a ) 、 颤蚓、囊螺( p h y s aa c u t a ) 四种微型动物污泥减量速率分别为0 8 、o 1 8 、0 5 4 和 0 1 i n g 污泥( r a g 微型动物m ，传统方法计算结果相类似。r l u a n g i ”l 在活性污泥反 应器污泥回流反应器中引入颤蚓，污泥产率由0 1 8 至0 8 1 m g v s s m g t u b i f e x d d ， 污泥减量由6 5 0 至1 0 8 0 m g v s sl 1 d ，最佳颤蚓浓度为2 5 0 0 r n l - 9 1 ，最佳污泥回 流比为1 。颤蚓存在对c o d 和n r n 去除无影响，但t p 去除率有所降低。颤 蚓浓度低于3 3 0 0 r a l - g 1 时对s v ! 无影响。铜离子和n h 4 + - n 对颤蚓的半致死浓度 ( l c 5 0 ) 为2 5 和8 8 0 r a g l 1 ，高于红斑颤体虫。 以上研究发现，无论是两段法还是直接投加原生动物均可减少剩余污泥产 量，但矿化作用引起的n 、p 释放是一个尚待解决的问题。 关于原生动物对硝化细菌的捕食报道不多，b o u c h e z i ”1 观察到在s b r 反应器 中由于原生动物的过量增长会破坏硝化细菌。l u x mv i 踮】讨论了后生动物捕食对 1 0 武汉理t 大学硬t ：学位论文 菌体大小和菌胶团大小的影响，证实在m b r 反应器中微型动物主要对 l z m 的 细菌种类进行捕食。l e ey 1 87 l 采用s b r 反应器在好氧和交替缺氧好氧的方式下考 察了生物捕食和o p r 对硝化细菌的影响，结果表明，捕食对m l v s s 显著影响 而o p r 对m l v s s 在有无原生动物的条件下都无影响；生物捕食对硝化速率无 影响，o p r 显著影响硝化速率，硝化速率在好氧缺氧交替运行下是好氧运行下 的两倍。r a t s a k 6 0 - 6 ”、r e n s i n k i 叫、j a n s s e n l 6 5 l 均未发现生物捕食对硝化过程的影 响。魏源送发现无论进水和蠕虫生长如何变化，m b r 和c a s 的硝化过程均非常 好，出水n h 4 + -