厌氧预处理对曝气耗氧量的削减作用和机理

厌氧预处理对曝气耗氧量的削减作用和机理厌氧预处理对曝气耗氧量的削减作用和机理日期：日期：2006-02-2413:17:31点击：点击：57上传者：上传者：sunkille来源：来源：中国环境工程技术中心摘要：摘要：厌氧预处理可削减曝气耗氧量的20%～30%。其机理既不是贮磷菌贮存过量的聚羟基丁酸盐(PHB)随污泥排出,也并非由于产生CH4、H2S的释放。而主要是兼性厌氧菌对糖类发酵作用产生H2、CO2的结果。关键词：关键词：耗氧量厌氧稳定非贮磷菌发酵PHB论文作者：论文作者：张永吉为控制水污染的日益加剧,目前国内正大举兴建城镇污水处理厂。这是一项保证国民经济可持续发展的战略举措,但也是一项只见投入,不见直接产出的公益行为。其不仅需要投入大笔的基建资金,而且还要付出可观的运转费用。一些地方大力筹资建成了污水处理厂,但却因难以承担运转费用而不能充分发挥环境效益。因此,降低能耗,节约运转费用对发展城镇污水处理事业具有举足轻重的作用。在常规城镇污水处理中,曝气供氧的能耗最大,约占全厂总能耗的50%。因此,降低曝气耗氧量是节约运转费用的首要环节。降低曝气耗氧量的途径有两条：第一,前置预处理设施,削减进入曝气区的耗氧量；第二,优选运行条件和扩散装置,提高氧利用率。本文将就前者作进一步的探讨。1厌氧预处理对曝气耗氧量的削减作用在A/O、A2/O系统中,厌氧区可去除水中大部分有机物。过去,一直将这种现象主要归因于贮磷菌的吸收和贮存PHB的作用。因PHB是过渡产物,在好氧区将作为碳源而被氧化。故这一过程并不削减后续的曝气耗氧量。然而,近年来的理论和实践都证明,厌氧区不仅具有吸收和贮存基质的功能,而且还产生脱氢氧化作用,并可大幅度削减继后的曝气耗氧量。1.1早先的发现和实践的证明早在1983年,Lan等就发现在曝气区前设置一个厌氧区,可降低曝气区50%的耗氧量。继后,Randall等[1](1984～1987年)多次证实了这一发现,并将这一现象命名为“厌氧稳定”。Bordacs等(1988年)在曝气区前加了一只厌氧选择器,平均降低了30%的曝气耗氧量。其降低幅度与F/M(BOD/MLVSS)有关：当F/M为0.2时,降低36%,当F/M为0.8时,降低20%。王凯军等[2](1988年)将初沉池改成厌氧池,厌氧反应1.67～2.5h后,曝气耗氧量降低约50%。McClintock等[3](1993年)应用A2/O工艺与常规活性污泥法进行对比研究,前者厌氧、缺氧反应各1h,在同等的除氮效果下,A2/O工艺所需的曝气时间由3.2h缩短至1.7h,曝气耗氧量降低近1/2。1.2氧平衡计算的结果所谓厌氧稳定是指在厌氧过程中,有机物完全氧化或还原成气态尾产物释放,既不是转化为菌体随污泥排出,也不是转化为潜在的耗氧物在系统内外继续耗氧,是一种脱氢氧化行为。在A/O、A2/O系统中,除厌氧稳定作用而外,还存在两项可削减曝气耗氧量的因素,即：反硝化和排泥。为排除这两项因素的干扰,Randall等[1]应用物料氧平衡法对三项研究成果进行了评估。在氧平衡计算时,用氧当量表示有机物,统一进行量化。从全系统去除的COD氧当量中,扣除反硝化增补的和排泥损失的氧当量,则可计算出厌氧稳定的氧当量,及由此而削减的曝气耗氧量。第一项研究应用A/O工艺,厌氧反应1.7h,曝气3.9h。通过投药法抑制硝化作用的发生,免除反硝化增氧的干扰。扣除排泥带走的氧当量,测算出厌氧稳定削减的曝气耗氧量占23%～48%。第二项研究应用A2/O工艺,厌氧、缺氧、好氧反应的时间分别为1.3h、2.1h、6.9h,扣除反硝化增补的和排泥损失的氧当量,得出厌氧稳定削减的曝气耗氧量为23%～27%。第三项研究Ａ2/O工艺与普通活性污泥法的平行对比试验,A2/O系统的厌氧、缺氧、好氧反应时间分别为2h、2h、4h,普通活性污泥法的曝气时间为8h。结果为：厌氧稳定削减了8%～27%的曝气耗氧量,A2/O工艺比普通活性污泥法降低23.2%～37.3%曝气耗氧量。2厌氧稳定削减曝气耗氧量的机理厌氧预处理可削减曝气耗氧量的发现已得到国内外大量科研成果和生产实践的证明。但对其机理却众说纷纭,认识不一。占优势的说法是,贮磷菌细胞内贮存过量的PHB,未经氧化而以污泥形态排出系统；也有人将其归因于厌氧还原产生CH4和H2S的释放。近年来的研究证明,这两种说法均科学依据不足。2.1贮磷菌贮存过量的PHB流失的可能性这方面存在两种观点：第一,认为贮磷菌贮存PHB是厌氧反应的主导作用；第二,认为污泥中含有过量的PHB。在厌氧条件下,吸收并贮存PHB的主要是一类小型阴性短杆菌(Acinetobacter)也称除磷菌。这类菌在厌氧条件下仅能利用醇、酸等低分子有机物合成PHB,而不能直接利用糖类等复杂物。其对乙酸的亲合性特别强,只要水