污泥臭氧化影響因素及組合工藝污泥減量化效果研究.pdf

1、活性污泥工藝在污水處理領域的廣泛應用勢必將產生大量的剩余活性污泥，剩余污泥的處理處置問題已經(jīng)成為國際上亟待解決的難題之一。針對活性污泥工藝的這一弊端，結合臭氧溶胞隱性生長理論，圍繞臭氧化過程的規(guī)律、影響因素以及動力學分析和優(yōu)化方法等方面展開基礎研究，設計了可與活性污泥工藝結合的臭氧減量單元，并考察了將臭氧化減量單元與CAS工藝和MBR工藝結合后處理生活污水的工藝設計方法和運行效果。
　　考察了不同濃度污泥混合液在臭氧化過程中各參數(shù)

2、的變化。結果表明：溶胞過程中MLSS和rCOD均呈準線性變化；單位污泥溶解釋放出的rCOD的量在0.96-1.04之間；活細菌總數(shù)呈指數(shù)下降趨勢，在較短的時間內就完成了殺菌過程；混合液中溶解性的N和TP均呈增加趨勢，而pH值則由8下降至5左右。對試驗結果的討論發(fā)現(xiàn)：合理控制氧化反應時間、提高溶胞比有利于維持活性污泥工藝運行的穩(wěn)定性。
　　分別研究了氧化過程和傳質過程的影響因素。結果表明臭氧氧化過程的影響因素有臭氧進氣濃度、臭氧投量

3、、混合液初始污泥濃度、胞外聚合物含量、還原性物質的濃度、pH值以及減量單元的運行方式等。其中臭氧進氣濃度、混合液初始污泥濃度及操作方式為臭氧化過程的主要影響因素。隨著臭氧濃度的增加，溶胞速率相應增加；而在相同的臭氧進氣濃度條件下，低初始MLSS將更有利于臭氧溶胞；就操作方式而言，在相同能耗的條件下，連續(xù)操作的溶胞效果好于間歇操作。研究發(fā)現(xiàn)臭氧傳質過程的主要影響因子為：污泥濃度、進氣臭氧濃度、混合液的高度、表觀氣速及平均氣泡直徑，并通過數(shù)

4、學模型獲得了傳質效率與影響因子間的相互關系。
　　對污泥臭氧溶胞過程的動力學研究發(fā)現(xiàn)，在一定臭氧投量下，MLSS濃度和活細菌總數(shù)可分別用線性方程和指數(shù)方程描述。對不同初始MLSS的混合液的殺菌率的研究表明混合液中氧化殘余的污泥不適宜再次返回曝氣池內；溶胞釋放的rCOD與反應時間可用線性方程描述。
　　在減量工藝的優(yōu)化方面認為低污泥產率工藝有利于降低能耗，從而減少污水處理費用；低污泥濃度條件更有利于臭氧氧化溶胞；臭氧化時間的選

5、擇應兼顧溶胞比和經(jīng)濟性兩項指標，當溶胞比在0.72-0.8之間可取得較好的減量效果；對于同一濃度的污泥來說，選擇較大溶胞比和較低能耗的投量是最經(jīng)濟的；臭氧利用效率為0.9以上的混合液高度為優(yōu)化高度，反應器的總高取值宜為1.5-2.0倍優(yōu)化高度。
　　進入SO（Sludgeozonation）單元的污泥混合液的流量可以通過q/Qmax來確定，相應的主要工藝設計參數(shù)為：污水流量Q、進水和出水中SCOD濃度變化（S0-Se）、進水中有機

6、物的表觀污泥產率Yobs、溶胞比ξ、單位污泥溶解釋放的rCOD值η和產率系數(shù)Y2；在進行CAS-SO工藝（conventionalactivatedsludge,CAS）或MBR-SO工藝（MembraneBioreactor,MBR）實驗研究時應首先確定這些參數(shù)，然后再確定設計污泥流量q，本研究中q值分別為9L·d-1和2L·d-1。
　　在設計參數(shù)的控制下，兩套工藝連續(xù)運行80天均取得了較好的運行效果。與控制階段相比，出水指標

7、中懸浮物濃度、COD以及氨氮的濃度均未受到明顯改變，而其他指標如硝酸鹽氮、TN和TP則差別較為顯著，原因是兩套工藝氮的轉化途徑不同且均無污泥排放，導致出水氮磷含量較高。分析CAS-SO工藝污泥性質發(fā)現(xiàn)：SO單元的引入對胞外聚合物濃度、沉降性能、活細菌數(shù)量、脫氫酶活性及比耗氧速率均會造成一定程度的影響，但影響不大，SO單元的引入沒有惡化系統(tǒng)內的污泥性質。
　　比較CAS-SO工藝和MBR-SO工藝發(fā)現(xiàn)：MBR工藝無論是在技術指標上還