SBR法处理生活污水时非丝状菌污泥膨胀的发生与控制
摘要:采用序批式活性污泥法(SBR)处理实际生活污水.研究了低溶解氧条件下,有机负荷对污泥膨胀的影响和突然降温对污泥沉降性能的影响.低溶解氧条件下,当有机负荷为0.20kg· (kg· d)- 1和0.26 kg· (kg· d)- 1时,活性污泥中虽然有丝状菌存在,但并没有发生污泥膨胀.有机负荷达到0.57 kg· (kg· d)- 1时,菌胶团过量生长,发生非丝状菌污泥膨胀.提高溶解氧,降低有机负荷可使污泥沉降性能恢复正常.突然降温,也会导致非丝状菌污泥膨胀.恢复温度后,膨胀现象可得到控制.非丝状菌污泥膨胀除了没有丝状菌过量增殖外,还具有污泥有粘性,泥水混合液难过滤的特点.
关键词:低溶解氧浓度;有机负荷;降温;非丝状菌膨胀
活性污泥泥水混合液能否在沉淀阶段良好的分离是活性污泥工艺运行中的关键问题.活性污泥的泥水分离问题可概括为以下几个类型:微生物的分散生长、 污泥膨胀、 针状絮体、 污泥上浮、 泡沫或浮渣问题.尽管上述问题都会给活性污泥工艺正常运行带来负面影响 ,但污泥膨胀是其中最严重的问题[1 ].
活性污泥膨胀主要分为 2 大类型:丝状菌污泥膨胀( Filamentous bulking) 和非丝状(Non2 filamentousbulking)污泥膨胀[2 ].非丝状菌污泥膨胀又被称为粘性膨胀 (Viscous bulking) 或菌胶团膨胀 ( Z oogloeabulking) .非丝状菌膨胀是由于菌胶团细菌大量累积高粘性物质或过量繁殖引起的无丝状菌过量生长的污泥沉降性能变差现象[3 ].非丝状菌污泥膨胀的原因主要有: ① 污水水质成分(如含有高浓度脂肪和油酸)[1 ]② 污泥负荷过高或进水中缺乏氮、 磷营养物质或某些微量元素[3 ,4 ], ③在某些条件下 ,选择器也会刺激菌胶团菌的过量生长[5 ], ④ 低温[6 ,7 ].
目前 ,有关非丝状菌污泥膨胀现象的报道逐渐增多[8 ,9 ],但是国内外在这方面的系统研究也十分少 ,尤其缺乏预防和控制非丝状菌污泥膨胀的有力措施.有机负荷、 溶解氧浓度、 温度都是影响活性污泥系统正常运行的重要因素.许多文献报道 ,活性污泥系统在低溶解氧条件下运行 ,可提高系统的脱氮除磷能力[10～12 ].但通常认为 ,低溶解氧条件运行会导致污泥沉降性能变差.在污水处理厂的运行中 ,尤其秋冬交替之时 ,会出现水温突然降低的现象. 另外 ,一些在中温条件下运行的活性污泥系统偶尔也会由于加热系统的故障 ,出现温度突然降低的现象.但是 ,温度突然变化对活性污泥沉降性能影响的研究还比较少. 本文采用 SBR 工艺处理实际生活污水 ,研究了低溶解氧和温度变化对污泥沉降性能的影响 ,并提出了相应的控制措施.
1 材料和方法
1.1 试验装置
采用序批式反应器 ( Sequencing Batch Reactor ,SBR) ,试验装置见图 1.反应器有效容积 14 L ,有机玻璃制成.反应器壁上设有取样口 ,兼有排水作用.采用鼓风微孔曝气方式 ,用空气流量计调节曝气量.根据不同需要 ,利用温度控制系统保持不同的水温.SBR的运行周期分为进水、 曝气、 沉淀、 排水、 闲置 5个阶段.采用限制性曝气.每周期进水 2 min ,曝气时间根据负荷不同分别为2 h ,4 h和6 h ,沉淀1 h ,排水10 min.每天运行2个周期 ,其它时间为闲置期.
1. 2 试验用水及种泥来源
试验原水取自北京工业大学教工生活小区的生活污水. 试验期间 ,原水水质: COD 为 224～463mg· L - 1,平均值为 365 mg· L - 1; BOD 为 112～213mg· L - 1,平均值为 182 mg· L - 1; TP 为 8.2～15.2mg· L - 1,平均值为 11.29 mg· L - 1; PO3 -4 2P 为 7.63～13.2 mg· L - 1,平均值为 10.05 mg· L- 1;pH 为 7.4～7.8 ,平均值为7.6.试验以北京市某城市污水处理厂的回流污泥为种泥 ,进行培养驯化.
113 检验分析项目
COD采用 5B23 型 COD 快速测定仪测定;BOD采用 WTW TS 606Π S 红外遥控BOD 仪测定;TP经过消解采用氯化亚锡还原光度法; PO3 -4 2P采用氯化亚锡还原光度法; MLSS 采用滤纸重量法. 利用 WTWinoLab Oxi level2 实验室台式溶解氧仪在线检测 DO值.用OLY MPUS BX51Π BX52显微镜对污泥絮体内微生物进行观察. SV 是活性污泥在 100 mL 的量筒内静沉30 min 测得. SVI值根据 SV 和MLSS进行计算得到. 反应中用污泥指数( sludge v olume index ,SVI)来反映污泥沉降性能.当 SVI值到 150 mL· g- 1以上时 ,认为发生污泥膨胀;反之 ,认为膨胀得到控制.
2 结果与讨论
2. 1 高负荷、 低溶解氧引起的非丝状菌污泥膨胀
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