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不同生物选择段的SBR中好氧颗粒污泥的特性
更新时间:2017-01-11 来源:《中国给水排水》 作者:龙焙,濮文虹,杨昌柱,杨家宽,程凯,张力,张婧

摘要:在两个小试SBR 中接种成熟的好氧颗粒污泥( AGS) ,分别研究了不同时长的好氧及厌氧生物选择段下AGS 的特性及对污染物的去除效果,为维持AGS 的稳定性提供技术支持。结果表明,生物选择段的设置能够有效抑制丝状菌的生长,并能较好地维持AGS 的稳定性。AGS的SV30 /SV5值维持在0. 90 以上,SVI 保持在40 mL /g 以下,MLVSS /MLSS 值在0. 6 ~ 0. 7 之间,EPS为37 ~ 44 mg /gMLVSS,PN/PS 值为1. 3 ~ 2.0,含水率为97. 3% ~ 98. 5%。不同选择段下反应器对污染物均具有较好的去除效果。不同好氧选择段下反应器对COD、TP、TIN 及NH +4 - N 的去除率分别保持在98%、90%、77%及82%以上; 不同厌氧选择段下反应器对COD、TP、TIN 及NH +4 - N 的去除率分别保持在97%、85%、75%及75%以上。虽然好氧选择段下的除污效果要略高于厌氧选择段的,但后者的运行成本更低。

好氧颗粒污泥( AGS) 具有许多普通活性污泥难以比拟的优点,如: 致密的结构、良好的沉降性能、多重生物功效( 降解有机物、脱氮、除磷等) 、高耐毒性、相对较低的剩余污泥产量等[1]。得益于这些优点,AGS 已成为污水处理领域的研究热点。然而,经过二十多年的探索与实践[2],AGS 技术至今尚未成功实现工程化应用,即便中试规模的AGS 反应器也屈指可数。造成这种局面的主要原因是长期运行的AGS 反应器易出现不稳定甚至解体现象,这也是AGS 技术工程化遇到的最大瓶颈。

对于AGS 的不稳定性的原因目前尚无统一结论。但在众多原因中,丝状菌过度生长是造成AGS解体的主要原因之一。虽然对于AGS 的稳定性维持已开展了许多研究,如: 富集慢速生长菌、促进EPS 分泌、强化颗粒内核等。但这些运行条件一般都比较复杂、苛刻,尚需在实践中不断改进。实际工程中,许多好氧处理工艺采用设置生物选择器来抑制丝状菌生长。通常,生物选择器设置在曝气池的入口处、旨在维持较高的底物浓度的区域,包括厌氧生物选择器、缺氧生物选择器及好氧生物选择器。

根据Monod 方程,大多数丝状菌的KS和μmax值比菌胶团细菌低,在基质浓度高时菌胶团的基质利用速率要高于丝状菌,使得菌胶团在生长竞争中处于优势地位。目前,还极少有将生物选择器与好氧颗粒污泥的稳定运行相结合的研究报道。

综上所述,在SBR 中设置一段类似于生物选择器的高底物浓度区域,通过控制曝气和生物选择段内污泥的停留时间,考察不同时长的好氧生物选择段及厌氧生物选择段下AGS 的除污效果及对其特性的影响,为AGS 技术的工程化提供技术支持。

1 材料与方法

1. 1 试验装置及运行方式

试验在两个完全相同的有机玻璃SBR 中进行,分别命名为R1、R2,其中: R1中设置不同时长的好氧生物选择段,而R2中设置不同的厌氧选择段。SBR( 见图1) 的有效高度为1. 8 m、内径为12 cm,有效容积为20. 35 L,换水率为70%。模拟污水由高位水箱在重力作用下流入,自来水由供水管网直接引入。压缩空气由空压机提供,经微孔曝气器从底部进入反应器,表观上升气速为1. 2 ~ 2. 0 cm/s。反应器位于半封闭空间内,运行温度为室温。

反应器运行周期为6 h( 见表1) ,分两段进水,第一段进水为高浓度模拟污水,液位高度上升至90cm( 对应换水率为50%) ,创造一个类似于生物选择器的高底物浓度区域; 第二段进自来水,待液位上升至有效水位高度( 180 cm) 时开始曝气,反应结束后停止曝气并沉淀,然后排水。

1. 2 接种污泥

反应器启动时接种实验室前期培养成熟的AGS,起始MLSS 约为10 000 mg /L。接种颗粒形状规则、外部光滑,颜色为黄色,SV30 /SV5值为0. 91,SVI 为29. 86 mL /g,MLVSS /MLSS 值为0. 72,平均粒径为1. 56 mm,颗粒化率为95%,EPS 为46.08mg /gMLVSS,PN/PS 值为1. 32,含水率为98. 03%。

版权、出处:《中国给水排水》

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