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关键词：
臭氧氧化,预处理,腐殖酸,混凝,水处理
发表时间：
2012-08-17 08:51:31
摘要:以城市污水为处理对象，在中试SBR 反应器中接种厌氧消化污泥，经过210 d 运行，培养出了平均粒径在330 μm 的好氧颗粒污泥. 实验表明，经过前3 个月较低的进水有机负荷，反应器对污染物的去除效果逐步提高并达到稳定，活性污泥中与脱氮除磷相关的微生物大量富集. 运行周期缩短为6 h，污泥的沉降性能和污染物去除特性保持良好，同时污泥平均粒径开始增大. 好氧颗粒污泥完全形成以后，SVI 值为30 mL·g － 1 ，污泥浓度MLSS 达到8. 8 g·L － 1 ，MLVSS /MLSS 增至82% ，氧利用速率OUR 达到5. 32 mg·(min·L) － 1 . 颗粒外层以杆状菌为主，内层主要是球菌. 单个周期内颗粒污泥对COD 和总磷的去除率保持在90% ，氨氮几乎完全去除，出水中无硝氮和亚硝氮累积，总氮的去除率达到80% ，实现了良好的同步硝化反硝化和同步脱氮除磷效果.
采用SBR 工艺培养好氧颗粒污泥作为水处理领域的一个研究热点，已有广泛的报道［1 ～ 3］. 与传统活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有许多不可比拟的优势，如极短的沉降时间、较高的生物量和容积利用率、优良的同步脱氮除磷效果等. 由于SBR 工艺具有厌好氧交替和贫富营养交替的运行特性，非常适合好氧颗粒污泥的形成和生长. 但是好氧活性污泥的颗粒化过程比较复杂，许多工艺运行参数包括沉降时间、进料负荷、曝气强度、C /N 等均可影响颗粒污泥的培养［4 ～ 8］. 目前关于好氧颗粒污泥的研究多以实验室人工配水为主，另外也有一些采用实际
工业废水培养颗粒污泥的报道［9，10］，而在中试SBR规模下处理城市污水并形成好氧颗粒污泥的应用性研究则较少. 城市污水的COD 浓度普遍偏低［11］，一般在200 ～ 300 mg·L － 1 左右，因此在实际的SBR 工艺过程中有机负荷也较低，当COD 容积负荷< 1 kg·(m3·d) － 1 时好氧颗粒污泥的生长速度较慢，这也成为限制好氧颗粒污泥应用的一大瓶颈.
实验室通过调节配水COD 浓度能够对SBR 进料负荷进行调控［12，13］，而在实际工程中无法做到.一些研究通过缩短单个周期的运行时间来提高COD 的容积负荷，起到了一定的效果. De Kreuk等［14］在3 L 的小试SBR 反应器中，以实际城市污水为进水，单个周期时间为2 h，经过20 d 高负荷运行培养出平均粒径在1. 1 mm 的好氧颗粒污泥. DeBruin 等［15］利用城市污水进行了中试实验，单个周期时间为2 ～ 5 h，COD 容积负荷为1 ～ 21 kg·(m3·d) － 1 ，经过6 个月的连续运行，在1. 6 m3的SBR 反应器中实现了完全颗粒化，平均粒径>212 μm. Ni 等［16］采用1 m3 的中试SBR 反应器来培养好氧颗粒污泥，城市污水的进水COD 浓度< 200mg·L － 1 ，单个周期为3 ～ 4 h，经过300 d 运行形成粒径在0. 2 ～ 0. 8 mm 的好氧颗粒，污泥浓度MLSS 达到9. 5 g /L，颗粒化程度为85% .
通过缩短周期时间来提高有机负荷虽然有助于颗粒的形成［16，17］，但是SBR 单个周期的反应时间也会随之减少，从而降低系统对污染物尤其是氮磷的去除效果，最终对好氧颗粒污泥的结构、沉降性能和稳定性产生不利影响. 因此本实验以中国北方典型的城市污水为研究对象，采用厌-好氧交替的中试SBR 系统，探索在较长的单个运行周期时间下(6 ～8 h) ，实现良好的脱氮除磷效果，并在此基础上促进好氧颗粒污泥的形成.
工业废水培养颗粒污泥的报道［9，10］，而在中试SBR规模下处理城市污水并形成好氧颗粒污泥的应用性研究则较少. 城市污水的COD 浓度普遍偏低［11］，一般在200 ～ 300 mg·L － 1 左右，因此在实际的SBR 工艺过程中有机负荷也较低，当COD 容积负荷< 1 kg·(m3·d) － 1 时好氧颗粒污泥的生长速度较慢，这也成为限制好氧颗粒污泥应用的一大瓶颈.
实验室通过调节配水COD 浓度能够对SBR 进料负荷进行调控［12，13］，而在实际工程中无法做到.一些研究通过缩短单个周期的运行时间来提高COD 的容积负荷，起到了一定的效果. De Kreuk等［14］在3 L 的小试SBR 反应器中，以实际城市污水为进水，单个周期时间为2 h，经过20 d 高负荷运行培养出平均粒径在1. 1 mm 的好氧颗粒污泥. DeBruin 等［15］利用城市污水进行了中试实验，单个周期时间为2 ～ 5 h，COD 容积负荷为1 ～ 21 kg·(m3·d) － 1 ，经过6 个月的连续运行，在1. 6 m3的SBR 反应器中实现了完全颗粒化，平均粒径>212 μm. Ni 等［16］采用1 m3 的中试SBR 反应器来培养好氧颗粒污泥，城市污水的进水COD 浓度< 200mg·L － 1 ，单个周期为3 ～ 4 h，经过300 d 运行形成粒径在0. 2 ～ 0. 8 mm 的好氧颗粒，污泥浓度MLSS 达到9. 5 g /L，颗粒化程度为85% .
通过缩短周期时间来提高有机负荷虽然有助于颗粒的形成［16，17］，但是SBR 单个周期的反应时间也会随之减少，从而降低系统对污染物尤其是氮磷的去除效果，最终对好氧颗粒污泥的结构、沉降性能和稳定性产生不利影响. 因此本实验以中国北方典型的城市污水为研究对象，采用厌-好氧交替的中试SBR 系统，探索在较长的单个运行周期时间下(6 ～8 h) ，实现良好的脱氮除磷效果，并在此基础上促进好氧颗粒污泥的形成.
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