AO-MBR技术中剩余污泥减量机理研究

第39卷第2期2019年4月膜科学与技术MEMBRANESCIENCEANDTECHNOL()(；YV01．39No．2Apr．2019MBR技术中剩余污泥减量机理研究赵冰心1，黄李金鸿1，黄万抚孙，刘玉娇2，李睿涵1(1．江西理工大学建筑与测绘工程学院，赣州341000；2．江西理工大学资源与环境工程学院，赣州341000)摘要：由于剩余污泥量大，已成为制约污水生物处理技术发展的重要因素．膜生物反应器(MBR)作为新型高效污水处理技术，能够实现污水处理中的剩余污泥减量．采用对比法，对MBR技术中剩余污泥减量的机理进行了研究．研究表明，溶解氧(DO)质量浓度在1．o～3．omg／I。内，污染物处理效果均可达到90％以上，污泥浓度(MLVSS)可控制在10g／I。左右，脱氢酶活性平均值为136．82mg／g—VSS，膜区污泥中三磷酸腺苷(ATP)含量平均为o．00356肚g／mg—VSS．分析发现，在MBR中发生了能量解偶联作用，膜区附近、反应器中部、进水口附近的胞外聚合物(EPS)含量分别为15．15、12．79、15．38mg／g—VSS，EPS和胞外蛋白酶相互作用，EPS、微生物残骸等大分子物质被高活性的胞外蛋白酶降解，成为可以被微生物代谢的基质，促进了微生物隐性增长，从而有效降低了污泥产率，实现了剩余有机污泥减量．关键词：MBR；脱氢酶；蛋白酶；EPS；污泥减量中图分类号：X703．1文献标志码：A文章编号：1007—8924(2019)02—0073一08doi：10．16159／．．cnki．issnl007—8924．2019．02．011随着污水处理设施的大范围建设，污泥的处置成为了一道难题，减少剩余污泥量不仅能够降低污水处理成本，还能显著提高污水处理效率．理论上，延长污泥停留时间和提高内源呼吸率可有效减少剩余污泥量，传统活性污泥法仍然会产生并排出大量污泥[1_5]．膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术相结合的新型高效污水处理工艺，能够实现污泥停留时间和水力停留时间的分离，污泥停留时间得到延长，保证了污水的有效处理[6]，有研究关注了溶解氧(DO)对污泥产量的影响，但是溶解氧对MBR中污泥性质的影响研究较少[7_9]．如何有效实现MBR技术的污泥减量是个亟待解决的问题．本文采用对比法，研究了MBR技术中剩余污泥的减量机理，论证了有效解决剩余污泥减量问题的途径，可以实现MBR技术中的污泥减量．1实验部分1．1实验装置和方法实验采用两台相同规格的MBR实验装置(分别以A和B表示)，处理水量50m3／d，水力停留时间(HRT)4．5h，膜组件采用市售中空纤维微滤膜，膜孔径o．1～o．4肚m．设备结构见图1，污水处理工艺见图2．MBR实验装置进水均为经过传统污水物理处理工艺的出水．实验是在设备启动30d后，均达到基本稳定运行，连续进行实验，共150d，整个过程未进行排泥．进水为某生活废水，水质见表1．表1实验进水水质Table1Waterqualityofexperimental收稿日期：2018一08一02；修改稿收到日期：2019一ol—15基金项目：国家自然科学基金项目(41662004)第一作者简介：赵冰心(1991一)，女，河南灵宝人，硕士，研究方向为膜分离技术．*通讯作者，E'mail：sim2008@sina．com万方数据膜科学与技术第39卷图1实验装置结构示意图Fig．1Schematicdiagramofexperimentalsetup图2污水处理厂工艺流程图Fig．2Pmcessflowchartofsewagetreatmentplant1．2分析指标及检测方法水质常规指标测定方法：CODc，用快速密闭催化消解法(COD消解仪HACHDRB200、721可见分光光度计)；TP用钼酸铵分光光度法(72l可见分光光度计)；TN用碱性过硫酸钾消解法(紫外分光光度计)；NH。+-N用纳氏试剂分光光度法(721可见分光光度计)；pH用玻璃电极法(雷磁PHS一25计)；MLSS用重量法(ARll40分析天平)；MLVsS用重量法(ARll40分析天平)；溶解氧用电化学探头法(便携式溶解氧仪)．蛋白酶活性测定采用福林酚法．EPS分析方法采用甲醛+氢氧化钠法．2溶解氧对MBR污水处理效率的影响通过控制A、B反应器中的曝气量，使它们维持在不同溶解氧量环境下．连续监测两个月内A、B的膜区附近溶解氧量及变化趋势，考察污水处理效果及污泥产率，如图3所示．可见B内溶解氧量高于A，其中A、B膜区附近的溶解氧量分别在o．5～2．5、1．0～3．Omg／L范围内波动．2．1对CoD处理效率的影响由图4和5可见，虽然进水水质波动较大，但出水COD浓度基本在20mg／L以下，COD去除率在95％以上．高大文等[10]研究了