SBR中进水与曝气方式对活性污泥产率和性能影响的研究.doc

SBR中进水与曝气方式对活性污泥产率和性能影响的研究

活性污泥的沉降性能与剩余污泥量对活性污泥法污水处理工艺的运行和运行费用有重要影响.影响活性污泥的沉降性能（SVI）和剩余污泥量的因素有很多，一般认为SVI、剩余污泥量主要与污水类型、污泥负荷、反应器类型有关[1][2]。在为某厂解决SBR系统曝气反应初期溶氧低的问题时，笔者发现在SBR中,SVI、剩余污泥量还与反应器的进水时间和曝气方式有关，并做了相应的研究。
1实验装置与方法
1.1实验装置
两个直径为19cm高40cm的透明有机玻璃容器作为实验SBR反应器。有效水深30cm，因此有效容积为8.5L。实验的活性污泥来源于城市污水处理厂的剩余污泥,经半个月左右的驯化后用于正式实验.反应器内平均活性污泥浓度3000mg/L左右。两个反应器平行工作，用以比较。曝气系统由一组设在反应器底部的微孔曝气头、空气管道、可调式气体流量计、电磁阀和气源组成。电磁阀用以切换气源（见图1）。各反应器设置一小型搅拌器,以47转/分的慢速在反应器的进水阶段及反应阶段对混合液进行搅拌.

1.2实验方法
本实验是在运行周期均为6小时、反应时间为3小时，污泥负荷为Li=0.2(d-1)和供气总量相同的条件下，对四种运行方式进行比较：(I)短时进水（以下缩写为IF）；(II)30分钟缺氧进水（以下缩写为F30）；(III)30分钟曝气进水（以下缩写为A-F30）；(IV)30分钟缺氧进水及分级反应曝气（以下缩写为分级-A）。供气总量为234升。四种运行方式的内容与时间分配为，IF：2分钟缺氧进水，3小时曝气反应(曝气强度为1.3l/min)，沉淀3/4小时，撇水0.5小时；F30：缺氧进水30分钟，反应3小时(曝气强度同IF的)，沉淀1小时，撇水0.5小时；A-F30：曝气进水30分钟(进水、反应的曝气强度均匀一致,为1.1l/min)，其余各阶段同F30的；分级-A：曝气反应共3小时，反应阶段前0.5小时，曝气强度为2.5l/min，其后减小为0.90l/min；其余各阶段同F30的。
1.3废水
本实验用醋酸和氨盐、磷酸盐、微量元素配置成人造废水进行实验。废水BOD5=303mg/l.
2.实验结果与讨论
在本实验条件下,四种运行方式的实验数据经统计整理,按下列式子计算产泥率:
结果为,IF方式下活性污泥的产泥率为0.53，F30为0.48，A-F30为0.47，分级-A为0.33.分级-A方式下的产泥率明显低于运行方式IF和F30的。
2.1从一个周期基质量的变化分析运行方式对产泥率的影响
图2显示的是按四种运行方式运行的各反应器一个周期内水中残余COD的变化情况。实验发现,在IF的反应初期,COD有明显的、速率较快的下降;这是生物吸附引起的[3].类似的现象在F30的进水阶段也被测得,只是由于进水较缓、有利吸附的条件持续时间较长,下降速率较小.IF反应初期及F30进水后阶段,COD在下降之后的上升,可分别认为是曝气反应促使部分被吸附基质释放和基质被吸附饱和之后浓度在混合液中增加的结果。A-F30的进水阶段,由于曝气,类似的吸附现象不明显.比较可见,由于进水阶段的吸附和少量生化反应(缺氧或好氧),一个周期内,F30和A-F30的平均COD水平低于IF的;而这三个方式下混合液中平均COD水平均高于分级-A的,尤其是IF和F30反应的前半阶段COD水平约是分级-A同期COD的2倍;这主要是在分级-A方式下，生化降解反应比较强烈的缘故(原因分析后叙)。所以,由于COD平均水平较低,分级-A方式下微生物的内源分解大于合成,活性污泥的产率较低;而IF的情况则相反.
2.2从生物活动的角度理解运行方式对产泥率的影响
四种方式下生化反应强度的不同可由一个周期内SOUR随时间的变化得到验证。SOUR反映了生物活动强度[4]。从本实验测得的数据（图3）发现,SOUR与基质浓度、曝气强度有关.F30和分级-A的进水阶段，SOUR随基质量的增加而上升.实际上在缺氧的情况下,好氧生物的活动很低，而OUR是在混合液先充氧况下测得的[5],这一阶段的SOUR值反映的是一种潜在生物活动能量。在反应阶段的前50分钟,所有这四种运行方式的SOUR曲线均呈现一近似水平段.这是在基质浓度饱和情况下,SOUR的最大值(记作SOURmax).实验表明SOURmax亦与曝气强度有关。F30、IF方式曝气强度为1.3l/min,SOURmax为3.1´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS;.分级-A第一阶段曝气强度为2.6l/min,SOURmax高达近4.0´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS;A-F30曝气强度为1.1l/min,SOURmax约为2.8´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS。从图4中可见，在A