高盐好氧颗粒污泥稳定性调控及处理榨菜废水效能研究

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高盐榨菜废水污染物浓度高、处理难度较大,已成为制约库区特色支柱产业规模发展的瓶颈问题。好氧颗粒污泥因其具备沉降性能良好、抗污染冲击负荷能力强等特点,特别适用于处理高含盐高浓度工业废水。但是高盐好氧颗粒污泥运行过程中的稳定性是阻碍好氧颗粒污泥处理高盐工业废水工程化应用的技术瓶颈。论文首先对低温休眠状态下的高盐好氧颗粒污泥进行活性恢复,然后在序批式反应器(SBR)中分别考察不同有机负荷、溶解氧、温度等运行条件下,好氧颗粒污泥的除污特性和污泥特性等稳定性定性指标,提出好氧颗粒污泥的稳定性运行调控策略;在此基础上,系统研究有机负荷、溶解氧、曝气时间和进水方式等因素对好氧颗粒污泥序批式反应器(AGSSBR)处理高盐榨菜废水除污效能的影响,得出反应器的最佳运行参数。主要研究结论如下:①通过缓慢增加营养基质浓度,并逐步提高解氧与温度水平等手段,32d后成功实现了低温休眠状态下好氧颗粒污泥的活性恢复。SVI值达到35.46mg/L,最小沉降速率为2.48m/h,脱氢酶活性为4.89ugTF/(gSS·h)氨氮去除率基本稳定在84%左右,污泥活性达到了休眠以前水平。在活性恢复阶段,若有机负荷、pH值等因素增加梯度控制不当,则易造成丝状菌过量增殖,成为优势菌,使颗粒发生破裂。此时,可通过增加进水碱度、提高曝气强度并减少沉淀时间等措施,有效控制丝状菌的优势增殖。②有机负荷对好氧颗粒污泥稳定性影响显著。当有机负荷为5.4kgCOD/(m3·d)时,可使进水COD、NH3-N、TN和PO43--P浓度分别为4843mg/L、225mg/L、225mg/L和28mg/L的高盐模拟废水,出水COD、NH3-N、TN和PO43--P浓度分别降至316mg/L、17.4mg/L、107.7mg/L和1.91mg/L.去除率分别为93.48%、92.27%、52.13%和93.18%。同时好氧颗粒污泥的脱氢酶活性为4.12ugTF/(gSS·h),SVI值为57.89ml/g,最小沉降速率为2.05m/h,平均粒径为1.28mm,且主要分布在1~1.5mm之间,这与该负荷条件下颗粒的胞外聚合物(EPS)含量最高,且以胞外蛋白(PN)为主有关。其中,PN为11.16mg/gSS,胞外多糖(PS)为7.31mg/gSS。③溶解氧对好氧颗粒污泥稳定性影响显著。当溶解氧为6mg/L时,可使出水COD、NH3-N、TN和PO43--P浓度分别降至358mg/L、13.1mg/L、73.3mg/L和2.04mg/L.去除率分别为92.61%、94.18%、67.42%和92.71%。同时好氧颗粒污泥的脱氢酶活性为3.78ugTF/(gSS·h),SVI值为48.39ml/g,最小沉降速率为4.10m/h,平均粒径为1.37mm,且主要分布在1~1.8mm之间,这与该溶解氧水平下颗粒的胞外聚合物(EPS)主要以PS为主有关。其中,PN为3.28mg/gSS,PS为4.01mg/gSS。④温度对好氧颗粒污泥稳定性影响显著。当温度为25℃时,可使出水COD、NH3-N、TN和PO43--P浓度分别降至231mg/L、10.5mg/L、60.8mg/L和1.04mg/L.去除率分别为95.23%、95.33%、72.98%和96.28%。同时好氧颗粒污泥的脱氢酶活性为4.09ugTF/(gSS·h),SVI值为47.56ml/g,最小沉降速率为6.90m/h,平均粒径为1.32mm,且主要分布在1~1.5mm之间,这与该负荷条件下颗粒的EPS含量最高,且以PS为主有关。其中,PN为3.913mg/gSS,PS为4.91mg/gSS。⑤有机负荷、溶解氧、曝气时间和进水方式对AGSSBR反应器处理高盐榨菜废水效能影响显著。AGSSBR反应器的最佳运行工况为:有机负荷为5.41kgCOD/(m3·d)、溶解氧为7mg/L、曝气14h、进水5min。在此工况条件下,可使进水COD、NH3-N、TN和PO43--P浓度分别为4511mg/L、95mg/L、160mg/L和35mg/L的高盐榨菜废水,出水COD、NH3-N、TN和PO43--P浓度分别降至124mg/L、16.8mg/L、93.8mg/L和7.4mg/L.去除率分别为97.25%、82.32%、41.38%和78.86%。对于高盐好氧颗粒污泥稳定性及除污特性的研究,将为高盐榨菜废水的处理开辟出新的技术途径,为颗粒污泥高效稳定处理高盐榨菜废水提供理论基础和技术支撑,研究成果具有重要的理论意义和实用价值。
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