SMSBR處理焦化廢水的污泥特性

時間：2007-05-22 來源： 作者：

3　污泥的活性

　　污泥活性有多種表征方法，其中最簡單的一種是考察污泥混合液中的揮發性組分與總固體的比值(即VSS/SS)。圖4為整個試驗過程中VSS/SS反映的比活性變化。

　　由圖4可見，以VSS/SS所反映的比活性在試驗的第一階段總體呈下降趨勢，這是由于該試驗選用了很長的泥齡，經長期運行后污泥處于營養缺乏的狀態，必然會引起其活性的下降；而在試驗的第二階段又表現出上升趨勢，這是由于該段外加了易降解的碳源使 污泥的活性成分提高了。從整個運行過程來看VSS/SS較高，平均為0.832。
　　實際上VSS/SS所反映的是污泥中非無機成分所占的比例，由于焦化廢水本身所含懸浮物較少，其中的無機成分極低，因此在長期運行中保持很高的VSS/SS是完全合理的。為了進一步了解污泥活性，又測定了污泥的脫氫酶活性(如圖5所示)。?

　　脫氫酶由活的生物體產生，能促進有機物的脫氫反應，可以反映廢水生物處理中活性微生物量及其對有機物的降解活性。測定脫氫酶的方法很多，目前較為常用的是氯化三苯基四氮唑(TTC)法，該法主要選用無色的TTC作人為受體，受氫后生成紅色的三苯基甲（TF），通過檢測單位污泥量在單位培養時間內生成的TF量［μgTF/(mgMLSS·h)］來表征脫氫酶活性^［3］。理論上講，所測得的脫氫酶活性應與出水中剩余的有機質成比例，即當測得的污泥脫氫酶活性高時，對應的出水COD應低，反之亦然。但試驗中這種對應關系出現了反差，其結果令人費解。由圖5看出，隨著反應溫度回升脫氫酶活性很快上升，在硝化反應恢復正常時達到相對穩定值(2000年4月9日—5月27日)，平均為17.57μgTF/(mgMLSS·h) ，相應地該階段出水COD達到了相對穩定值，平均為135mg/L；根據參考文獻^［1］，當 硝化反應恢復后并體現出好氧段的反硝化功能時，出水COD又一次降至100mg/L以下，按理論分析脫氫酶活性應具有更高的值，但實際結果卻截然相反：脫氫酶活性很快下降，并于2000年7月6日—8月2日穩定在較低的水平，平均為2.98μgTF/(mgMLSS·h)；在按照“缺氧1—好氧—缺氧2”方式運行后，再次測定的脫氫酶活性(2000年9月20日)值高達41.5μgT F/(mgMLSS·h)，而此時的出水由于外加碳源的影響而具有較高的值，因此單從以上脫氫酶 活性與出水COD的對照結果來看，當溫度適合微生物的活動時，表現出污泥脫氫酶活性高、出水水質反而差的結果。筆者不認為測試方面存在問題，因為圖5中的數據是大量且穩定的，因此其中的原因值得進一步探究。

4　　污泥的顆粒分布

　　SMSBR在運行過程中，污泥的顆粒分布發生了明顯的改變，該變化將對反應器中氧的傳遞、污泥的沉降性能及膜過濾阻力等產生影響。
　　試驗中污泥顆粒分布的測定是通過上海理工大學開發的FAM激光顆粒測量儀，利用光散射原理對不同范圍的顆粒進行數據的采集和處理。污泥顆粒累積分布和頻率分布分別根據式(2)、(3)確定：

?　　

　　式中?D?——顆粒直徑，μm
　　　　　x、n——參數
　　圖6列舉了試驗運行初期(1999年9月24日)和末期(2000年9月13日)的污泥顆粒分布情況，不同運行階段的平均粒徑比較如圖7所示。

　　由圖6可知，污泥顆粒分布在較寬的范圍；由圖7可見，SMSBR運行之前的平均污泥粒徑為133.18μm，系統運行后污泥顆粒呈下降趨勢，最終穩定在35.28～37.73μm。該結果與其他MBR的研究結果相似^{［4、5］}。污泥顆粒變小的原因主要是由于泥齡太長引起的。
　　由于試驗條件所限未能考察污泥顆粒分布的變化對其他因素(如污泥的沉降性等)的影響。

5　污泥生長狀態的變化

　　參考文獻［1］曾報道了污泥特性的變化會影響上清液COD的測定，一方面由于泥齡太長導致代謝產物的積累；另一方面由于受低溫和高負荷的影響，使污泥表現出分散生長的特點，從而導致游離細菌增多。污泥特性的這種變化可通過測試上清液濁度和鏡檢上清液(污泥經濾紙過濾所得濾液)中的游離細菌來說明，濁度的測試結果如表1所示。?

　　在SMSBR試驗之前按SBR法馴化污泥時，發現污泥的絮凝性非常好，上清液濁度很低；在SMSB R運行初期也未觀察到上清液有明顯變化，而一個多月后上清液逐漸變得渾濁。這種變化一方面來自代謝產物的積累，另一方面也與溫度不斷下降有關；當反應溫度回升后污泥的絮凝性好轉(2000年4月5日—5月16日)，所測濁度值明顯減小，但還有濁度＞10NTU的情況并保持相對穩定，這反映出代謝產物的積累達到穩定；而當負荷再次提高后，上清液濁度又一次升高，這是由于毒性刺激使污泥再次表現出分散生長的特點。試驗過程中膜出水濁度＜1.0 NTU，充分說明了膜分離對保證出水水質起到了關鍵作用。

6  結論? 

　　①SMSBR在泥齡為600d的運行條件下污泥產量少，體現出延時曝氣的特征，平均污泥負荷＜0.102 kgCOD/(kgMLSS·d)。?
　　②經過長期運行，當污泥濃度＞6 518 mg/L時其沉降性能變差，但以膜實現泥水分離可以保證出水不受污泥沉降性能的影響。③VSS/SS(比活性)總體表現出較弱的下降趨勢，但污泥脫氫酶活性的變化與出水COD的對應關系卻表現出反差。
　　④經過長期的運行，污泥顆粒平均粒徑從100多μm降至30多μm，并在低溫和高負荷的情況下表現出分散生長的特點，從而使上清液濁度和COD升高。

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