论文部分内容阅读
本文分别采用连续流CSTR反应器和间歇式SBR反应器,利用沉淀时间的缩短形成的选择压原理,对好氧颗粒污泥的培养进行试验研究。连续流CSTR反应器中,对不同进水方式、不同进水基质下好氧颗粒污泥的培养进行了考察,并对其处理效能以及颗粒化反应器处理生活污水的效能进行了研究;间歇式SBR反应器中,采用生活污水为进水,对好氧颗粒污泥的培养及其处理效能进行了研究。研究结果表明,连续流CSTR反应器中采用不同进水方式、不同进水基质均可培养出好氧颗粒污泥。在常温条件下,采用变流量进水方式、进水碳源采用乙酸钠,当进水容积负荷2.0kgCODcr·m-3·d-1,沉淀时间1h时,可培养出球形和椭球形、外观金黄色、粒径3.0~5.0mm间,沉降速度为30~58m/h的好氧颗粒污泥;在25℃下,采用恒定流进水方式、进水碳源采用生活污水,当进水容积负荷3.0kgCODcr·m-3·d-1,沉淀时间1h时,可培养出外观为灰黄色,呈绒毛状,以球状颗粒居多,粒径在0.5～3.0mm间的好氧颗粒污泥,并实现污泥颗粒化;在25℃下,分别采用恒定流进水方式和变流量进水方式,当进水碳源采用乙酸钠,进水容积负荷1.0kgCODcr·m-3·d-1,沉淀时间2h时和进水碳源采用生活污水,进水容积负荷3.0kgCODcr·m-3·d-1,沉淀时间1.5h时,均可培养出好氧颗粒污泥。不同进水方式、不同进水基质下好氧颗粒污泥的培养研究表明,当进水碳源采用乙酸钠时,两反应器中所形成颗粒污泥形态差不多,颗粒污泥粒径大小以1.0～3.0mm间为主,颗粒表面较光滑。采用变流量进水方式的反应器中颗粒污泥出现比采用恒定流进水方式的反应器略早。当进水碳源采用生活污水时,培养出的颗粒污泥外表毛糙,呈绒毛状,颗粒污泥形态以球状居多,颗粒污泥粒径在1.0～3.0m之间。采用恒定流进水方式反应器中颗粒污泥更毛糙,表面绒毛状物质多。对连续流反应器运行效能的研究表明,在常温条件下,采用变流量进水方式、进水碳源采用乙酸钠的反应器对CODcr、PO43-、NH4+-N的去除率分别可达85%、80%、90%;在25℃下,采用恒定流进水方式的反应器(控制沉淀时间1h不变),当进水碳源采用乙酸钠时,CODcr、TP、NH4+-N、TN的去除率分别可达90%、80%、90%、70%;当进水碳源采用生活污水时,CODcr、TP、NH4+-N、TN的去除率分别可达87%、60%、55%、60%;在25℃下,采用恒定流进水方式的颗粒化反应器处理生活污水的研究表明,反应器对NH4+-N、TN的去除率较低,对CODcr、TP的去除率分别为87%和65%;在25℃下,采用恒定流进水方式的反应器(缩短沉淀时间),当进水碳源采用乙酸钠时,CODcr、TP、NH4+-N、TN的去除率分别可达90%、80%、97%、70%;当进水碳源采用生活污水时,CODcr、TP、NH4+-N、TN的去除率分别可达90%、55%、80%、80%;在25℃下,采用变流量进水方式的反应器,当进水碳源采用乙酸钠时,CODcr、TP、NH4+-N、TN的去除率分别可达90%、80%、95%、75%;当进水碳源采用生活污水时,CODcr、TP、NH4+-N、TN的去除率分别可达90%、55%、90%、75%。研究发现,存在颗粒污泥的反应器易启动;在连续流CSTR反应器中培养形成的好氧颗粒污泥不稳定,间歇出现;生活污水培养的好氧颗粒污泥稳定时间更久;对反应器温度不进行控制,反应器中出现中间有核心、外部绒毛状、结构松散的颗粒。通过肉眼直观、光学生物显微镜及扫描电镜观察表明,污泥颗粒化过程由EPS作用下的自絮凝、大量丝状菌的缠裹及细颗粒间的粘附结合等作用产生,经过絮凝核的形成、絮凝核的粘附、颗粒的形成和颗粒的成熟等几个阶段,并逐步从大块絮体结构中脱离而实现。研究亦表明,颗粒污泥有明显的分层现象,形成不同微生物各司其职的由不同微生物组成的食物网,颗粒污泥表面除有大量的丝状菌外,同时有较多的纤毛类原生动物,而在颗粒污泥的内部,则有大量的长、短杆菌。对CSTR反应器运行效能的研究表明,好氧颗粒污泥的存在对强化其脱氮除磷和反应器的运行稳定性有重要的促进作用,颗粒污泥反应器对污染物具有稳定且高的去除率,反应器存在同步硝化反硝化现象;颗粒污泥的出现可以增强反应器对污染物的处理能力;以提高进水中有机物浓度提高运行负荷的方式不仅能促进污泥颗粒化,亦利于反应器稳定高效运行。研究亦表明,随着沉淀时间的缩短,反应器对CODcr的去除率均下降;将沉淀时间控制在2h,反应器可取得对污染物好的去除;采用变流量进水的反应器对CODcr的去除效率、去除负荷优于采用恒定流进水方式的反应器,而对NH4+-N、TN的去除效能略逊于采用恒定流进水方式的反应器。反应器对污染物的去除负荷随着Cv的升高而升高;在进水容积负荷1.5kgCODcr·m-3·d-1的工况下,两反应器对CODcr、TP、NH4+-N的去除率均达到最高;采用变流量进水的反应器的去除效能优于采用恒定流进水的反应器。在常温条件下,采用生活污水为进水,在SBR反应器中培养出灰白色、有核心、结构松散、粒径2～10mm间的颗粒污泥,并可实现颗粒化。镜检表明,所形成颗粒污泥外部存在大量累枝钟虫和丝状菌。好氧时间的长短决定反应器运行效能的优劣。