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張家界市一體化生活污水處理設(shè)備
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有機(jī)負(fù)荷對SBAR運(yùn)行的影響
好氧顆粒污泥培養(yǎng)成熟后,其對各種污染物均具有較高的去除效能。隨著有機(jī)負(fù)荷(OLR)的升高,好氧顆粒污泥對有機(jī)物的代謝能力和硝化能力基本保持穩(wěn)定,對TN和TP的去除能力則逐漸增強(qiáng)。這主要是因?yàn)橛袡C(jī)負(fù)荷的升高意味著污水中可利用的碳源增多,為好氧顆粒污泥內(nèi)部的反硝化細(xì)菌和聚磷菌提供了充足的營養(yǎng)物質(zhì),使得NO3--N和TP濃度逐步降低。不同有機(jī)負(fù)荷條件下系統(tǒng)的出水水質(zhì)穩(wěn)定,均接近或達(dá)到GB 18918—2002的一級A排放標(biāo)準(zhǔn),表明在水質(zhì)、水量波動的條件下,好氧顆粒污泥技術(shù)可以穩(wěn)定發(fā)揮去除污染物的作用。
溫度對好氧顆粒污泥特性的影響
在不同溫度條件下,好氧顆粒污泥均具有較高的物理強(qiáng)度,顆粒穩(wěn)定性較好(見圖4);PN/PS值隨溫度升高而增大,表明EPS內(nèi)蛋白質(zhì)類物質(zhì)含量逐漸升高,而蛋白質(zhì)類物質(zhì)的穩(wěn)定存在是好氧顆粒污泥形成的重要因素。
通過Correl公式計(jì)算分析,好氧顆粒污泥強(qiáng)度與PN/PS值的相關(guān)性高達(dá)0.881 0,證明EPS內(nèi)高含量的蛋白質(zhì)類物質(zhì)是維持好氧顆粒污泥結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要因素。
在階段Ⅲ初期,SBAR運(yùn)行溫度降低至8℃,微生物由于受到低溫的抑制作用,系統(tǒng)出水COD升高到78.3 mg/L,去除率降低至57.3%,由于好氧顆粒污泥始終處于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài),其內(nèi)部微生物較快適應(yīng)了低溫環(huán)境,對COD的去除能力得到恢復(fù)。隨著溫度升高,微生物生長和代謝能力增強(qiáng),其EPS中蛋白質(zhì)類物質(zhì)含量逐漸提高,穩(wěn)定的顆粒污泥結(jié)構(gòu)使微生物對有機(jī)物的去除能力增強(qiáng),在階段Ⅲ末期,SBAR出水COD濃度持續(xù)降低,去除率終穩(wěn)定在85%左右。溫度的波動對好氧顆粒污泥穩(wěn)定性及其除污能力的影響較小,證明好氧顆粒污泥技術(shù)適于處理分散型農(nóng)村生活污水。
①約30~35 d,SBAR內(nèi)絮狀活性污泥實(shí)現(xiàn)*顆?;?,絕大部分顆粒粒徑在1.5~2.5 mm之間,成熟的好氧顆粒污泥具有較好的沉降性能(SVI為41.9 mL/g)和較高的生物量(MLSS為5.7 g/L)。
②在絮狀污泥顆粒化過程中,污泥EPS內(nèi)蛋白質(zhì)類物質(zhì)含量提高了5.3倍,PN/PS值由0.54升高到2.64,表明EPS內(nèi)蛋白質(zhì)類物質(zhì)含量的增加是活性污泥顆?;闹匾蛩兀欣诒3诸w粒污泥的穩(wěn)定性,為好氧顆粒污泥內(nèi)部的微生物提供了適宜的生長環(huán)境。
③在好氧顆粒污泥形成后,SBAR運(yùn)行趨于穩(wěn)定,未發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象,出水COD、氨氮、總氮和磷酸鹽濃度分別達(dá)到30.1、3.8、12.3和0.5 mg/L,對氨氮、總氮和磷酸鹽的去除率分別為90.4%、77.2%和88.4%,出水水質(zhì)滿足一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。
④有機(jī)負(fù)荷與溫度的變化對好氧顆粒污泥穩(wěn)定性及其對農(nóng)村生活污水的處理效能影響較小,好氧顆粒污泥具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗沖擊負(fù)荷能力,適于處理農(nóng)村生活污水。
張家界市一體化生活污水處理設(shè)備石化行業(yè)的工業(yè)污水處理場在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的剩余污泥和浮渣,經(jīng)沉降濃縮、機(jī)械脫水后,污泥含水率達(dá)到85%左右。存在污泥轉(zhuǎn)移處置量大、處置費(fèi)用高等問題,采用空心槳葉式污泥干化處理技術(shù),將脫水后污泥含水率由85%左右降低到40%以下,可以有效降低污泥產(chǎn)生量。目前,顆粒污泥QS系統(tǒng)的研究相對較少,現(xiàn)階段研究主要通過信號分子的變化推斷顆粒污泥的形成。但是,對信號分子的激發(fā)和調(diào)控機(jī)制尚不明確。且QS控制特征以AHLs和AI-2這2種信號分子為主,而對其它信號分子的發(fā)現(xiàn)和研究仍存在不足。
上述假說雖然對好氧顆粒污泥技術(shù)的工程應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義,但是不能全面客觀的解釋好氧顆粒污泥形成的本質(zhì)原因。顆粒污泥形成過程復(fù)雜,是多種因素共同作用的結(jié)果,單一因素理論已經(jīng)不能解釋顆粒污泥形成的本質(zhì)。目前對于好氧顆粒污泥的形成,研究多注重于污泥的宏觀性能變化,而缺乏微觀指標(biāo)中微生物之間的交互作用研究。作為一種微生物間普遍存在的調(diào)控方式,信號分子假說中的QS系統(tǒng)能夠更好地揭示好氧顆粒污泥的形成機(jī)理。
QS系統(tǒng)以信號分子為媒介,參與微生物的生命、生理活動和種群的構(gòu)建,在好氧污泥顆?;^程中發(fā)揮主導(dǎo)作用。然而,現(xiàn)階段對細(xì)菌QS系統(tǒng)的研究大多還局限在體外,信號分子的激發(fā)機(jī)制與體內(nèi)調(diào)節(jié)以及相鄰細(xì)菌間的交流規(guī)律仍不明確,且研究涉及的菌種數(shù)量相當(dāng)有限。此外,活性污泥系統(tǒng)中信號分子標(biāo)準(zhǔn)檢測方法相對缺乏,限制了QS系統(tǒng)機(jī)制的研究。因此,下一步好氧顆粒污泥群體感應(yīng)研究應(yīng)包括以下幾個方面:
1)建立和完善顆粒污泥系統(tǒng)中QS系統(tǒng)信號分子的檢測方法,進(jìn)一步拓寬信號分子的研究種類;
2)研究好氧顆粒污泥信號分子的分布規(guī)律,加強(qiáng)好氧顆粒污泥種間和種內(nèi)信號分子的研究;
3)研究好氧顆粒污泥系統(tǒng)中信號分子的激發(fā)機(jī)制和微生物的信息交流,進(jìn)一步明確信號分子對微生物群體的調(diào)控行為和作用機(jī)制;
4)針對廢水類型的復(fù)雜性和多樣性,“信號分子假說”的普遍性和適應(yīng)性仍需要進(jìn)一步研究。
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