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《能源与环境杂志》2014年第三期
1试验研究
1.1针对接种污泥的要求
在反应器当中,使用的接种污泥均是来自于城市污水厂排出的消化脱水污泥,该脱水污泥具有76%的含水率,0.7的挥发性悬浮物量和总悬浮物量,将适量的干泥置入sbr反应器内,选取的干泥量约为池容量的5%,然后进行微生物的培养。
1.2试验的具体步骤
试验的具体步骤是:①对SBR反应器所需要运行的周期做确定,一般情况下,都是结合前期试验的结果来确定下个运行周期的时间,并对水质进行分析,将沉淀时间控制在2h左右,曝气反应所需的时间控制住6h左右,而进水的时间控制在2h。②需要将反应周期的时间控制在8~12h,对污泥质量有一定的要求,其需要在2000~4000mg/L这个范围之内,才达到标准。在试验的过程中,需要适当的将NH3-N、COD等各项指标进行调整,对SBR反应器的各种能力,例如老化水能力、耐冲击负荷能力等,都需要一一进行测试,从而得出对污染物所造成的影响[5]。
2结果与讨论
2.1COD变化分析在进行试验的过程中,将600L的厌氧放入到SBR反应器当中,然后滤池将水排出,进水COD会发生变化,一般是在3100~5600mg/L这范围内浮动,而出水时,一般情况下则是在500~750mg/L这个范围内发生变化,具体变化如图1所示。对图1进行分析可知,当SBR反应器处于进水状态时,COD会明显增高,当SBR反应器处于排水状态时,COD会保持在低于1000mg的范围里,通过采用COD的平均去除率进行计算可得87%。存在于SBR反应器中的底物和微生物,这2者的浓度时刻都处于变化的状态,而且还属于非稳态的运行状态,尽管是在曝气时,都处于该状态。曝气的过程中,微生物与底相互融合,但是,底物的浓度、微生物的浓度所呈现出的变化,这2者的变化现象都是推流状态。同时,这种推流状态也是一种理想的形式,其中,底物的作用是进行生化反应时,可提供推动力,底物在SBR反应器中的浓度呈现出从高到低的变化。发生反应时,底物浓度始终保持在一个状态之下,因此,在整个反应过程中都可以提供足够的推动力。试验的相关的水量、水质变化,说明了这一点[6]。
2.2容积负荷与出水COD这2者间存在的关系当运行处于一个稳定状态的时候,SBR池进水时COD发生变化,变化范围处于3100~5600mg/L之内,容积负荷情况,以及出水COD变化情况,如图2所示。根据COD容积负荷以及出水COD变化图像进行分析,可知,刚刚开始运行时,进水COD会随着水量的增加而相应提高,COD容积负荷也随着慢慢上升,此时,水质会受到严重的影响,水质越来越差,是活性污泥处在适应阶段的原因。要提高水质,必须要适当降低COD进水量,COD容积负荷也会随之减弱,水质便得到改善。但是在运行后期,COD容积负荷又会再次增加,水质又会变差,需要继续对水质进行改善。COD在排水的阶段,其变化值一直处在500~700mg/L范围之内。SBR池COD容积负荷会在试验的末尾时期出现增加现象,并增加至2.79kg/(m3•d),这样可以完全达到SBR水质水量试验的标准要求。
2.3满负荷试验研究出水的水质量是否优良,对试验具有很大的影响,因此,要提高出水水质,这就需要将中COD容积负荷维持在2.0lm3•d之内,不可超出,若是超出,则会破坏水质。当试验在满负荷的基础上进行时,让COD容积负荷维持在1kg(m3•d),对SBR反应器中存在的各种气体进行测试,如TN、TP去除效率、COD及氨氮等,详细结果如图3所示。由图3可知,进入SBR反应器时,氨氮质量浓度为132.7mg/L、COD质量浓度为4773mg/L、TN质量浓度则为4150mg/L,进入曝气阶段,COD混合液的浓度开始发生变化,出现显著的降低趋势,此时,去除率为46.2%,氨氮浓度也降低,去除率为56.5%,而此时TP质量浓度为36.3mg/L,去除率为32.4%,在接下来的一段时间,指标都呈现出下降趋势,但是下降并不明显。当到达180min时,氨氮质量浓度为18.5mg/L,COD质量浓度为605.4mg/L,TN质量浓度为31.4mg/L,TP质量浓度为15.13mg/L,对应的绝对去除率为65.3%、57.2%、40.6%以及30.5%。由此看来,SBR工艺对废水的去除率比较理想,尽管对TP的去除率比较低,但是,依然对污水处理具有重大意义。
2.4溶解氯变化分析好氧微生物的代谢情况与溶解氧水平息息相关,因此,可通过溶解氧(DO)的形式,来提高SBR池内污染物的代谢能力,在满负荷的情况之下,进行SBR池DO试验,具体情况如图4所示。根据图4所反映的信息,可了解到,在满负荷的情况之下,在150min时,DO质量浓度就几乎达到饱和值。当溶解氧质量浓度超过0.3mg/L,好氧微生物便可进行代谢,在曝气池中生长繁殖。经过试验可知,在溶解氧质量浓度为2mg/L环境之下,活性污泥絮粒的直径达到500μm时,活性污泥絮粒中间部位的溶解氧浓度会有所降低,出现缺氧现象。一般情况下,采用活性污泥法,也就是说以2~4mg/L的浓度作为DO的质量浓度。在进行处理高浓度废水时,则需要将其浓度适当的调高。
2.5分析COD容积负荷与SV30的变化通常情况下,进行污泥沉降性的试验时多采用SV30,当SBR池的容积发生变化时,SV30会随之发生变化,变化规律如图5所示。根据图5的图像分析,了解到当COD负荷处于正常范围之内时,SV30低于40%,但是,COD容积负荷长时间保持在2.0kg/(m3•d)以上的状态,SV30会明显升高,此时,只需将SV60控制在60%这个浓度下,便可保证处理效率。
2.6SBR系统生物当停止运行时,在显微镜下可看到微型动物,主要有盖钟虫、钟虫等,都是一些固着型纤毛虫,仔细看,还可看到肾形虫和草履虫,这些虫属于游动型纤毛虫。
3结论
通过4个月的试验,SBR系统处理渗滤液的运行结果表明:在正常运行条件下,当SBR进水COD在1560~5600mg/L之间时,SBR系统的处理量可达4m3/d。排水水质可满足国标GB16889-1997生活垃圾填埋污染控制标准中的三级排放限值的要求,且具有很好的耐冲击负荷能力。在满负荷运行条件下,在90min曝气时间里,SBR池混合液中COD、氨氮、TN、TP去除率分别为57.4%、65.1%、40.7%、30.7%。在正常操作条件下,曝气2h后,反应池DO质量浓度可达4~5mg/L;SV30在30%~80%之间,SVI一般低于200mL/g,出水水质均较好。
作者:李可文葛鲁闽单位:广东省企业自主创新促进会