好氧顆粒污泥培養及其處理小區生活污水

時間：2008-06-12 來源：天津大學環境科學與工程學院 作者：馬華繼,汪艷寧,熊振湖,王美麗,張強,吳彥君

資料來源：天津大學環境科學與工程學院

摘　　要：在有機負荷1.0kgCOD₅/(kgMLSS·d)、沉淀時間3-25min和污泥最小沉降速率4.0-6.6m/h等條件下，培養出的好氧顆粒污泥。其直徑約1.5-3.0mm、SVI為30mL/g和沉降速率為32.67m/h；采用該好氧顆粒污泥處理不同濃度的模擬污水，結果表明：對于COD_Cr、TN和TP去除，進水濃度為1200mg/L、20mg/L和4mg/L時，去除率為96.5%、90.0%和97.3%；在進水濃度為1200mg/L、40mg/L和8mg/L時，去除率為90.2%、94.4%和96.0%；而進水濃度為400mg/L、40mg/L和8mg/L時，去除率分別為84.8%、93.9%和95.0%。

Abstract：

關 鍵 字：好氧顆粒污泥（AGS）;培養;沉降速率;小區;生活污水;脫氮除磷

    實現小區污水的無害化和就地資源化，建立良好而健康的住區水環境系統是可持續生態住區的必然要求。目前，小區污水處理工藝主要有傳統工藝（包括以接觸氧化為主的生物膜法、以各種SBR工藝為主的活性污泥法和強化一級處理工藝等）和膜濾技術處理工藝（包括微濾、超濾為基礎的MBR工藝和納濾工藝）等。傳統工藝系統由于工藝及其參數的選擇不合理等原因導致出水不達標、作為再生利用水存在水質和安全性問題；而膜濾技術處理系統盡管處理效果好、出水水質較穩定、衛生安全性較好，但是系統建設投資大以及存在膜污染等問題而難以在短時間內大規模的推廣[1]-[2]。因此，尋求一種比較完善而又經濟高效的小區污水回用處理技術，具有重大的社會、經濟和環保價值。

    好氧顆粒污泥技術是二十世紀90年代以來開發的新技術。好氧顆粒污泥（AGS）具有生物量高及生物活性強、沉淀性能好等特點[3]。如果把好氧顆粒污泥技術引入小區生活污水處理領域，可望形成更為完善而又經濟高效的小區污水處理與回用工藝系統。

    本文探索了好氧顆粒污泥的培養工藝，并利用培養出的好氧顆粒污泥處理不同濃度的模擬小區污水，在動態條件下考察了好氧顆粒污泥對污水中COD_Cr、TN和TP的去除性能。

1 材料與方法

1.1 裝置與材料

1.1.1 實驗裝置

    實驗裝置由主反應器、進水系統、曝氣裝置、出水和排泥系統組成。有機玻璃反應器尺寸為60×60×1100mm，有效容積3.6L，底部進水、進氣，上部出水，沿反應器高度方向等距布置3個排水口或取樣口。進水系統由儲水槽和進水蠕動泵組成。曝氣裝置由曝氣器和曝氣泵組成，曝氣器為燒結砂微孔曝氣器，置于主反應器底部；曝氣泵為電磁式空氣壓縮泵，氣量根據反應器內所需溶解氧調節。排水由電磁閥和微電腦時控開關控制自動進行；排泥根據工藝需要由反應器底部排除。進水泵、曝氣泵的開停運行分別由另2個微電腦時控開關控制。實驗裝置如圖1所示。

1 儲水槽；2 蠕動泵；3 空氣壓縮機；4 反應器；

5 曝氣器；6 好氧顆粒污泥;7 電磁閥；8 自控裝置；

1.1.2 模擬污水

    模擬污水采用葡萄糖碳源，COD_Cr濃度分別為400mg/L和1200mg/L；氮源采用NH₄Cl，TN濃度(進水TN濃度與氨氮濃度相等)分別為20mg/L和40mg/L；磷源采用KH₂PO₄和Na₂HPO₄，二者以PO₄^3--P計的質量比為1:1，TP濃度分別為4mg/L和8mg/L。模擬污水的成分如表1所示。

表1　模擬污水組成

1.1.3接種污泥：采用普通絮狀活性污泥，取自天津市某城市污水處理廠的曝氣池。

1.2 實驗方法

1.2.1 ＡＧＳ培養

    反應器接種量1.5L，將種泥提前3天曝氣培養，停止曝氣后靜置30min使其沉淀，取所需體積的沉淀污泥篩濾掉粗大雜物，然后接入反應器，再注入模擬污水至正常水位。接種后用蠕動泵進水。采用葡萄糖為碳源的模擬污水，進水中COD_Cr、氨氮和TP的濃度分別為1200 mg/L、40mg/L和8mg/L(其余組分見表１)。

    培養運行以SBR模式操作，周期為4h，其中進水5-10min，曝氣約3.5h；沉降時間由25min、15min、10min、7.5min、5min和3min逐步減少；排水時間1-3min，排水比0.33；水溫控制在室溫，pH控制在6.5-8.5。

采用電磁式空氣壓縮泵供氣，反應器內底部曝氣，以反應器內混合液DO濃度調節曝氣量。監測項目包括反應器內的泥水界面沉降速率、SV、DO、pH 、MLSS和鏡檢；進水和出水的COD_Cr等。

1.2.2 AGS處理模擬污水運行研究

    采用前期培養的好氧顆粒污泥，污泥量約占主反應器容積的30%。裝置均以SBR方式運行，排水比0.33，運行周期為4h，SBR自控操作工況如表2所示。進水COD_Cr、TN和TP的濃度第一個階段分別為1200mg/L、20mg/L和4mg/L，第二個階段分別調整為1200mg/L、40mg/L和8mg/L，第三階段分別調整為400mg/L、40mg/L和8mg/L。每個運行階段開始后每隔一定時間采集周期結束后的出水水樣檢測COD_Cr、TN、TP和pH值等項目，每個運行階段運行穩定后選取一個周期，在曝氣停止后測定反應器內泥水界面沉降速率，在周期內的不同時間采集反應器內水樣檢測COD_Cr、TN、TP和pH值等項目。

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