ASMs中易生物降解有机物_S_S_的物化测定方法_周雪飞 - 副本

ASMs中易生物降解有机物(SS)的物化测定方法＊周雪飞顾国维提要通过研究提出一种快速确定进水溶解性COD中易生物降解部分SS的物理-化学方法。该方法以絮凝为主体,将可通过0.45μm滤膜的胶体物质进行絮凝沉淀,然后再辅以质量良好的滤膜过滤,二者结合可有效测定SS值。研究结果表明,絮凝方法和呼吸计量法所得出的结果具有较好的相关性,SS(OUR)约等于0.81SS(floc)。滤膜质量对测定结果影响很大,如果没有质量良好的滤膜,建议采用单一絮凝方法直接测定进水中的SS。关键词易生物降解有机物(SS)城市污水絮凝活性污泥数学模型(ASMs)膜过滤0前言＊国家自然科学基金重点项目(50138010)。活性污泥数学模型(ActivatedSludgeModels,简称ASMs)能够对生物系统中去除有机负荷(COD)、氮、磷等综合生物处理过程进行动态模拟,使我们能够更好地了解不同的处理工艺。因而,模型具有科学研究(选择并优化试验)、生产性污水处理厂工艺最优化及故障检修、辅助设计等多项功能。目前,欧美很多国家都针对ASMs这一概念平台开发出不同的模型应用软件,如DHI公司的EFOR、STOWA公司的SIMBA,这使得活性污泥数学模型在污水生物处理中的应用越来越广泛。然而,要实现模型的实用性,必须采取有效的方法来鉴定污水处理厂的进水水质特性。对于常规城市污水处理厂的ASMs模型来说,进水中的氨氮(SNH)和易生物降解有机物(SS)浓度被认为是最重要的水质组分。SNH可以利用在线方法进行实时监测或者采用离线的常规化学分析方法如比色法等,其方法非常规范;而SS却很难实现在线连续监测,也没有传统测定方法可直接采用[1]。认识到该水质组分的重要性,自ASMs模型公布以来,很多研究人员都进行了SS测定方面的研究。1986年,G.A.Ekama等[2]对污水组分的鉴定进行了多项试验研究,其中关于进水中SS有三种测定方法,分别为连续流活性污泥法、好氧批式试验和缺氧批式试验。第一种方法的原理为:单一完全混合反应器采用日循环方波进水,泥龄为2～3d,通过测定反应器停止进水前后耗氧速率(OxygenUti-lizationRate,简称OUR)的变化来估测进水中SS的浓度。好氧批式试验通过测定间歇运行反应器中OUR的变化曲线来计算进水中的SS。第三种方法的原理与第二种类似,以硝态氮代替氧作为电子受体,通过测定系统中硝态氮浓度的变化来反映SS的利用速率,从而可计算出其初始浓度。长期的试验研究表明,呼吸计量法估测SS的浓度比较合乎生物处理系统的作用机理,可以从生化反应角度较为真实地确定易生物降解有机组分,所以该方法是目前比较公认的SS测定方法。但不难发现,该方法过于复杂,需要严格控制试验条件,如适当的F/M、良好的污泥沉降性能、污泥驯化情况等等,所以该方法适用于科学研究,若用于生产性污水处理厂则会增加模型应用过程中的工作量。从模型应用角度来说,我们研究的目标是开发出适用于生产性污水处理厂模拟的SS测定方法,重现性和简单性是其重要准则。基于这一点,本文将介绍一种可供选择的物理-化学方法。1试验原理易生物降解有机物SS由简单有机物例如挥发性脂肪酸(VolatileFattyAcids,简称VFA)和低分子碳水化合物组成,这些物质是完全溶解性的,能够穿过细胞膜,在几分钟内迅速被代谢。鉴于易生物降解组分SS的物化特性,许多研究者选择利用物理-化学方法对其进行估测,化学絮凝是目前常用的方法。其原理是:在pH10.5时,向水样中加入ZnSO4给水排水Vol.29No.11200323DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2003.11.006进行絮凝沉淀,将能够通过0.45μm滤膜的胶体物质进行有效絮凝,增加其颗粒体,然后通过滤膜进行过滤,这样滤后溶液中只包括完全溶解性有机物。在ASMs中进水中的SS与完全溶解性COD的关系可用式(1)表达:SS=CODsol-SI(1)式中SS———进水中溶解性的快速可生物降解COD;CODsol———进水中总的完全溶解性COD;SI———进水中溶解性惰性COD。通过对所研究废水进行絮凝分析可确定式(1)中的CODsol,为了从CODsol中得到SS的值,就必须测定SI。假设进水中的SI等于污泥龄超过3d的活性污泥系统出水中完全溶解性的COD[3]。如果所研究的废水已经在活性污泥工艺(实验室规模或生产性规模)进行处理,则对反应系统出水进行絮凝,所得溶解性COD(即flocCODsol)就是SI。如果测定的是尚未处理的废水,则通过一个间歇运行的活性污泥系统小试装置处理所研究废水,对系统出水进行絮凝分析,所得滤出液中的COD(flocCODsol)就是SI。该活性污泥系统比用于生物法测定SS的连续流装置更简单。2试验材料及方法