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低温好氧颗粒污泥的培养及处理生活污水研究

2016-11-04 15:35:07 来源:
在运行初期,反应器中污泥为松散的絮状污泥,平均粒径在50 μm左右,几乎不存在粒径>200 μm的颗粒;经过20 d的培养,光学显微镜下可观察到较少数量的颗粒,但粒径较小,肉眼较难观察辨认;在20~65 d颗粒污泥粒径不断变大,并且新的小颗粒不断生成,此时的颗粒污泥能用肉眼观察到,但轮廓较为粗糙,周围附着很多的菌胶团,平均粒径达100 μm左右,在污泥粒径分布图上可以看到有部分污泥粒径超过200 μm,但所占比例较小;80 d以后随着沉淀时间的缩短,不断排出与颗粒污泥竞争有机底物、沉降性能相对较差的絮状污泥,颗粒污泥得到充足的有机底物,平均粒径不断增大,此时粒径>200 μm的污泥所占比例超过50%,污泥的平均粒径在300 μm左右。

随着运行颗粒粒径分布波峰位置不断右移,在120 d时出现两个波峰,波峰位置分别在90 μm和600 μm左右,说明系统中污泥粒径出现分化,培养成熟的颗粒污泥体系并非单纯的颗粒污泥,其中一部分是粒径较小的小颗粒或絮体污泥,另一部分是粒径较大的大颗粒污泥。在光学显微镜下还可以看到污泥中存在很多后生动物,这些后生动物的存在说明污泥活性较好且较稳定。由此可见,在低温下培养颗粒污泥是可行的。

2.1.2 污泥浓度与沉降性能

污泥浓度及沉降性能随运行时间的变化见图4。

污水处理

在反应器运行期间,污泥浓度呈现先增加后随沉淀时间调整而波动的趋势。在1~29 d,污泥浓度急剧增加,MLSS由接种时的4 462 mg/L迅速增加到7 745 mg/L,这是由沉淀时间长,外碳源充足,微生物大量增殖造成的。在第30天沉淀时间降为20 min,沉淀性能较差的污泥被排出反应器,污泥浓度迅速降低至5 785 mg/L,随后污泥浓度缓慢增长。

在第48天沉淀时间降为15 min,污泥浓度变化不大。在第81天沉淀时间降为10 min,同时外碳源投加量由400 mg/L降至300 mg/L,86 d外碳源投加量继续降至250 mg/L,由于沉淀时间短,同时外碳源投加量减少,污泥有所流失,污泥浓度迅速降低至4 923 mg/L,在随后的运行过程中,系统中微生物量逐渐增加,在稳定期污泥浓度维持在6 000 mg/L左右。

MLVSS与MLSS呈相同的变化趋势。污泥活性逐渐变高,1~20 d中MLVSS/MLSS值由最初的0.58迅速上升至0.80,并随着反应器运行逐渐缓慢增加并稳定在0.89左右,这说明在该较低温度下培养的好氧颗粒污泥具有较高的生物活性。在反应器的整个运行过程中,SVI值在1~10 d迅速增加,随后一直保持缓慢降低趋势,并最终稳定在50~60 mL/g。说明随着污泥颗粒化的进程,污泥的沉降性能越来越稳定。

2.2 对污染物的去除

2.2.1 对COD的去除效果

在第1天,直接采用生活污水而不投加外碳源,进水COD为352.30 mg/L,出水COD为70.20 mg/L,去除率为80.1%;2~80 d外加丙酸钠为400 mg/L,进水COD介于475.2~712.5 mg/L之间,出水COD为50~70 mg/L,个别会达到70 mg/L以上,平均去除率为89.2%;81~85 d外加丙酸钠为300 mg/L,进水COD介于519.9~633.5 mg/L之间,出水COD为40~50 mg/L,平均去除率为91.7%;86~136 d外加碳源为250 mg/L,进水COD介于413.3~633.5 mg/L之间,出水COD为50~60 mg/L,个别会达到60 mg/L以上,平均去除率为85.8%。

2.2.2 对PO43--P的去除效果

运行期间反应器进出水PO43--P浓度及其去除率的变化见图5。

污水处理

在初期出水PO43--P含量较高,波动较明显,经过50 d的培养后,出水PO43--P浓度逐渐稳定,介于0~0.4 mg/L之间,平均值为0.07 mg/L,平均去除率为98.3%。整个运行过程中,反应器对PO43--P有较好的去除效果,能够达到一级A标准。