DQZHAN技術(shù)訊：鹽度對(duì)活性污泥沉降特征及污泥活性特征的分析
鹽度對(duì)生物處理系統(tǒng)中的污泥沉降性能，微生物的代謝酶活性以及微生物種群構(gòu)成產(chǎn)生影響，污水處理系統(tǒng)中的鹽度越高這種影響越明顯。在常規(guī)活性污泥處理系統(tǒng)中投加30g/L的氯化鈉后發(fā)現(xiàn)鹽度的突然增加會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中微生物種類和數(shù)量大幅減少，且出水懸浮物濃度一般高于100mg/L。行業(yè)專家對(duì)高鹽廢水的生物處理特性研究發(fā)現(xiàn)鹽度越高，嗜鹽菌的生長(zhǎng)速率越低且世代時(shí)間越長(zhǎng)，當(dāng)鹽度超過30g/L后，活性污泥的耗氧速率(SOUR)降低超過70%。本文以高鹽榨菜廢水與城鎮(zhèn)污水協(xié)同處理為研究對(duì)象，考察鹽廢水作用下城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的污泥沉降性能，活性污泥SOUR及活性污泥脫氫酶活性受鹽度的影響，為含鹽廢水的生物處理提供科學(xué)依據(jù)。
1.試驗(yàn)裝置與方法
1.1試驗(yàn)裝置
CASS反應(yīng)器有效容積為0.5m3，反應(yīng)器生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)有效容積比為1：5。生物選擇區(qū)采用水下攪拌器對(duì)進(jìn)水和主反應(yīng)區(qū)的回流硝化液進(jìn)行充分混合，主反應(yīng)區(qū)采用曝氣泵經(jīng)微孔隔膜曝氣盤供氧，硝化液由回流泵回流至生物選擇區(qū)，連接生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的隔板底部開導(dǎo)流孔。
1.2試驗(yàn)方案與測(cè)定方法
試驗(yàn)由七個(gè)CASS反應(yīng)器組成，試驗(yàn)用水包括城鎮(zhèn)污水與榨菜廢水，榨菜廢水是一種鹽濃度高達(dá)30g/L的高鹽有機(jī)廢水。通過向城鎮(zhèn)污水中投配適量的榨菜廢水，分別控制鹽度為1g/L、3g/L、5g/L、8g/L、10g/L、12g/L和15g/L七種鹽度水平進(jìn)行平行試驗(yàn)。待七個(gè)反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，測(cè)定各個(gè)反應(yīng)器中活性污泥的SVI，SOUR及脫氫酶活性。脫氫酶活性采用TTC-脫氫酶活性測(cè)定法，OUR采用呼吸測(cè)量?jī)x法。
2.結(jié)果與討論
2.1 鹽度對(duì)活性污泥沉降特性分析
研究了不同鹽度條件下活性污泥沉降指數(shù)SVI和出水SS變化。由試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著鹽度的升高活性污泥SVI逐漸降低，出水SS逐漸升高。當(dāng)鹽度分別為1g/L、3g/L、5g/L、8g/L、10g/L、12g/ L和15g/L時(shí)，活性污泥的SVI分別為108mL/g、105mL/g、96mL/g、87mL/g、78mL/g、61mL/g和52mL/g，出水SS分別為5mg/L、12mg/L、15mg/L、17mg/L、19mg/L、32mg/L和57mg/L。當(dāng)鹽度小于10g/L時(shí)，處理系統(tǒng)活性污泥具有較好的沉降性能且出水SS達(dá)標(biāo)，當(dāng)鹽度大于10mg/L時(shí)，雖然處理系統(tǒng)活性污泥沉降性能得到進(jìn)一步增強(qiáng)，但是出水SS濃度較高。
鹽度對(duì)活性污泥SVI和出水SS的影響可以從以下觀點(diǎn)得到解釋，當(dāng)鹽度增加時(shí)，鹽度對(duì)絲狀菌生長(zhǎng)的抑制作用增強(qiáng)，絲狀菌的數(shù)量逐漸減少從而導(dǎo)致污泥構(gòu)型發(fā)生改變，且使以絲狀菌為骨架的絮體結(jié)構(gòu)變得緊密，增強(qiáng)了活性污泥的沉降性能。鹽度越高，細(xì)胞越容易水解，其組分的釋放也將使出水懸浮固體濃度增高，同時(shí)，絲狀菌作為菌膠團(tuán)的“骨架”結(jié)構(gòu)在受到鹽度增加后“支撐”作用減弱，網(wǎng)捕效果降低且后生動(dòng)物的大量減少也是導(dǎo)致含鹽污水懸浮物多的另一原因。
2.2 鹽度對(duì)活性污泥SOUR特征分析
根據(jù)不同鹽度條件下污水處理系統(tǒng)中活性污泥的比耗氧速率SOUR的研究結(jié)果表明，隨著鹽度的增加，活性污泥的SOUR逐步增大，當(dāng)鹽度分別為1g/L、3g/L、5g/L、8g/L、10g/L、12g/L和15g/ L時(shí)，對(duì)應(yīng)活性污泥的比耗氧速率分別為21.23、22.46、24.52、25.17、27.42、29.13和31.65mgO2/(gMLSS?h)。鹽度升高活性污泥的SOUR增大，分析認(rèn)為，鹽度升高活性污泥中微生物的呼吸速率加快，鹽度對(duì)微生物活性產(chǎn)生抑制的同時(shí)也加強(qiáng)了微生物的呼吸作用，從而導(dǎo)致鹽度越高SOUR越大。
2.3 鹽度對(duì)活性污泥脫氫酶活性特征分析
鹽度對(duì)活性污泥脫氫酶活性的影響可知，隨著鹽度的升高，系統(tǒng)中活性污泥的脫氫酶活性逐漸降低。試驗(yàn)結(jié)果表明鹽度分別為1g/L、3g/L、5g/L、8g/L、10g/L、12g/L和15g/L時(shí)，活性污泥的脫氫酶活性分別為4.83、4.65、4.54、4.27、4.13、3.24和2.57μgTF/ mgMLSS?h。通過分析可以得出以下結(jié)論，當(dāng)系統(tǒng)中的鹽度小于10g/L時(shí)，鹽度對(duì)活性污泥的脫氫酶活性影響較小;當(dāng)系統(tǒng)中的鹽度大于10g/L時(shí)，鹽度對(duì)活性污泥的脫氫酶活性影響較大，同時(shí)由鹽廢水作用條件下城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)運(yùn)行特征可知當(dāng)鹽度高于10g/L時(shí)，活性污泥處理系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物、氮和磷指標(biāo)處理效率低出水濃度高。因此，結(jié)合活性污泥的脫氫酶活性和系統(tǒng)的處理效果，可以得出在含鹽廢水處理系統(tǒng)中，活性污泥能夠接受并取得較好的處理效率的鹽度范圍應(yīng)小于10g/L。
3. 結(jié)論
①在含鹽廢水作用下，鹽度越高越有利于城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中活性污泥的沉降，但對(duì)出水SS不利，當(dāng)鹽度由1g/L升高至10g/ L時(shí)，活性污泥沉降指數(shù)SVI由108mL/g降至78mL/g，出水SS由5mg/L升高至19mg/L。
②在含鹽廢水作用下，鹽度越高城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中活性污泥的SOUR值越高，但脫氫酶活性越低。當(dāng)鹽度由1g/L升高至10g/L時(shí)，SOUR值由21.23升高至27.42mgO2/(gMLSS?h)，脫氫酶活性由4.83降低至4.13μgTF/mgMLSS?h;當(dāng)鹽度大于10g/L時(shí)，脫氫酶活性顯著降低且對(duì)處理系統(tǒng)不利。
③結(jié)合鹽廢水作用下城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的活性污泥沉降特征及污泥活性特征的研究表明鹽度小于10g/L為城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)耐鹽運(yùn)行適宜的鹽度范圍。
