活性污泥濃度與沉降性能研究范文

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1污泥形態結構

活性污泥培養初期（1~2d），污泥結構松散，顏色泛黃，絮凝性、沉降性較差，菌膠團較少，形狀不規則，見圖2。培養15d后污泥達到成熟期，純氧曝氣的COD，NH3-N去除率均超過85%（分別為85.51%，85.34%），空氣曝氣超過80%（80.13%，82.49%）。污泥呈深褐色，且絮狀體較大、菌膠團密實、數量較多，形狀大多都規則，有球形、橢圓形、分枝形與其他各種形態。觀察統計表明：純氧曝氣菌膠團密度大于空氣，是空氣的1.3倍，菌膠團形態更加整齊規則，污泥中細小的顆粒、游離細菌很少，處理出水清澈。

2培養歷程對污泥濃度與沉降性的影響

2.1污泥濃度變化特性污泥濃度隨培養時間的變化情況見圖3。隨著培養時間延長，純氧曝氣、空氣曝氣系統中MLSS，MLVSS具有相同的變化規律：先降低、再上升波動、再下降穩定。污泥濃度（ρ（MLSS）=4180.11mg/L,ρ（MLVSS）=2135.38mg/L）在培養初期（0~4d）出現較大降幅，純氧MLSS,MLVSS分別降低了29.31%和42.36%。這是由于在污泥接種培養馴化的適應初期，微生物繁殖生長速度小于自身分解代謝速度，導致污泥量下降。分解代謝主要是消耗污泥中有機物，使MLVSS減小，從而導致f(ρ（MIVSS）/ρ（MLSS）)值下降。4~12d中MLSS，MLVSS迅速增加，然后略有下降并保持基本穩定。穩定期純氧MLSS、純氧MLVSS、空氣MLSS、空氣MLVSS的質量濃度均值分別達到4225.57,3155.71,3915.71,2514.00mg/L。純氧曝氣系統ρ(MLSS),ρ(MLVSS)比空氣曝氣分別高出7.99%,20.33%，f1(純氧曝氣ρ（MLVSS）/ρ（MLSS）)均值（0.74）大于f2(空氣曝氣ρ（MLVSS）/ρ（MLSS）)均值（0.64），說明純氧曝氣更加有利于提高污泥濃度，尤其是有機物濃度MLVSS。MLVSS比MLSS更精確反映活性污泥中降解污染物的微生物量，純氧曝氣污泥中好氧細菌數達到6.7×105個/g，比空氣曝氣污泥高40.32%。這使得純氧曝氣具有較高處理效果，COD和氨氮平均去除率為94.10%，96.58%，比空氣曝氣分別高出10.50%，13.45%。

2.2污泥沉降性能反應器中接種污泥SV=59.32%，SVI=121.34mL/g）,沉降性能見圖4。隨著培養時間的延長，2種曝氣系統中SV，SVI均先降低后波動穩定，即活性污泥的沉降性能隨時間延長逐漸變好。空氣曝氣污泥SV緩慢下降，純氧曝氣出現2個平臺：6~12d穩定在38%左右，14~16d明顯下降，16d后又穩定在25%左右（平均25.12%）。培養初期（6d內）SV，SVI均出現不同程度下降，空氣曝氣下降幅度較小，不超過10%，而純氧曝氣下降幅度較大，SV，SVI分別下降38.45%，48.65%，這是因為污泥濃度降低的結果。6d后污泥的體積指數SVI值有所波動并趨于平穩。穩定期（16~30d）空氣、純氧曝氣的SVI均值分別為117.76，60.12mg/L，純氧曝氣比空氣曝氣小48.95%。因此，純氧曝氣系統SV，SVI值均低于空氣曝氣系統污泥，且純氧曝氣系統的SV值波動幅度小，污泥沉降性更穩定，因為純氧曝氣系統菌膠團比空氣曝氣系統密實。

3曝氣量對污泥特性影響

3.1對污泥濃度的影響由于純氧曝氣比空氣曝氣時污水中DO高得多，而增加曝氣量有助于提高污泥的活性。以曝氣量為變量，考察其對污泥特性的影響，結果見圖5。純氧曝氣污泥MLSS，MLVSS隨著曝氣量增加的而迅速增加，當曝氣量為0.02L/(min•L)（污水中ρ（DO）=20.30mg/L）時，污泥量達到最大值，ρ（MLSS）=4317.23mg/L,ρ（MLVSS）=3294.45mg/L，然后又迅速下降。這可能是由于DO過高，導致污泥中微生物過度氧化而使污泥量下降。f值從曝氣量0.02L/(min•L)的0.78降到了曝氣量0.05L/(min•L)的0.72，說明了污泥量減少是污泥中有機物（主要是微生物）的減少。COD去除率從曝氣量0.02L/(min•L)的95.60%下降到曝氣量0.05L/(min•L)的89.71%，也說明了污泥中微生物數量的減少。從當曝氣量大于0.05L/(min•L)后，ρ（MLSS),ρ（MLVSS)分別穩定在3389~3511mg/L和2463~2263mg/L范圍內，f值穩定在0.68~0.72。純氧曝氣污泥濃度比較穩定，曝氣量大于0.20L/(min•L)后的試驗沒有再繼續做下去。空氣曝氣氣量過小（0.015L/(min•L)以下）時，由于DO質量濃度不夠（0.54mg/L），微生物生長代謝作用小于污泥自身的分解代謝作用，使得污泥量不增加反而減小，COD去除率只有50%左右。當曝氣量大于0.02L/(min•L)時，污泥量開始增加。曝氣量0.10~0.22L/(min•L)（ρ（DO）=5.50~6.24mg/L）范圍內污泥量緩慢增加，COD的去除率能達到85%左右，此后減小并保持穩定。因此，低曝氣量（0.02L/(min•L)）高質量濃度DO（20.30mg/L）有利于純氧曝氣的污泥濃度提高，而大曝氣量（0.10~0.22L/(min•L)）低質量濃度DO（5.50~6.24mg/L）有利空氣曝氣污泥的生長。

3.2對污泥沉降性的影響曝氧量對污泥沉降性影響見圖6。純氧曝氣系統在曝氣量較小（小于0.02L/(min•L)）時，隨著曝氣量的增加，SV，SVI值迅速下降。當曝氣量為0.02~0.03L/(min•L)，SV，SVI達到最小值，均值分別為23.3%，61.42mg/L，污泥沉降性最好。此范圍內雖然污泥濃度增加，但污泥結構趨于密實，沉降性提高。然后隨曝氣量增加，SV，SVI快速增大，污泥沉降性變差，這是由于污泥的結構變得松散而導致的結果。當曝氣量超過0.05L/(min•L)后，SV，SVI值變化緩慢，污泥沉降性慢慢變差，這是由于大曝氣量時DO很高，氧化了污泥結構中的膠黏物質，加上大氣量對污泥的攪拌使得污泥結構更加松散，細小的污泥顆粒增加，與曝氣量0.02~0.03L/（min•L）水的出水相比，濁度增加了30%以上，同時，污泥中的微型動物數量也減少了25%。因此，小曝氣量（0.02L/(min•L)）是純氧曝氣系統沉降性能最佳時的曝氣量。

4結論

以SBR反應器處理生活污水時，純氧曝氣污泥優于空氣曝氣，純氧曝氣污泥中菌膠團結構緊密，密度大。純氧曝氣污泥濃度大于空氣曝氣，且污泥中有機成分更高，活性更大。純氧曝氣污泥SV，SVI值均低于空氣曝氣系統污泥，且SV值波動幅度小，污泥的沉降性更穩定。曝氣量對純氧曝氣污泥、空氣曝氣污泥的影響不同，低曝氣量、高含量DO有利于純氧污泥的濃度提高，沉降性能改善。

作者：胡小兵劉孔輝趙鑫單位：安徽工業大學建筑工程學院生物膜法水質凈化及利用技術教育部工程研究中心