传统的活性污泥处理工艺是最常见的污水､废水处理方法,但该处理工艺会产生大量的剩余污泥,从而带来剩余污泥处理和提高运行成本等后续问题｡在出水排放满足达标要求的条件下,通过某些工艺条件的选择和控制,在废水生物处理系统内部实现剩余污泥的有效减量,充分减少污水､废水处理系统向外排放的生物固体数量,是解决目前剩余污泥处理与处置难题的重要途径[1-3]｡
有研究表明,活性污泥经过好氧和厌氧状态的转换,可以降低污泥产率系数,实现系统内剩余污泥减量[4-6]｡本实验即是通过对厌氧､好氧､厌氧/好氧交替3种不同条件下活性污泥性质的研究,对比分析3种条件下的活性污泥特性以及污泥各参数之间的关系,本研究结果可为通过好氧､厌氧转换实现系统内剩余污泥减量提供证据和支持,也为对该系统的有效调控提供依据｡
1 材料与方法
1.1 实验装置
圆桶形反应器3只,分别作为厌氧､好氧､厌氧/好氧交替3种反应器,每只反应器高27cm､直径28cm,有效容积为10L｡其中厌氧反应器(1#反应器)设置搅拌器;好氧反应器(2#反应器)设置曝气系统,采用微孔曝气方式,并设有曝气量控制阀门;厌氧/好氧交替反应器(3#反应器)同时设置搅拌装置和曝气系统｡实验装置示意图见图1｡
3个反应器均采用序批式的运行方式:每个运行周期为24h｡进水后:1#反应器处于厌氧状态,启动搅拌器,22h后停止搅拌,静置沉淀2h后排出上清液,并重新进水启动下一个周期;2#反应器为好氧状态,连续曝气22h､再静置沉淀2h后排出上清液,并重新进水启动下一个周期;3#反应器,先厌氧8h,然后持续曝气14h,再静置沉淀2h后排出上清液,并重新进水启动下一个周期｡各个反应器每个周期均排出4L上清液,再进原水4L,反应器混合液容积为10L｡
1.2 实验用水与接种污泥
实验进水使用模拟印染废水｡该模拟废水的COD约为1000mg/L､色度约为120倍左右｡模拟印染废水组成及浓度为:葡萄糖1000mg/L､氯化铵76.4mg/L､磷酸二氢钾17.5mg/L､碳酸氢钠225mg/L､无水氯化钙10.6mg/L､七水硫酸镁180mg/L､活性艳蓝X-BR10mg/L｡
反应器接种某污水处理厂的活性污泥,接种污泥SVI在60~100mL/g之间,VSS/SS为0.68,污泥平均粒径小于100μm,沉降速度0.17~0.42cm/s｡在研究不同实验条件(厌氧､好氧及厌氧/好氧交替)对活性污泥性能影响时,将接种活性污泥分别转移到厌氧､好氧及厌氧/好氧交替反应器中,保证活性污泥初始性质一致,污泥浓度在5000~6000mg/L,污泥在3只反应器中驯化30d;在正式实验前,系统进行了排泥,3个反应器中污泥浓度基本一致,分别为3619､3745和3584mg/L;实验过程中定期测定反应器中的污泥浓度,通过排泥保持各个反应器中污泥浓度在3000~4000mg/L｡实验期间,反应器的温度在20~25℃｡具体参见污水技术资料更多相关技术文档。
1.3 分析项目与方法
在3个反应器静置沉淀之前取混合液测定各项分析指标,其中COD､BOD5､MLSS和MLVSS的测定采用标准方法[7];pH值的测定采用pHS-3C型精密酸度计;色度的测定采用标准稀释倍数法;脱氢酶活性的测定采用TTC-脱氢酶活性法[8,9];胞外聚合物(EPS)的测定:①蛋白质的测定:蛋白质的测定采用改进lowry法[10]｡②多糖含量的测定:多糖含量的测定采用苯酚-硫酸法[11];ATP含量的测定采用应用荧光素酶法测定,仪器是GloMax20/20发光检测仪｡