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  • 低温条件下,好氧颗粒污泥的形成特性及处理能力
  • 发布时间: 2020/11/25 点击次数:95 
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    导  读

    在我国北方地区,冬季漫长,温度较低,气候恶劣,显著影响活性污泥对污水中污染物的去除效能。与传统的活性污泥工艺相比,好氧颗粒污泥技术具有较好的沉降性能,较低的投资成本和较高的生物量以及污染物去除效能,同时,其内部复杂而稳定的结构能够限制基质和氧气的传递并形成温度梯度,使其有效抵御低温造成的冲击,实现污水中氮磷的同步高效去除。


    De Kreuk等通过研究发现,将20 ℃下培养的好氧颗粒污泥直接在8 ℃下运行后污泥会发生解体,而温度由20 ℃逐步降到8 ℃条件下,颗粒污泥能保持稳定,但脱氮效果会降低;王硕等在10℃下运行SBAR反应器,在好氧颗粒污泥成熟后,反应器出水COD、NH4+-N和PO43--P去除率分别为84.5%、91.1%和94.1%;Bao等同样在10 ℃下运行SBAR反应器,污泥稳定后对COD、NH4+-N和PO43--P的去除率分别达(90.6%~95.4%)、(72.8%~82.1%)和(95.8%~97.9%);说明在低温下好氧颗粒污泥反应器对污染物有较好的去除效果。

    成功培养出具有良好沉降性,较高生物量的好氧颗粒污泥,污泥代谢产生EPS中的蛋白质类物质是活性污泥颗粒化的重要因素。

    实验发现,通过利用含盐生活污水、制糖工业废水、含油工业废水和屠宰工业废水培养低温好氧颗粒污泥,活性污泥在其颗粒化过程中,相关疏水性、zeta电位和污泥EPS内蛋白质类物质含量明显升高,低温好氧颗粒污泥的形成机理为低温活性污泥的颗粒化过程,就是微生物的增长和其生长环境选择的过程。

    疏水性活性污泥聚集体之间的吸附作用,活性污泥聚集体之间的电力吸附作用,以及EPS的粘附作用是活性污泥微生物聚集的重要因素。粘性剪切力的存在是活性污泥聚集体由不规则形态变为颗粒形态的重要原因,SBAR内循环管中流体扰动所产生的粘性剪切力对活性污泥聚集体的颗粒化作用较强。

    其中,冷激蛋白和冷活性酶的合成是好氧颗粒污泥可以抵御低温,发挥生物活性的重要因素。通过对低温好氧颗粒污泥进行红外光谱分析发现,低温好氧颗粒污泥的主要官能团与絮状活性污泥较为接近(均含有多糖类-OH化合物,脂肪族C-H化合物和酰胺类化合物),只存在细微差别,说明低温好氧颗粒污泥适宜处理实际废水。

    而低温好氧颗粒污泥的荧光光谱谱图显示,当活性污泥完全颗粒化之后,其溶解性微生物产物含量明显提高,表明污泥微生物具有良好的活性;其EPS内蛋白质类物质含量的升高和稳定存在,对低温好氧颗粒污泥保持完整形态和稳定结构至关重要。

    利用实际废水培养成熟的低温好氧颗粒污泥呈黑色,平均粒径0.8mm,系统约70d启动成功,具有较好的沉降性能和较高的生物量。低温好氧颗粒污泥EPS内较高浓度蛋白质类物质的稳定存在是活性污泥颗粒化的重要因素,而EPS内油脂类物质的存在不会影响低温好氧颗粒污泥的结构和强度。低温好氧颗粒污泥对进水水质的变化具有较强的抗冲击能力,系统运行约120d达到稳定,其COD,NH4+-N和PO43--P去除率分别达到88.2%,94.0%和92.5%。

    进水中较高浓度Mg,Ca和Fe等金属离子的存在以及EPS对P的吸附,与生物除磷作用一起完成污水中PO43--P的高效去除。活性污泥完全颗粒化后,污泥内AOB,NOB和PAO得到了有效的富集,其中NOB的含量高于AOB,PAO以PAOI为主,其含量高达90%以上。

    综上所述,低温下好氧颗粒污泥反应器对污染物有较好的去除效果。

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