臭氧+SBR工藝污泥減量與脫氮除磷效能研究.pdf

1、隨著污水生物處理技術(shù)的普及，污水污泥問題日益凸現(xiàn)，大量剩余污泥的產(chǎn)生及昂貴的處理費用困擾著全世界以生物法為主的污水處理廠。臭氧化污泥減量技術(shù)正是在這一背景下提出的，但處理成本高、出水水質(zhì)不佳、特別是氮磷去除效果不好等問題一直限制著該工藝的發(fā)展。針對此問題，本研究采用自行研制的污泥臭氧化裝置，對污泥臭氧化破解歷程、影響因素、氧化途徑進行了一系列深入研究，并在優(yōu)化污泥臭氧化處理條件，強化污泥減量工藝脫氮除磷效能的基礎(chǔ)上，提出了一套新的具有穩(wěn)

2、定脫氮除磷效能的污泥減量工藝。
　　本研究首先對臭氧處理前后污泥濃度、污泥形態(tài)、污泥粒徑、微生物細胞內(nèi)外高分子聚合物和陽離子釋放過程進行考察。結(jié)果表明，對臭氧敏感的絲狀菌首先開始死亡，菌絲斷裂，污泥絮體結(jié)構(gòu)松散，胞外高分子聚合物（EPS）及陽離子脫離污泥進入液相，污泥粒徑變小，污泥微生物細胞部分死亡，細胞壁破裂，細胞質(zhì)泄漏，污泥固體物質(zhì)減少。當臭氧投量為205mgO3/gTS時，投加叔丁醇抑制羥基自由基反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)臭氧對污泥的氧

3、化包含直接氧化和間接氧化，其中直接氧化僅占總反應(yīng)的38％，間接氧化占總反應(yīng)的62%。
　　在明確污泥臭氧化破解歷程和氧化途徑基礎(chǔ)上，進一步考察了臭氧投量、pH值、過氧化氫、初始污泥濃度、VS含量及布氣裝置等因素對污泥臭氧氧化分解效果的影響，并優(yōu)化了污泥處理條件。結(jié)果表明，最佳臭氧投量為208mgO3/gTS，最佳pH值為6～8，最佳污泥濃度為9000mg/L～19000mg/L。提高VS/TS比例、加入適量的H2O2、采用平均孔徑

4、小的曝氣裝置均能提高污泥的臭氧化分解效率。
　　經(jīng)臭氧處理后，污泥性質(zhì)發(fā)生顯著變化。污泥上清液的SCOD、TN、TP隨臭氧投量的增加而增加，其中有機氮和有機磷是上清液TN和TP的主要成分，而上清液的TOC和多糖則在臭氧投量為208mgO3/gTS時達到峰值，分別為680.7mg/L和295.9mg/L，污泥的可生化性能提高。以污泥臭氧化上清液為碳源，C/N大于6.74時，體系內(nèi)的NO3--N可以完全脫除；相同C/N比條件下，污泥臭

5、氧化上清液的脫氮速率與甲醇相當；污泥臭氧化上清液中有40%的COD可以被聚磷菌吸收實現(xiàn)厭氧釋磷，最大釋磷速率為1.57mgP/(gMLSS·h)，是乙酸鈉的0.38倍；污泥臭氧化上清液對有機物降解、硝化、好氧吸磷過程均不產(chǎn)生不利影響。
　　為降低成本，減少能耗，將含有大量易降解有機物的污泥臭氧化上清液返流到污水生物處理系統(tǒng)缺氧階段，替代甲醇，作為反硝化碳源。結(jié)果表明，當臭氧臭氧投量為208mgO3/gTS，污泥臭氧化比例分別為3.

6、5%、7%和14%時，各系統(tǒng)COD、NH4+-N去除效果穩(wěn)定，但TN和TP去除效果較差。為此，對該工藝進行改進，引入側(cè)流除磷工藝，構(gòu)成新型的臭氧+SBR污泥減量系統(tǒng)。經(jīng)過近兩個月穩(wěn)定運行，該系統(tǒng)COD、NH4+-N、TN、TP平均去除率分別達到94.24%、96.84%、86.04%和97.32%，是對照系統(tǒng)的0.988、0.995、0.973、1.27倍，出水達到國家一級標準。系統(tǒng)的污泥濃度在4587～4830mg/L之間波動，污泥表

7、觀產(chǎn)率為0.034mgTS/gCOD，污泥減量近87%。運行末期，污泥沉降性和脫水性得到改善并優(yōu)于對照系統(tǒng)，兩系統(tǒng)污泥活性均有所下降。試驗系統(tǒng)厭氧釋磷、有機物降解、硝化+吸磷和反硝化等階段污泥TTC-SDHA活性分別為36.9mgTF/(gMLSS·h)、49.9mgTF/(gMLSS·h)、31.6mgTF/(gMLSS·h)和29.3mgTF/(gMLSS·h)，是對照系統(tǒng)的1.12倍、0.95倍、1.06倍和1.02倍，說明新工藝