好氧颗粒污泥造粒过程中EPS及脱氮除碳性能.pdf

收稿日期:修回日期:基金项目:甘肃省科技计划项目()甘肃省黄河水环境重点实验室开放基金()甘肃省高等学校产业支撑计划项目()兰州交通大学天佑创新团队项目()兰州市科技计划项目()作者简介:曾天续()女甘肃白银人硕士研究生主要研究方向为水污染控制理论:.通信作者:陈永志()男河南开封人教授博士主要从事污水处理理论与新技术的研究工作:.:./.():好氧颗粒污泥造粒过程中 及脱氮除碳性能曾天续马 娇党鸿钟严 渊 吴新波李维维陈永志(.兰州交通大学 甘肃省黄河水环境重点实验室兰州.兰州交通大学 环境与市政工程学院兰州.甘肃省污水处理行业技术中心兰州 .甘肃省轻工研究院有限责任公司兰州)摘 要:为解决好氧颗粒污泥()在生活污水中造粒时间长、稳定性差的问题采用在人工配水中逐渐添加生活污水的方式改变进水水质研究 造粒过程及脱氮除碳的效果 在 个序批式反应器()中培养 接种污泥均为污水厂/工艺二沉池污泥 时 进水 为人工配水 后改为生活污水 进水分阶段改变人工配水比例最终为生活污水 进水为人工配水 温度为 进水为人工配水 结果表明水质和温度导致、的胞外聚合物()中蛋白质()和多糖()波动增加、的 和 呈上升趋势且 的沉降速度随着 增大而增大 时污泥沉降指数()与 呈负相关 两种温度下均可成功培养出 时在人工配水中逐渐添加生活污水的进水方式可缩短 在实际生活污水中的造粒时间且沉降性能更优 研究结果可为 处理生活污水提供参考关键词:水质好氧颗粒污泥()胞外聚合物()脱氮除碳生活污水中图分类号:.文献标志码:文章编号:()开放科学(资源服务)标识码():(.):().()/.()()().()第 卷 第 期长 江 科 学 院 院 报.年 月 .:()()研究背景好氧颗粒污泥()是微生物在好氧条件下自凝聚形成的颗粒聚集体与普通絮状活性污泥相比 具有较好的结构致密性、优良的沉降性、抗冲击负荷能力强、耐毒性高和剩余污泥量少等优点 采用 的污水处理厂可稳定降低出水浊度无需添加混凝剂或设置二沉池比传统活性污泥法具有更短的水力停留时间、更低的运行能耗和更小的场地面积 而在不同水质条件和温度下 的启动及稳定运行存在较大差异 处理实际生活污水会导致 稳定性降低季节性的温度变化阻碍 启动并降低其性能颗粒污泥的胞外聚合物()是微生物在一定环境下分泌的高分子物质作为微生物聚集体的骨架在废水处理过程中起着至关重要的作用其主要成分为胞外蛋白质()和多糖()含量变化可影响 的沉降性能 还作为电子受体参与微生物代谢并保护微生物免受恶劣环境条件的影响不同水质和温度会引起 含量的变化进而影响 的造粒过程目前关于 的培养大多在人工配水或实际生活污水下进行而实际生活污水成分较为复杂有机物不易被微生物吸收造成在实际生活污水中培养的 形成速度比人工配水慢且在处理实际生活污水时出现污泥解体现象 国内大多数实际生活污水的碳氮比(/).的占.的 颗 粒 占 比 即 认 为 成 功 培 养 出图 反应器中第 天时 粒径占比.系统脱氮除碳性能.及 的去除性能图 为 培养过程中 和 的去除特征 时在整个试验过程中 和 平均去除率分别为、第 天 时 中 和 去除率分别降至、分析原因为进水由人工配水改为生活污水后 微生物的生存环境改变后需寻求与环境之间新的平衡 在第 天时 及 去除率分别恢复至 长江科学院院报 年 024681 01 21 41 61 8N i A R/%1 02 03 04 05 06 002 04 06 08 01 0 0 N i A R(a)R 1024681 01 21 41 61 8(b)R 202 04 06 08 01 0 0024681 01 21 41 61 8(c)R 302 04 06 08 01 0 0024681 01 21 41 61 8(d)R 402 04 06 08 01 0 0N i A R/%N O2-N、N O3-N 浓度/(m gL-1)N i A R/%N i A R/%/d1 02 03 04 05 06 0/d1 02 03 04 05 06 0/d1 02 03 04 05 06 0/d出水N O3-N出水N O2-NN O2-N、N O3-N 浓度/(m gL-1)N O2-N、N O3-N 浓度/(m gL-1)N O2-N、N O3-N 浓度/(m gL-1)图 培养阶段、和 变化.和 在第 天时 及 去除率分别为和其稳定的时间比 短 李冬等的研究也发现采用较平缓底物浓度梯度的进水方式形成的 运行效果更好 时 在第 天时、的去除率分别为、比 时去除效果差 这是因为微生物在低温下代谢速率较慢生化反应速率变低 等和 等也表示 在低温下硝化微生物活性降低脱氮效果明显下降.、及 变化特征 图 为各反应器 培养过程中出水、和 的变化特征、和 出水 浓度稳定在 /左右 出水 浓度稳定在/左右进水 大部分被转化为 分析其原因为随着 的运行硝化菌逐渐增多发生了较完全的硝化反应在 时 和 在 时出水 浓度由 /下降到 /由 下降到 之后出水 浓度/趋于 和 在 时出水 浓度由 /下降到 /由 下降到 之后出水 浓度/趋于 分析其原因为在好氧的条件下进水中的 由氨氧化菌()转化为 再由亚硝酸盐氧化菌()将 转化为 初期形成的 不稳定 活性大于 活性导致 积累 运行稳定后 变小 结 论()以污水厂/工艺二沉池污泥为种泥采用人工配水和生活污水 种进水方式均能实现污泥的颗粒化 时 和 在 培养阶段整体呈上升趋势 沉降速度与 变化趋势一致()对 和 进行线性拟合、和 中 和 呈负相关拟合优度分别为.、.和.中 和 弱相关拟合优度.常温下阶梯式增加生活污水的进水方式会释放更多的 加速 的形成并改善 的沉降性能()培养前期 出现了积累 时、对、平均去除率分别为、时 对、的平均去除率分别为、参考文献:.:.陆 佳.有机负荷对好氧污泥 分泌及污泥颗粒化特性的影响.西安:西安建筑科技大学.:.:.:.李 冬 王樱桥 李帅 等.生活污水与人工配水对好氧颗粒污泥系统的影响.环境科学():.第 期曾天续 等 好氧颗粒污泥造粒过程中 及脱氮除碳性能 .:.:.():.():.():.:.:.:./(/)().:.巩有奎 罗佩云 孙洪伟.厌氧限氧 处理低/生活污水 启动及 释放.化工学报():.武宇辉 杨悦锁 赵传起 等.水土环境中微生物胞外聚合物对污染物迁移和归宿影响的研究进展.化工学报 ():.:.郝桂珍范宇成徐 利等.低温下好氧颗粒污泥强化造粒研究.中国给水排水():.尤永军.游离氨()对硝化菌活性的抑制影响试验研究.兰州:兰州交通大学.张春晖 鲁文静 苏长罗 等.对好氧颗粒污泥系统性能的影响.中国环境科学 ():.:.杨国靖.在好氧颗粒污泥系统中的行为机制及其影响研究.长沙:湖南大学.():.:.宋成康 王亚宜 韩海成 等.温度降低对厌氧氨氧化脱氮效能及污泥胞外聚合物的影响.中国环境科学 ():.刘前进刘立凡.胞外聚合物中蛋白质对好氧污泥颗粒化的影响.环境工程学报():.():.:.王维红包文婷王燕杉.粒径对番茄酱废水好氧颗粒污泥性能的影响.精细化工():.王文啸 卞 伟 李 军 等.响应面法优化解体好氧颗粒污泥的修复方式.中国环境科学():.肖 飞 王维红.梯度进水对好氧颗粒污泥特性及番茄酱废水去除性能.长江科学院院报():.:.魏燕杰 季 民 李国一 等.投加粉末活性炭强化好氧颗粒污泥的稳定性.天津大学学报():.王丽谦.低碳市政污水好氧颗粒污泥培养及脱氮除磷性能研究.北京:北京化工大学.邵兆伟.好氧颗粒污泥培养及短程硝化试验研究.兰州:兰州交通大学.李 冬李 悦李雨朦等.梯度进水下好氧颗粒污泥同步硝化内源反硝化脱氮除磷研究/.中国环境科学 .:./.李 冬 曹思雨 王 琪 等.厌氧推流进水对反硝化除磷好氧颗粒污泥系统的影响.环境科学():.:.:.:./.秦彦荣 袁忠玲 张 明 等.部分亚硝化厌氧氨氧化协同反硝化处理生活污水脱氮除碳.环境科学():.李 冬杨敬畏李 悦等.控制回流比及有机负荷实现交替厌氧/好氧连续流好氧颗粒污泥系统的稳定运行/.中国环境科学 .:./.(编辑:黄 玲)长江科学院院报 年