好氧颗粒污泥的培养和其在抗生素废水处理中的应用研究.pdfVIP

at．z-章环境污染防治技术研究与开发 ·243· 好氧颗粒污泥的培养 及其在抗生素废水处理中的应用研究 杨 娜冉阿倩 曹 猛赵应宏 樊占国 东北大学材料与冶金学院 沈阳 110004 摘要好氧颗粒污泥因其自身表现出的良好性能日益引起社会的关注，但因为技术不成熟至今还没 有大批量的正式投入实际应用。其具有良好的沉降性能，高的容积负荷以及较强的耐毒性和去除率高 的优点。本实验从影响颗粒污泥形成的几大要素出发，研究好氧颗粒污泥的快速培养与启动，找出粒 径和MISS随时间增长的变化规律，进～步揭示好氧颗粒污泥的形成机理，并用于处理抗生素废水， 研究其对COD的去处效率。 关键词好氧颗粒污泥颗粒化快速培养抗生素废水 去除率 一、引 言 好氧颗粒污泥是在好氧废水处理系统中培养出来的颗粒状微生物自凝聚体，颜色一般为橙黄 色，具有相对规则的圆形或椭圆形外观，成熟的好氧颗粒污泥表面光滑、边界清晰。颗粒粒径从 零点几毫米到几毫米不等。有研究认为¨1好氧颗粒污泥的最佳粒径为不大于1．6mm。颗粒污泥 表面有一些孔隙，这些孔隙被认为是底物与营养物质传递的通道[2]。好氧颗粒污泥呈层状结构， 一般2—3层，外层比内层密实，厚度小。其具有良好的沉降性，含水率在97％一98％之间。 好氧颗粒污泥有着良好的沉降性能，不仅可以减小沉淀池的体积，还可以有效提高反应器的 污泥浓度和容积负荷。颗粒污泥结构密实，可削弱有毒物质对微生物的影响，增强对一些较为敏 感的细菌(如硝化菌)的保护和增强微生物对有毒废水的耐受性，从而有利于提高系统的处理 能力和稳定性以及提供一种新的对高浓度难降解有毒废水的处理方法。好氧颗粒污泥兼有厌氧颗 粒污泥的优点，但污泥启动期短，还可在常温下培养运行J。好氧颗粒污泥不仅能处理低浓度 废水，如城市污水等，而且在处理高浓度有机废水时，也可达到很高的去除率，且不需后续处理 出水就较为清澈。好氧颗粒污泥具有较强的脱氮除磷能力。 本实验根据好氧颗粒污泥有较高的生物量和可以抵抗不良水利影响和有毒物质的特点，用来 处理浓度高，难降解，对微生物有毒害作用的抗生素废水。主要目的是探寻一种快速培养好氧颗 粒污泥的方法及对其处理效果进行分析，验证其应用价值。 目前国内外培养颗粒污泥成功的例子屡见不鲜，但都没有正式投入生产运用，有较好的发展 前景。归结影响其形成的原因大致如下：①反应器构型，已有的好氧污泥颗粒化研究表明，高径 比(H／D)较大的序批式反应器有利于结构致密的颗粒污泥的形成[4】。②水力剪切力，流体剪 切力对好氧颗粒污泥的形成、结构等有很大的影响，决定着形成的好氧颗粒污泥的性质。Beun 怕1等发现当表面空气流速较低时，在SBR中不能形成稳定的好氧颗粒污泥。当在较高的表面空 气流速的作用下时，污泥颗粒化现象开始发生，并且由于高的剪切力形成了光滑、密实、稳定的 颗粒污泥。③溶解氧(DO)，溶解氧通过改变微生物生态系统和代谢途径而影响颗粒污泥的形 D 成和性能。PengC¨1等在研究中发现：当DO控制在0．7—1．0mg／L之间时，原有的微小颗粒 逐渐解体，然而经过在低溶解氧条件下驯化一个月，颗粒化又逐渐恢复。④有机负荷，研究结果 显示，在有机负荷2．5—15 kg(COD)／(m3·d)条件下均能发生好氧污泥颗粒化，形成的好 氧颗粒粒径在1．6—1．9mm之间，颗粒密度、强度、SVI以及颗粒的三维结构等均与有机负荷率 相关¨J。研究发现，当有机负荷为1kg(COD)／(n13-d)和2 d出 应器均未发生污泥颗粒化，而当有机负荷高至8kg(COD)／(1113·d)时，反应器运行18 ·244· 中国环境科学学会学术年会论文集(2009) 现颗粒污泥旧一】。⑤沉降时间对微生物具有选择压的作用。⑥底物组成，葡萄糖为基质培养的颗 粒污泥表面丝状菌较多，而醋酸钠为基质培养的颗粒污泥表面则杆菌较多，结构也更密实。基质 结构越复杂，利用这类基质所培养的颗粒污泥包含的菌群种类更多，结构也更复杂。⑦投加多价 促进污泥颗粒化。当Ca2+的添加量为