低有机负荷对污泥膨胀及造纸废水处理效果的影响-论文 6页

第32卷第2期陕西科技大学学报Vo1．32NO．22014年4月JournalofShaanxiUniversityofScience&TechnologyApr．2014文章编号：1000—5811(2014)02—0026—05低有机负荷对污泥膨胀及造纸废水处理效果的影响张安龙，张雪，王森(陕西科技大学轻工与能源学院陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西西安710021)摘要：研究了低有机负荷废水引发的活性污泥丝状菌的膨胀，以及其对废水处理效果的影响，并通过调节废水有机负荷和运行方式来对污泥膨胀进行控制．实验结果表明，当混合液有机负荷为0．03kgCOD·(kgMLSS·d)一，易引发丝状菌污泥膨胀．当有机负荷为0．18kg—COD·(kgMLSS·d)时，运行到第7天，SVI从325mL·g降至109mL·g，CODc去除率从42．67上升至90．03，丝状菌污泥膨胀得到基本控制；在调节有机负荷的同时，改变运行方式，当运行至第6天时，SVI从325mL·g降至99mL·g，C()Dcr去除率从42．67％上升至91．56％，丝状菌污泥膨胀亦得到基本控制．关键词：低有机负荷；污泥膨胀；造纸废水中图法分类号：X7O3文献标识码：ATheinfluenceofloworganicloadingonsludgebulkingandpapermakingwastewatertreatmenteffectZHANGAn—long，ZHANGXue，WANGSen(CollegeofLightIndustryandEnergy，ShaanxiProvinceKeyLaboratoryofPapermakingTechnologyandSpecialtyPaper．ShaanxiUniversityofScience&Technology，Xian710021，China)Abstract：Theinfluencesofloworganicloadingonactivatedsludgefilamentousbulkingandpapermakingwastewatertreatmenteffecthavebeenstudiedinthispaper．Theactivatedsludgefilamentousbulkinghasbeencontrolledthroughadjustingtheorganicloadingandop—erationmode．Theresultsshowthatattheorganicloadingof0．03kgCOD·(kgMISS·d)，itiseasytocausetheactivatedsludgefilamentousbulking；Attheorganicloadingof0．18kgCOD·(kgMISS·d)一，SVIdecreasedfrom325mI·gto109mL·gandtheremovalrateofCODcincreasedfrom42．67to90．03atthe7thday；Inaddition，atthesametimeofadjustingorganicloading，throughchangingoperationmode，SVIdecreasedfrom325mL·gto99mI·gand,heremovalrateofCODcincreasedfrom42．67to91．56atthe6thday．Theactivatedsludgefilamentousbulkinghasbeencontrolledeffec—tively．收稿日期：2014—0卜O9基金项目：陕西省科技厅自然科学基础研究计划项目(2012JQ2020)；陕西省教育厅专项科研计划项目(11JK0976)；西安市科技局产业技术创新计划项目(CX12594)；大学生创新创业训练计划项目(201210708008)作者简介：张安龙(1962一)，男，陕西延安人，教授，研究方向：工业废水及废弃物污染控制nn·28·陕西科技大学学报第32卷泥浓度控制在2000~2500mg／L左右．自造纸厂的回流污泥，显微镜观察发现其微生物的氧化沟运行状态与污泥活性一切良好，COD种类和数量较少，再采取第五污水处理厂的污泥，去除率达80以上，回流比75，蠕动泵连续运两者混合在一起驯化，控制污泥的浓度在2000行，每小时进1．5L原水，HRT一18小时，污泥龄mg／L左右．显微镜观察发现大量的微型后生动15天。物，污泥活性较高，COD的去除率在90左右，这在实验中，使污泥负荷从高逐渐降低，观察不个时候COD负荷在0．26kgCOD·(kgMLSS·同负荷下的活性污泥的变化情况L1．d)啊。．反应器不同，COD负荷的取值范围不同．查阅2结果与讨论文献可知，氧化沟的COD负荷一般在O．1～0．052．1显微镜图片kgCOD／kgMLSS·d之间，而本实验的反应器却在0．26kgCOD·(kgMLSS·d)时，COD的去从图1可以看出，累枝虫正在生长，大量的累除率高，污泥活性好．枝虫聚集在一起．钟虫和累枝虫都属于原生动物中在这个基础上，开始降低COD负荷．COD负的纤毛纲，固着型的纤毛虫，尤其是钟虫，喜欢在寡荷的影响因素是进水COD和污泥浓度，考虑到取污带中生活，钟虫类在中污带中也能生活，累枝水困难的问题，所以选择降低COD值，在原水的虫耐污能力较强．它们是水体自净程度高、污水生基础上，通过计算确定COD的值，然后再确定稀物处理效果好的指示生物．释倍数．图2为轮虫．轮虫属于微型后生动物，要求较从图5可以看出，coD负荷整体呈下降的趋高的溶解氧量，是寡污带和污水生物处理效果好的势，因污泥浓度很难控制一个准确的数值，所以指示生物．它们吞食游离细菌，所以可起到提高处COD负荷在开始的时候没有呈现下降的趋势．理效果的作用．轮虫伸缩性越好，证明活性越好．较COD的去除率在有机负荷降低的初期并没有明显之其它污泥，该种污泥颜色偏黄且微生物含量较的变化，是因为微生物对于新的环境需要一个适应高．的过程；从第三天往后，C0D去除率开始有下降的图3为活性污泥性状良好时的污泥絮趋势，这是因为保持污泥浓度在一定范围的同时，体⋯．意味着微生物量控制在一定的范围．这个时候，进2．2降低有机负荷对水质指标的影响水COD降低，微生物的食物减少，势必让一部分2．2．1降低有机负荷对SV。。和SVI的影响微生物进入衰退期，其数量开始下降，原因是进水由图4可知，随着COD负荷的降低，sV成中的营养物质已经不足以维持其中的微生物继续上升趋势；而SVI值则随着负荷的降低呈规律性生存，并由于营养物质的减少和自身副产物的增加变化．随着负荷的降低，SVI值缓慢升高，当负荷降而不断消亡．低到一定程度后，即第4天开始，SVI迅速升高，污丝状菌对于这样的生存环境，有着自身的优泥发生膨胀．势．环境越恶劣，它较其它微生物越有优势，它的菌丝可以伸出菌胶团的外部，较大的比表面积，更容易吸收营养物质，这样的环境促进了丝状菌的生长．对于该造纸厂的废水而言，当COD负荷降低到0．03kgCOD·(kgMLSS·d)_。、SV。。为67、＼旦昌SVI为325mL·g时，丝状菌开始大量生长，此们》‘，)时的COD去除率只有42．67％．2．2．3降低有机负荷对总蛋白和SOUR的影响从图6中可以看出，总蛋白的波动比较大，但整体趋势是下降到第6天后又上升．总蛋白和微生物的量有关，而微生物的量又和污泥的多少有关，图4降低有机负荷对SV。。和SVI的影响且和测定总蛋白的方法有关．因为系统是连续运行2．2．2降低有机负荷对COD去除率的影响的半自动化，所以对于污泥浓度MISS的控制没COD负荷的降低是人为控制的．活性污泥来有那么精准，在第五天到第六天时，总蛋白最少，因n第2期张安龙等：低有机负荷对污泥膨胀及造纸废水处理效果的影响·29·到第7天时，SV。。为22，可见对于因有机负荷过低而引发的污泥丝状膨胀，通过单纯地调节有机负荷也是有效果的，污泥丝状膨胀得到了治理；SVI、SV。。和污泥浓度MLSS有关，控制污泥浓度在一定范围内，波动较小，所以SV。。的下降直接影响到SVI，亦呈下降趋势，到第5天开始，sVI进入正常范围内，到第7天时，由之前的325mI·g降至109mL·g_。，污泥膨胀得到控制．图5降低有机负荷对COD去除率的影响为此时的污泥浓度是这个时期最小的，而第3天往后，微生物『一的．活∞∞性正)重一在．0降0u低一，＼丝挺状00菌u开始生长，第6天开始，补充污泥到定量，加之丝状菌开始大量繁殖，故微生物的总蛋白又呈上升趋势．比好氧速率受微生物的量和污泥浓度的影响，sOUR整体呈下降趋势．MISS在运行开始后的每天都有略微减少，到第5天和第6天减少得最多，所以此时SOUR下降到0．5645和0．5775；从第图7提高有机负荷治理丝状菌3天开始，丝状菌呈增长趋势，微型后生动物(线从图8中可以看出，随着有机负荷的提高，第虫、轮虫、钟虫、累枝虫、浮游甲壳虫)开始减少，取五天，当有机负荷为0．18kgCOD·(kgMLSS·而代之的是丝状菌．SoUR测试结果表明，物种丰d)时，CoD去除率达到了80．66，到第7天富、处理效果好时，此时的比好氧速率远大于丝状时，COD去除率由42．67上升到9O。03．这说菌大量繁殖时的比好氧速率．可见，微生物浓度是明该微生物群同样适用于这样的情况：当基质浓度影响比好氧速率的关键．增大，菌胶团的生长速度远大于丝状菌，丝状菌膨胀得到了抑制．从图9中可以看出，总蛋白的生长呈上升趋_^势．当增加有机负荷时，能促使微生物生长，微生物目开始生长，总蛋白就会增加；比好氧速率S0UR在●∞一g开始的4天，可以看到其变化比较小．微生物在初＼皿期生长的时候，活性没那么高，处于适应期，因为环髑境改变，在原有微生物的基础上不能适应就会死亡，适应之后，就是微生物成对数增长的阶段，这时的比好氧速率SOUR快速增长，微生物活性高．当单纯只提高有机负荷时，丝状膨胀得到控制共用时图6降低有机负荷对总蛋白和SOUR的影响7天．2．3．2提高有机负荷同时改变运行方式2．3控制污泥膨胀方法制定的方案和之前仅提高有机负荷时的数据2．3．1提高有机负荷方式相同，但增大回流比为100．调整回流比，将影响为观察提高有机负荷后对之前引起的丝状膨着好氧微生物的生存条件，从而影响对有机物的去胀的治理效果，现单纯提高有机负荷，运行反应器，除率．一般来说，污泥膨胀时加大回流比，适当缩短观察微生物的生长情况及去除率的影响，情况如图厌氧反应时间，有利于好氧生物的生长繁殖，改善7～图8所示．污泥沉降性能．同时，排泥量增加为之前的1．5倍．从图7中可以看出，从提高有机负荷开始，污从图10～图11中可以看出，在前3天，SV。。泥SV。。持续下降，到第5天，SV。。下降变缓，运行和SVI下降较快，到第5及第6天时，趋于平稳．n·3O·陕西科技大学学报第32卷＼芝将糌篮能啪誉o08U图8提高有机负荷对去除率的影响图1l同时改变有机负荷和运行方式对COD去除率的影响SOUR的增大，说明微生物活性高．一．∞∞苫)垂一．00u)王稼暇00u，一毫●∞吕＼：曲图9提高有机负荷对总蛋白和SOUR的影响可见，增大排泥量和回流量，在前3天可以迅速抑图12同时改变有机负荷和运行方式制污泥丝状膨胀．从第5天开始，微生物生长趋于对总蛋白和SOUR的影响稳定．当第6天时，SV。。为20、SVI从325mL·g降至99mI·g_。，COD的去除率从42．673结论上升至91．56，相比只单纯提高有机负荷时，这种协同方式可以较快抑制丝状膨胀．(1)活性污泥在低有机负荷下易发生膨胀．低负荷下，D0成为微生物增殖的限制因素，空气量和MISS浓度基本不变时，有机负荷降低必然引起DO的过量．充足的氧气有利于微生物生长，但是进水的基质浓度过低，会导致微生物加速进入衰亡期，进行内源呼吸，这时可通过减少空气量或减小MISS浓度(即减小SOUR)来提高DO浓度，使污泥的膨胀得到控制与恢复．(2)综合比较，改变有机负荷的同时，增大排泥量为原来的1．5倍，回流量变为100，和仅提高有机负荷相比，能更快地抑制污泥的丝状膨胀．图10同时改变有机负荷和运行方式参考文献对SV。。和SVI的影响从图12可以看出，在改变有机负荷的同时增[1]张洛红，李兴．活性污泥性质检测方法的比较研究[J]．大排泥量和回流量，对总蛋白和SOUR会有较大工业用水与废水．2011，42(6)：8993．影响．这是因为增大排泥量，减少了微生物的量，从[2]彭永臻．SBR法的五大优点[J]．中国给水排水，1993，9(2)：29-31．第3天开始微生物的量有所回升，并逐渐增大，总(下转第35页)蛋白的量增多，证明微生物的量变大．比好氧速率n第2期王芬等：掺杂对AlO。／TiA1复合材料性能的影响·35·材料的研究[J]．陕西科技大学学报，2o12，30(6)：3235．[1O]王芬，艾桃桃，罗宏杰，等．双相TiAI基复合材料的强[3]张玉军，尹衍升．金属间化合物陶瓷复合材料研究进展化机理分析[J]．航空材料学报，2007，27(3)：11-16．[J]．兵器材料科学与工程，2000，23(1)：8-11．[11]王发展，李大成，孙院军，等．钼材料及其加工[M]．北京：[4]李金山，张铁邦，常辉，等．TiA1基金属间化合物的研究冶金工业出版社，2008．现状与发展趋势[J]．中国材料进展，201O，29(3)：卜5．[12]黄旭，齐立春，李臻熙．TiAl基复合材料的研究进展Es]冯旭东，袁庆龙，曹晶晶，等．TiA1基合金研究进展EJ]．航[J]．稀有金属材料与工程，2006，35(11)：1845—1848．天制造技术，2009，6(3]：3538．[13]向六一，王芬，朱建峰，等．Fe20。掺杂原位合成A2[6]T．Izumi，T．Yoshioka，S．Hayashi，eta1．Sulfidationprop—O3／TiA1复合材料的组织与性能[J]．航空材料学报，ertiesofTiAl2atX(X—V，Fe，Co，Cu，Nb，Mo，Agand2O10，30(6)：57-61．W)alloysat1173KandL3Pasulfurpressureinan[14]陈建，潘复生．合金元素影响铝／陶瓷界面润湿性的研H2S-H2gasmixture[J]．Intermetallics，2000，8(8)：891—究现状[J]．兵器材料科学与工程，1999，22(4)：53—58．9O1．[15]P．Shen，H．Fujii，T．Matsumoto，eta1．Influenceofsub—[7]Y．J．Xi，F．H．Wang，L．】．He．ProtectiveeffectofthestratecrystanographicorientationonthewettabilityandsputteredTiA1CrAgcoatingonthehigh—temperatureoxi——adhesionofAI2O3singlecrystalsbyliquidalandCUdationandhotcorrosionresistanceofTi—Al—Nhalloy[-J]．[J]．JournalofMaterialScience，2005，40(910)：2329JournalofMaterialsScience＆Technology，2004，20(6)：2333．724—727．[16]王芬，王晓凤，朱建峰，等．Er掺杂强韧化A120。／TiA1[8]张胜华，张涵，朱云．稀土在Al—Ti—B-RE中间合金中复合材料[J]．材料热处理学报，2011，32(6)：16-20．的作用[J]．中南大学学报(自然科学版)，2005，36(3)：[17]王芬，艾桃桃，范志康，等．La203，Cez0。掺杂对原位386-389．合成A12Os(p)／TiA1复合材料显微组织与性能的影响[9]艾桃桃，王芬，朱建锋．复合材料的原位合成及反应机制_J]．稀有金属，2007，31(2)：179—182．的研究[J]．金属热处理，20(／7，32(4)：38—42．(上接第3O页)[3]魏江浪，张安龙，景立明，等．制浆造纸废水处理站的运行与设备，2002，3(12)：2l24．管理[J]．中华纸业，201I，32(22)：66—68．[11]沈仲根，张丽丽，陈建孟．有机负荷影响好氧颗粒污泥特24]刘春，张安龙．造纸厂废水处理污泥膨胀的解决实例性的研究[刀．环境污染与防治，2008，30(8)：6972．[J]．纸和造纸，2009，28(1)：51-52．[12]周利，彭永臻，高春娣，等．SBR工艺中污泥负荷对丝[5]张玉梅，赵小双，田泽辉，等．污水处理厂污泥膨胀控制研状菌污泥膨胀的影响[J]．中国给水排水，I999，15(6)：究[J]．上海化工，2007，32(5)：4-7．11—13．[6]尹军，王雪峰，王建辉，等．SBR工艺活性污泥比耗氧速[13]周群英，高廷耀．活性污泥丝状膨胀的防止和克服方法率与控制参数的关系[J]．环境污染与防治，2007，29(7)：[J]．同济大学学报，1998，26(4)：410413．48卜483．[14]周利，彭永臻，李丽，等．活性污泥法中引起丝状菌污272周淑香，曹国凭，孙锦程．低有机负荷下三槽式氧化沟运行泥膨胀的因素_J]．青岛建筑工程学院学报，2005，26(2)：参数的调整实践[J]．环境：r程，2006，24(4)：22—24．50—52．[8]陈慧．低负荷氧化沟工艺丝状菌膨胀的成因与控制[J]．[15]许世伟，张荣兵，顾剑，等．大型城市污水处理厂活性污合肥工业大学学报，1999，22(6)：124—128．泥法污泥膨胀防控对策[J]．给水排水，2010，36(11)：43—[9]王芳，杨凤林，张兴文，等．不同有机负荷下好氧颗粒污45．泥的特性_J]．中国给水排水，2004，20(1I)：46-48．[16]周群英，王士芬．环境工程微生物[M]．3版．北京：高等[1o]鞠宇平，张林生，余静．有机负荷和溶解氧的变化对教育出版社，2008：13-17．SBR污泥膨胀的影响及控制方法[J]．环境污染治理技术