曝气生物滤池反冲洗污泥特性研究

第29卷第9期2006年9月环境科学与技术曝气生物滤池反冲洗污泥特性研究肖文胜(黄石理工学院环境科学与工程学院,黄石435003)摘要:研究了曝气生物滤池(BAF)反冲洗污泥的生物相组成、生物活性、沉降特性及絮凝性能。结果表明,BAF反冲洗污泥具有较强的生物活性和絮凝性能,将其作为生物絮凝剂预处理生活污水时,最佳投加量为0.05～0.1体积比(反冲水占混合液体积比),对污水中COD和SS的去除率分别为21.2%～26.8%和34.2%～37.5%,能够达到预处理目的。关键词:曝气生物滤池;反冲洗污泥;生物絮凝;预处理中图分类号:X131文献标识码:A文章编号:1003-6504(2006)09-0024-02曝气生物滤池(BAF)反冲洗污泥是由滤料上脱落的生物膜和滤料间的生物絮体组成。研究表明,滤料间的生物絮体中存在大量的丝状菌、菌胶团,和滤料上生物膜具有相同的生物活性[1]。在实际的反冲洗过程中,少量活性较高的生物膜也会被剥离下来并和滤料间的生物絮体一同进入反冲洗液,它们作为反冲洗污泥的主要组成部分,使得反冲洗污泥具有较高的生物活性。研究BAF反冲洗排水中污泥的特性包括生物相组成、生物活性、沉降特性及絮凝性能,对于反冲洗污泥的处置及应用具有重要意义。1污泥来源污泥取自于上向流运行的BAF反冲洗气水联合反冲阶段的反冲液。有关BAF的主要参数如下:进水为生活污水,试验期间污水平均水温15～18℃,滤速6m/h,滤池高5.7m,滤料为改性陶粒,装填高度4.5m,反冲周期36h,试验中采用的反冲洗方式为:先单独气冲2～3min,再气水联合反冲洗3～5min,最后水洗8～10min。水冲强度为10L/(m2·s),气冲强度为25L/(m2·s)。污水水质如下:COD215～420mg/L,氨氮32～40mg/L,亚硝酸盐氮0～0.01mg/L,硝酸盐氮1.5～4.6mg/L,总磷3.9～7.7mg/L,pH5.9～7.8。2试验方法2.1污泥生物相观察将50mL反冲洗排水放入无菌处理的三角烧瓶中,加盖无菌胶塞扎紧后放入振荡器上振荡60min,振荡幅度20mm,振荡频率240次/min。经过这样处理后的生物膜悬浮液可以作微生物显微镜镜检[2]。2.2污泥生物活性采用氧呼吸率OUR表征。将一定量反冲洗水样置于250mL三角烧瓶中,烧瓶中放置磁力搅拌棒,反冲洗水的加入量应保证加入磁力搅拌棒及溶解氧仪探头后水不溢出。搅拌并迅速插入溶解氧仪(溶解氧仪探头尾部与瓶口接触处用生胶带密封好,防止空气进入),记录第一个数据。此时可见溶解氧读数迅速下降,以后每隔30s左右记录一次读数。此时测定出的数据为反冲洗污泥氧吸收率。试验完毕后将反冲洗水先进行真空抽滤,至水分抽干后烘干称重。2.3污泥沉降性能分别测定30min沉降相对速度及SV、SVI等。脱水试验采用真空泵和布氏漏斗将泥样先进行真空抽滤,至水分抽干,搅拌试验采用DBJ-621六联定时变速搅拌机。2.4污泥生物絮凝性能污泥以反冲液(平均污泥浓度为860mg/L)形式投加到生活污水中,投加比例以反冲液占混合液体积比表示。投加后先快速(150r/min)搅拌2min,再慢速(50r/min)搅拌10min,静置120min后虹吸取上清液,进行水质指标分析。2.5试验主要设备及水质分析方法:试验主要设备光学显微照相机(尼康),便携式溶解氧仪,DBJ-621型六联定时变速搅拌机,水分快速测定仪。水质分析按标准水质分析方法进行[3]。3结果和讨论3.1污泥生物相组成镜检发现(见图1),反冲洗污泥的生物相比较复杂,污泥呈黄褐色,有大量丝状菌与菌胶团交织在一起并发现了线虫、小口钟虫等原生动物和后生动物。这说明反冲液中微生物的组成并不是单一种群,而是和反应器内的整体微生物种群组成极为相似。同时进一步证实反冲洗过程是对整个反应器各个部分的清洗,生物膜的更新在整个反应器内相对较为均匀,这也是反冲洗后出水水质短时间内就能恢复的原因之一。作者简介:肖文胜(1968-),男,副教授,博士,研究方向为污水生物处理理论与技术,(电话)0714-6352407(电子信箱)wsxiao2002@263.net。24··3.2反冲污泥的生物活性由于反冲洗排水中含有大量活性微生物(生物膜、生物絮体),使得反冲洗水在排出滤池后的一段时间内具有较强的生物活性,能继续进行好氧生物氧化作用。取反冲洗液进行氧呼吸率试验,得到图2。经计算,得到反冲洗污泥的OUR为0.021(mg氧)/(h·mg污泥)。与曝气生物滤池内不同位置陶粒上生物膜的OUR比较[1],其生物活性大致和滤池上部3/4处陶粒上生物膜的活性相当。3.3反冲污泥沉降性能经测定,BAF反冲洗水指标(下同):总悬浮固体浓度(MLSS)860mg/L,可挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)440