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为了解决传统活性污泥法除污效果不高、活性污泥沉降性能不佳、剩余污泥脱水性差及后续利用过程中重金属毒害性较强等问题,本研究在序批式活性污泥工艺(SBR)中引入腐殖土反应器(HBR),与普通SBR进行对比,运用静态和动态相结合的试验方法研究了腐殖土SBR工艺对城市生活污水处理效果的提高以及腐殖土对污泥沉降脱水性能、重金属形态分布的影响作用。
研究结果表明:1、对于COD、BOD、NH3—N,腐殖土SBR系统的去除效果比普通SBR系统略好,而对于TN、 TP,腐殖土SBR系统的去除效果显著高于普通SBR系统,分别高出约10%和20%。2、普通SBR系统对Cu和Ni的去除效果略优于腐殖土SBR系统,平均去除率分别为83.9%和60.5%,而腐殖土SBR的去除率分别为82.3%和57.9%。腐殖土SBR系统对Cr、Fe、Mn、Mo、Pb和Zn的去除效果略优于普通SBR系统,去除率分别为43.1%、71.5%、84.7%、100%、91.9%和74.1%,而普通SBR系统的去除率分别为39.5%、71.0%、74.5%、100%、85.5%和69.4%。3、腐殖土的添加可以提高SBR系统对有机物的降解速率、氨氮的硝化速率以及好氧吸磷速率,故在相同的运行条件下,可以缩短曝气时间,提高处理效率,对降低运行费用具有重要意义。4、投加腐殖土粉末能显著改善污泥沉降脱水性能,随着腐殖土投加量增加,污泥最初沉速、成层沉速、SVI、压缩比T等表征污泥沉降性能的指标改善幅度均增大,污泥比阻、CST、泥饼含固率等表征污泥脱水性能的指标改善幅度也均增大。5、腐殖土SBR系统活性污泥沉降脱水性能优于普通SBR系统,腐殖土SBR系统剩余污泥脱水性能也优于普通SBR系统,说明腐殖土反应器的加入有效改善了系统的沉降脱水性能。6、将腐殖土投加到污泥中接触反应,污泥中Zn、Pb、Ni和Cu四种重金属总量不变,但随着腐殖土投加量的增加,四种重金属不稳定态部分(可交换的离子态[F1]、碳酸盐结合态[F2]、铁锰氧化物结合态[F3])所占比重均有不同程度减少,稳定态部分(硫化物及有机结合态[F4]和残渣态[F5])相应有所增加;污泥与腐殖土接触反应21d后,其重金属形态分布基本稳定不变。7、普通SBR动态系统和腐殖土SBR动态系统Zn、Pb、Ni和Cu四种重金属总量差异不大,但腐殖土SBR系统每个处理阶段污泥中不稳定态重金属所占比重均比普通SBR相应污泥中不稳定态重金属所占比重低,相应地腐殖土SBR系统每个处理阶段污泥中稳定态重金属所占比重均比普通SBR相应污泥中稳定态重金属所占比重高,说明腐殖土反应器的加入能够提高系统污泥中重金属的稳定性,降低其毒害性。8、酸浸出实验结果表明,腐殖土能够减少污泥中重金属在酸性条件下的浸出数量,从而降低了污泥在后续利用中的危害性。
最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。