剩余污泥碱解上清液回用于生活污水脱氮研究

第36卷第21期·154·2o1o年7月山西建筑SHANXIARCHITEC兀瓜EVd．36NO．21Jul．2010·水·暖·电·气·文章编号：1009．6825{2010)21-0154-03剩余污泥碱解上清液回用于生活污水脱氮研究*傅婵媛曹艳晓龚正摘要：考察了剩余污泥碱解上清液作为反硝化碳源用于生活污水脱氮的可行性，经试验分析得出pI-I=10，SRT=9d时产生的上清液和乙酸的反硝化速率相当，大大提高了生活污水反硝化性能，且不影响微生物活性。关键词：剩余污泥，碱解上清液，挥发性脂肪酸，反硝化中图分类号：x7D3文献标识码：A1概述甲醇是多年来最常用的反硝化碳源，但投加甲醇的费用昂贵，可占污水处理厂运行维护费用的70％⋯，因此，近年来，不断有人研究寻找新的可替代的碳源。挥发性脂肪酸(VFAs)被认为是最适合于生物除氮工艺的碳源之一心J。生物转化、下As，即以污泥作为对象进行厌氧水解产酸的过程，因其在提供可作为碳源的VFAs的同时实现了污泥的减量化，则成为了研究热点一J。目前已有大量关于Ⅵ、As的产生【1,12]和组成Ⅵ0吣的各单一脂肪酸对反硝化促进效果的研究【5,11J，以及碱解上清液作为实验室配水的反硝化碳源的回用研究【12]，但碱解上清液的反硝化速率以及其回用到实际生活污水中的反硝化情况研究较少。2试验方法2．1剩余污泥碱解停留时间(SRT)的确定按一次性投料方式，向两个有效容积为5L的有机玻璃圆柱体反应器分别投入5L剩余污泥，污泥含固率约为1％～2％。1号反应器每日调节pH值两次，维持pH=10；2号反应器不调节，记为对照组。反应器连续运行25d，每天取样分析上清液中的NH3．N，TN，TP，S00D和VFAs，考察各指标的变化情况，优选出合适的SRT。碱解反应在常温下进行，期间温度变化范围为(20±2)℃，因此可排除温度对碱解发酵停留时间的影响。样品每次从反应器三个取样口取出混合后，立即滴入浓硫酸(以1：10的比例)，在6000map下离心30min，用0．45／an滤膜过滤并测试上述指标。除()0D和VFAs外，所有常规指标的测定都参照《水和废水监测分析方法(第四版)》【3J，COD的测定采用哈希消解仪，比色法读数；VFAs采用比色法【4，7J测定。2．2反硝化批式试验反硝化污泥取自实验室A／O工艺的缺氧池。接种污泥处理步骤如下：取1L缺氧池混合污泥溶液，静置后弃去上清液，用自来水淘洗，多次重复上述过程后放置过夜，浓缩备用。经预处理后污泥中的大部分s【)0D和N％-一N被去除。试验在容积为IL的完全混合反应器中进行，采用六联搅拌器作为搅拌装置。反应器内温度控制在(25±2)℃。向反应器内接种上述反硝化污泥，分别以剩余污泥碱解上清液、乙酸钠以及生活污水(来自重庆大学B区学生公寓生活污水)作碳源，投加适量I趟／L硝酸钾(KN％)溶液，用自来水补充至1L，控制反应器内初始硝酸盐浓度在50nlg／L左右。。0．．笛30f目口吲脚凼幽越豳收稿日期：2010-03．29*：广西环境工程与保护评价重点实验室开放基金(项目编号：桂科能0704K031)作者简介：傅婵嫒(19陌．)，女，重庆大学城市建设与环境工程学院硕士研究生，重庆400045曹艳晓(1981．)，女，重庆大学城市建设与环境工程学院博士研究生，重庆400045龚正(19明．)．男。重庆大学城市建设与环境工程学院硕士研究生。重庆400045万方数据爹鹃专年271背傅婵媛等：剩余污泥碱解上清液回用于生活污水脱氮研究·155·小。O耄。0重：0246810121416埽20丝2426停留时间t／d圈2NIl3．N／VFAs随停留时间变化曲线根据SCOD和VFAs浓度、m／SODD及NH3一N／VFAs值判断，在发酵第9天时，碱解上清液能获得较高含量的SCOD与VFAs，且VFAs占SCOD较大比重，同时NH3．N溶出量较低，最终确定最佳的SRT=9d。3．2上清液、乙酸钠和生活污水碳源反硝化效能对比经计算，上清液作碳源时的平均反硝化速率为0．7245mg／(g·h)，高于以乙酸钠作碳源时的0．6614mg／(g·h)，而以生活污水作碳源时的平均反硝化速率仅为0．2295mg／(g·h)。由于乙酸在组成VFAs的单一脂肪酸中拥有最高的反硝化速率⋯1，可见剩余污泥碱解上清液作碳源时的反硝化速率高于VFAs中任何一种单一脂肪酸。这一结论与徐亚同【5J的试验结论相同。反硝化过程中，生活污水作碳源时哑硝酸盐浓度变化不大，乙酸钠作碳源时亚硝酸盐浓度在反应开始后呈较快速的下降趋势，而上清液作碳源的亚硝酸盐则经历一个快速的积累后迅速下降，最后趋近于零。根据高景峰⋯6等的研究表明，乙酸钠进行反硝化时会出现系统对碳源和亚硝酸盐非常明显的吸附作用，从图表上表现出来即为NO；一N的急剧下降。