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《能源與環境雜志》2014年第三期
1試驗研究
1.1針對接種污泥的要求
在反應器當中,使用的接種污泥均是來自于城市污水廠排出的消化脫水污泥,該脫水污泥具有76%的含水率,0.7的揮發性懸浮物量和總懸浮物量,將適量的干泥置入sbr反應器內,選取的干泥量約為池容量的5%,然后進行微生物的培養。
1.2試驗的具體步驟
試驗的具體步驟是:①對SBR反應器所需要運行的周期做確定,一般情況下,都是結合前期試驗的結果來確定下個運行周期的時間,并對水質進行分析,將沉淀時間控制在2h左右,曝氣反應所需的時間控制住6h左右,而進水的時間控制在2h。②需要將反應周期的時間控制在8~12h,對污泥質量有一定的要求,其需要在2000~4000mg/L這個范圍之內,才達到標準。在試驗的過程中,需要適當的將NH3-N、COD等各項指標進行調整,對SBR反應器的各種能力,例如老化水能力、耐沖擊負荷能力等,都需要一一進行測試,從而得出對污染物所造成的影響[5]。
2結果與討論
2.1COD變化分析在進行試驗的過程中,將600L的厭氧放入到SBR反應器當中,然后濾池將水排出,進水COD會發生變化,一般是在3100~5600mg/L這范圍內浮動,而出水時,一般情況下則是在500~750mg/L這個范圍內發生變化,具體變化如圖1所示。對圖1進行分析可知,當SBR反應器處于進水狀態時,COD會明顯增高,當SBR反應器處于排水狀態時,COD會保持在低于1000mg的范圍里,通過采用COD的平均去除率進行計算可得87%。存在于SBR反應器中的底物和微生物,這2者的濃度時刻都處于變化的狀態,而且還屬于非穩態的運行狀態,盡管是在曝氣時,都處于該狀態。曝氣的過程中,微生物與底相互融合,但是,底物的濃度、微生物的濃度所呈現出的變化,這2者的變化現象都是推流狀態。同時,這種推流狀態也是一種理想的形式,其中,底物的作用是進行生化反應時,可提供推動力,底物在SBR反應器中的濃度呈現出從高到低的變化。發生反應時,底物濃度始終保持在一個狀態之下,因此,在整個反應過程中都可以提供足夠的推動力。試驗的相關的水量、水質變化,說明了這一點[6]。
2.2容積負荷與出水COD這2者間存在的關系當運行處于一個穩定狀態的時候,SBR池進水時COD發生變化,變化范圍處于3100~5600mg/L之內,容積負荷情況,以及出水COD變化情況,如圖2所示。根據COD容積負荷以及出水COD變化圖像進行分析,可知,剛剛開始運行時,進水COD會隨著水量的增加而相應提高,COD容積負荷也隨著慢慢上升,此時,水質會受到嚴重的影響,水質越來越差,是活性污泥處在適應階段的原因。要提高水質,必須要適當降低COD進水量,COD容積負荷也會隨之減弱,水質便得到改善。但是在運行后期,COD容積負荷又會再次增加,水質又會變差,需要繼續對水質進行改善。COD在排水的階段,其變化值一直處在500~700mg/L范圍之內。SBR池COD容積負荷會在試驗的末尾時期出現增加現象,并增加至2.79kg/(m3•d),這樣可以完全達到SBR水質水量試驗的標準要求。
2.3滿負荷試驗研究出水的水質量是否優良,對試驗具有很大的影響,因此,要提高出水水質,這就需要將中COD容積負荷維持在2.0lm3•d之內,不可超出,若是超出,則會破壞水質。當試驗在滿負荷的基礎上進行時,讓COD容積負荷維持在1kg(m3•d),對SBR反應器中存在的各種氣體進行測試,如TN、TP去除效率、COD及氨氮等,詳細結果如圖3所示。由圖3可知,進入SBR反應器時,氨氮質量濃度為132.7mg/L、COD質量濃度為4773mg/L、TN質量濃度則為4150mg/L,進入曝氣階段,COD混合液的濃度開始發生變化,出現顯著的降低趨勢,此時,去除率為46.2%,氨氮濃度也降低,去除率為56.5%,而此時TP質量濃度為36.3mg/L,去除率為32.4%,在接下來的一段時間,指標都呈現出下降趨勢,但是下降并不明顯。當到達180min時,氨氮質量濃度為18.5mg/L,COD質量濃度為605.4mg/L,TN質量濃度為31.4mg/L,TP質量濃度為15.13mg/L,對應的絕對去除率為65.3%、57.2%、40.6%以及30.5%。由此看來,SBR工藝對廢水的去除率比較理想,盡管對TP的去除率比較低,但是,依然對污水處理具有重大意義。
2.4溶解氯變化分析好氧微生物的代謝情況與溶解氧水平息息相關,因此,可通過溶解氧(DO)的形式,來提高SBR池內污染物的代謝能力,在滿負荷的情況之下,進行SBR池DO試驗,具體情況如圖4所示。根據圖4所反映的信息,可了解到,在滿負荷的情況之下,在150min時,DO質量濃度就幾乎達到飽和值。當溶解氧質量濃度超過0.3mg/L,好氧微生物便可進行代謝,在曝氣池中生長繁殖。經過試驗可知,在溶解氧質量濃度為2mg/L環境之下,活性污泥絮粒的直徑達到500μm時,活性污泥絮粒中間部位的溶解氧濃度會有所降低,出現缺氧現象。一般情況下,采用活性污泥法,也就是說以2~4mg/L的濃度作為DO的質量濃度。在進行處理高濃度廢水時,則需要將其濃度適當的調高。
2.5分析COD容積負荷與SV30的變化通常情況下,進行污泥沉降性的試驗時多采用SV30,當SBR池的容積發生變化時,SV30會隨之發生變化,變化規律如圖5所示。根據圖5的圖像分析,了解到當COD負荷處于正常范圍之內時,SV30低于40%,但是,COD容積負荷長時間保持在2.0kg/(m3•d)以上的狀態,SV30會明顯升高,此時,只需將SV60控制在60%這個濃度下,便可保證處理效率。
2.6SBR系統生物當停止運行時,在顯微鏡下可看到微型動物,主要有蓋鐘蟲、鐘蟲等,都是一些固著型纖毛蟲,仔細看,還可看到腎形蟲和草履蟲,這些蟲屬于游動型纖毛蟲。
3結論
通過4個月的試驗,SBR系統處理滲濾液的運行結果表明:在正常運行條件下,當SBR進水COD在1560~5600mg/L之間時,SBR系統的處理量可達4m3/d。排水水質可滿足國標GB16889-1997生活垃圾填埋污染控制標準中的三級排放限值的要求,且具有很好的耐沖擊負荷能力。在滿負荷運行條件下,在90min曝氣時間里,SBR池混合液中COD、氨氮、TN、TP去除率分別為57.4%、65.1%、40.7%、30.7%。在正常操作條件下,曝氣2h后,反應池DO質量濃度可達4~5mg/L;SV30在30%~80%之間,SVI一般低于200mL/g,出水水質均較好。
作者:李可文葛魯閩單位:廣東省企業自主創新促進會