高浓度活性污泥法处理啤酒废水最佳污泥负荷的研究

32环境工程2004年6月第22卷第3期高浓度活性污泥法处理啤酒废水最佳污泥负荷的研究邢奕陈利德(北京科技大学环境工程系，北京100083)(国华能源投资公司，北京100036)王儡(谢费尔德大学土木工程系，英国)摘要通过试验研究高浓度活性污泥法处理啤酒废水最佳考泥负荷的取值范围，利用SAS软件系统进行试验数据的统计分析、建立相关的数学模型，并利用工程数据加以检验。关键词高浓度活性污泥法啤酒废水处理污泥负荷最佳污泥负荷污泥浓度1概述国内外对啤酒废水的处理主要采用生物处理方法、传统活性污泥法、接触氧化等工艺。高浓度活性污泥法(以下简称高浓法)是在传统活性污泥法基础上研究开发的一种生化方法，其克服了传统的活性污泥法存在的一些缺点，如：对水质变化和冲击负荷适应性较弱，易发生污泥膨胀，基建和运行费用较高，占地面积过大，管理复杂等。高浓法具有大回流污泥量，曝气池中混合液的污泥浓度一般在6g／L以上，由于活性污泥的生物连续处于稳定相，因此在降低了F／M值的情况下，在短时间内即可达到良好的净化效果。与普通活性污泥法相比，高浓法的活性污泥范围一般为5～10g／L，具有以下特点：(1)处理效率高。处理效率和分解有机物的难易程度因污泥浓度及相应污泥浓度下污泥负荷的不同而异，在高浓法条件下，提高污泥浓度，可以降低难降解物质的污泥负荷，有利于培养降解难降解物质的微生物，不仅有利于易分解物质的去除，而且有利于难降解物质的去除。(2)可以缩小生化工程规模，节省投资，减少占地。对于确定的生化装置而言，如果在较低的污泥浓度条件下不能达到预期的处理效果，当污泥浓度提高到一定水平，就可以达到预期的处理效果；反之，如果在较低的污泥浓度条件下能达到良好的处理效果，那么将污泥浓度提高1倍以上，即使工程规模缩减一半甚至更多，仍然可以达到同样的处理效果。(3)承受冲击负荷能力大。由于在较高的污泥浓度指标下，可以降低污泥负荷量，因此对水质、水量的波动适应性强，对冲击性负荷有较强的抵抗能力，有利于生化系统稳定运行。(4)很少或基本上不排放剩余污泥。当污泥浓度升高到一定程度时，可以增大活性污泥平均停留时间，使曝气池中的污泥处于自然的消长平衡状态，达到减少或不产生剩余污泥的目标，节省剩余污泥的处理费用，减少或消除二次污染。(5)简化处理流程，便于管理。在高浓法及适宜的污泥负荷条件下，生化出水COD可以降到相当低的程度。除了对水质有特殊的净化要求外，一般情况下，采用高浓法，并配以适当的预处理方法，就可达到预期的处理目标，无需活性炭吸附、臭氧氧化等高成本、高能耗的三级处理。2研究目的和意义2．1目的最佳污泥负荷是指在高浓法条件下，使活性污泥浓度在一个较高的范围内(5～10g／L)，同时活性污泥能够处于消长平衡状态，从而基本上无需排放剩余污泥的COD污泥负荷。其特点是：(1)要与MLSS在5～10g／L的高浓法相适应；(2)在该负荷、相应的较高MISS指标以及同MLSS相应的曝气池容积的条件下，能使活性污泥在曝气池中处于消长平衡的状态；(3)实现不排泥时间SRT取近于无穷大(>120d)或基本上不排泥，以消减污泥后处理并消除剩余污泥的二次污染。该项研究的目的在于通过相关的试验与工程实践，深入研究高浓法条件下处理啤酒废水最佳污泥负荷的取值范围，以及最佳污泥负荷与进水水质、曝气维普资讯http://www.cqvip.com环境工程2004年6月第22卷第3期33池容积、曝气停留时间、污泥浓度等工程设计参数的相互关系，为今后实际工程提供设计依据，增强工程的可靠性。2．2意义(1)使啤酒废水生化处理工程实现高效率，出水稳定达到国家排放标准，并可节资节地25％～50％。(2)将剩余污泥消解在生化工艺中，使污泥浓度(MLSS)在一个较高的水平(5～10g／L)之间处于消长平衡状态，使绝大部分相应的有机物分解为H，O和CO。最大限度的减少剩余污泥排放量，以缩减剩余污泥浓缩脱水工程，使生化工程投资减少10％～30％，工程运行费用减少20％～30％。(3)利用COD污泥负荷、污泥浓度等工程设计参数取代传统的利用BOD容积负荷、曝气停留时间等经验设计参数进行生化工程的设计，增强工程的可靠性。3试验装置和方法3．1试验装置生化试验装置如图1所示。装置主体由2个完全相同的有机塑料圆筒组成，内径为6cm，筒壁上标有刻度。由细玻璃管向水样中通人空气，实现曝气操作。曝气量的大小可通过细玻璃管上的阀门调节。每个圆筒各有2个取样孔，分别位于圆筒的中部和底部，用来取澄清水样和污泥样。取样前停止曝气，静置一定时间，圆筒底部形成污泥层，读取刻度可计算出污泥沉降比。可从底部取样孔取少量污泥样用于镜检，观察微生物性状。圆筒中上部为上清液，从中部取样孔取得澄清水样，用于COD。分析。气c)—●——c[空气图1生化试验装置图每个圆