间歇式除磷好氧颗粒污泥反应器的快速启动_高景峰

间歇式除磷好氧颗粒污泥反应器的快速启动＊高景峰郭建秋毕环宇陈冉妮苏凯(北京工业大学环境与能源工程学院,北京100022)摘要以厌氧好氧方式运行SBR反应器处理实际生活污水,考察沉淀时间对培养具有除磷功能的好氧颗粒污泥(aerobicgranularsludge,AGS)的影响。在沉淀时间降低为6min时,出现了AGS;在沉淀时间降低为4min的第6天,AGS培养成熟,肉眼可见。从降低沉淀时间到AGS培养成熟共耗时28d。AGS培养及稳定运行阶段,出水磷含量平均在0.92mgL左右,最低为0mgL,最高为3.34mgL。具有除磷功能的AGS成熟时,其周围有大量的浮游累枝虫。AGS粒径范围为0.0～0.3mm、0.3～0.6mm及>0.6mm的质量分数分别为44.88%,51.61%及3.51%,AGS与絮状污泥共存。与具有短程硝化功能的AGS相比,周期性的厌氧好氧更有利于AGS的稳定维持,具有除磷功能的AGS远比具有短程硝化功能的AGS密实。试验结果表明在沉淀时间选择压的作用下,具有除磷功能的AGS形成的过程可分为3阶段:筛选-聚集-成熟。关键词除磷好氧颗粒污泥实际生活污水快速启动沉淀时间＊国家自然科学基金项目(50508001);北京市教育委员会科技发展计划面上项目(KM200510005020);北京市科技新星计划项目A类(2006A10)0引言虽然传统强化生物除磷工艺取得了较好的除磷效果,但该工艺存在一些缺点,如污泥膨胀、磷的二次释放和剩余污泥量大等。而具有除磷功能的好氧颗粒污泥(aerobicgranularsludge,AGS)不仅可以克服上述缺点,而且具有良好的沉淀性能、抗冲击负荷等明显优点。竺建荣[1]采用模拟生活污水历时7个月培养出具有除磷功能的AGS,除磷率在90%以上;卢然超[2]以厌氧颗粒污泥为种泥,处理模拟配水,认为适当的TNTP(2.36)以及接种污泥的挑选是培养具有除磷功能AGS的关键;LinYM[3]在不同PCODCr条件下历时2个月培养获得具有除磷功能的AGS,发现AGS粒径随着PCODCr的增加而降低;虽然荷兰DHV公司已经将AGS工程化[4],但是好氧颗粒污泥的快速培养和稳定维持还存在很多问题,而且目前大多数研究都是以模拟配水进行的,不利于好氧颗粒污泥技术扩大应用。本试验以实际生活污水为研究对象,以普通絮状污泥为种泥,利用SBR初步考察了沉淀时间对除磷AGS快速培养、稳定维持和形成机理的影响。1试验材料1.1污泥和污水试验所用污泥来源于北京市清河污水处理厂污泥回流井;试验用水为北京工业大学家属区排放的实际生活污水,该水质:CODCr200～350mgL、PO3-4-P3.34～17.32mgL(平均值7.4mgL)、NH+4-N50～85mgL、pH7.4～7.8。1.2试验装置试验所用SBR为圆柱形,直径D=9cm,有效高度H=90cm,总有效容积6L,反应器材料为有机玻璃。出水口位于反应器下部13处。试验采用鼓风曝气,用转子流量计调节并维持曝气量在0.1m3h,采用温控仪和加热器调控水温在(25±1)℃。反应器的运行方式为:进水(2min)—厌氧(180min)—曝气(120min)—沉淀(依试验条件而定)—排水(2min)—闲置。采用时间程序控制器自动控制各反应段的开关,1天4个周期。2试验结果和讨论2.1具有除磷功能的好氧颗粒污泥的培养过程图1表示反应器进水、厌氧段结束、好氧段出水3个不同反应阶段的正磷酸盐含量变化。其中第Ⅰ阶段(第1～34周期)为反应器启动调试阶段,第1～3天,每天2个周期,之后,每天4个周期;第Ⅱ阶段(第35～143周期)为AGS的培养阶段;第Ⅲ阶段(第144～280周期)为反应器稳定运行阶段。在第Ⅰ阶段,经反复调试,反应器内的MLSS为2503mgL,SVI30min降为72mLg。在第Ⅱ阶段,逐步降低沉淀时间15、10、8、6、4min。其中,当沉淀时间为6min时SBR系统中开始出现较小的AGS;当沉淀时间降低为4min后的第6天(第143周期),AGS培养成熟。试验中,从实施降低沉淀时间这一步骤到15环境工程2008年2月第26卷第1期DOI:10.13205/j.hjgc.2008.01.026培养出AGS共用28d。在培养AGS过程中,系统MLSS从2503mgL降至894mgL,并且成熟AGS的SVI4min=34mLg。图1反应器各周期进水、厌氧结束及出水正磷酸盐含量变化在第Ⅱ阶段,由于不断降低沉淀时间,沉降性能差的污泥被大量排出反应器;降低沉淀时间之初,出水SS为578mgL,而当AGS培养成熟时(第143周期),出水SS降至134mgL。本阶段没有控制生物固体平均停留时间,该阶段出水磷含量最小值0mgL,最大值3.34mgL,平均值0.84mgL