微氧狀態(tài)下EGSB反應器除污染性能研究.pdf

1、膨脹顆粒污泥床(Expanded Granular Sludge Bed)，簡稱EGSB反應器，與普通厭氧反應器相比，具有傳質(zhì)效果好、處理效率高、耐沖擊性強等優(yōu)點。EGSB反應器對進水水質(zhì)和運行環(huán)境的適應性較好，它不僅適于處理高濃度有機廢水，對于低濃度廢水、低溫(15～20℃)和低溶解氧狀態(tài)也表現(xiàn)出較好的適應性。微氧(microaerobic)指介于厭氧和好氧之間的兼性狀態(tài)，微氧生物處理在較低的供氧條件下就能實現(xiàn)有機物和營養(yǎng)鹽的同步去除

2、，具有能源利用率高、剩余污泥少等優(yōu)點。本文主要研究了EGSB反應器在微氧狀態(tài)下的運行情況，其中包括顆粒污泥的培養(yǎng)、COD和氮磷去除效能、以及相關(guān)的影響因素。
　　首先采用EGSB反應器厭氧培養(yǎng)顆粒污泥。用模擬污水(COD為400～1650mg/L)并在接種消化活性污泥中混以少量破碎顆粒污泥，在25℃條件下，以適宜的上升流速和逐步增加的容積負荷，快速完成污泥顆?；ｎw粒污泥形成以后，轉(zhuǎn)為實際生活污水繼續(xù)培養(yǎng)。在13~26℃、進水CO

3、D為144~618mg/L、水力停留時間(HRT)為0.6~1.6h、容積負荷為2.5～19.6kg/(m3·d)的情況下運行3個多月，穩(wěn)定運行期間COD平均去除率可達80％左右，出水COD低于100mg/L。培養(yǎng)成熟的厭氧顆粒污泥粒徑大都在0.43~2mm；沉速為14~95m/h；比產(chǎn)甲烷活性為0.34~0.45LCH4/(gVSS·d)；顆粒污泥結(jié)構(gòu)致密，內(nèi)部桿菌和球菌聚集生長。在顆粒污泥培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，溫度、剪切強度、HRT和容積

4、負荷都對運行效果和顆粒污泥性能產(chǎn)生影響。溫度低于15℃或者平均剪切強度超過32.1×10-3Pa都會加速顆粒污泥解體，降低處理效果；但當溫度高于15℃時，縮短HRT和提高容積負荷反而能使顆粒污泥活性增強，處理效率有所提高。
　　隨后進行了微氧狀態(tài)下的運行研究。試驗用水仍為生活污水，運行溫度為18~27℃。采用逐步增加溶解氧的方式對厭氧顆粒污泥進行微氧馴化。馴化成功后，污泥性能穩(wěn)定，凈化效果顯著提高。在DO為0.3~0.5mg/L、

5、HRT為8h、回流比為8：1~10：1、容積負荷為0.4~1.9kg/(m3·d)的情況下，COD、氨氮、總氮、總磷和SS的平均去除率分別為94%、83%、81%、36%和89%。
　　研究發(fā)現(xiàn)，溶解氧、HRT、回流比、污泥濃度和污泥負荷都對微氧狀態(tài)下的除污染效果產(chǎn)生影響。經(jīng)試驗確定的最佳運行參數(shù)為：DO為0.3~0.4mg/L、HRT為8h、回流比為8：1、MLSS為11~16g/L、污泥負荷低于0.15kgCOD/(kgMLS

6、S·d)。此時，COD、氨氮和總氮的平均去除率分別為93%、84%和82%。
　　微氧條件下反應器能實現(xiàn)高效穩(wěn)定的同時硝化反硝化脫氮，微氧環(huán)境和高污泥濃度都對污染物去除起到強化作用。與活性污泥法脫氮相比，工藝水力停留時間較短、容積負荷較高、凈化效果好；可減少34%的耗氧量和四分之三的剩余污泥。
　　在微氧條件下，溶解氧和污泥負荷對顆粒污泥性能影響較大。當DO低于0.4mg/L、平均污泥負荷低于0.12kgCOD/(kgMLS

7、S·d)時，顆粒污泥結(jié)構(gòu)致密，沉降迅速，產(chǎn)甲烷和脫氮活性良好。污泥中微生物種類豐富，絲狀菌生長較少。提高溶解氧或增加污泥負荷都會造成污泥沉降性能下降、污泥解體和產(chǎn)甲烷活性降低。當平均污泥負荷增加到0.18kgCOD/(kgMLSS·d)時，顆粒污泥絲狀化程度和解體數(shù)量明顯增加。
　　微氧狀態(tài)下顆粒污泥內(nèi)部以及污泥床不同高度分布著不同的優(yōu)勢種群，多種降解途徑使除污染效果得到改善。動力學分析表明，同時硝化反硝化脫氮的最佳溶解氧為0.4