好氧顆粒污泥SBR工藝是一項高效低耗的廢水處理工藝,自上個世紀90年代末被報道以來,目前正得到越來越多的環境工程學者的關注。由于好氧顆粒污泥具有活性污泥所不具備的一些*優點,如具有很強的抗負荷沖擊能力、污泥的沉淀效果好,泥水分離簡單,因此該工藝能大大的減少污泥沉降時間,縮小污水處理廠的占地面積,降低工程造價,減少剩余污泥量。更重要的是,好氧顆粒污泥具有比較好的脫氮除磷性能,解決了傳統活性污泥工藝的脫氮除磷效率低的問題。可以預測,作為一種新型的廢水生物處理工藝,好氧顆粒污泥SBR工藝將在以后污水處理產業中具有廣泛的應用前景。
由表可見,好氧顆粒污泥工藝具有污泥體積小,COD負荷高的特點。對于相同干重的污泥,好氧顆粒污泥將比普通活性污泥法的污泥量(包括污泥濃縮、消化等泥區處理單元)至少減少一半,當污泥的含水率降低1個百分點時,污泥的體積減縮成原來的1/3左右,為后續的污泥處理大大的減輕了負擔。
目前好氧顆粒污泥工藝還沒有大規模工業應用。江南大學環境生物技術研究室多年從事好氧顆粒污泥的研究,在顆粒污泥的培養、反應器設計、SBR工藝運行、脫氮除磷性能以及耐有毒有害化合物影響等方面進行了系統的研究。目前已經完成實驗室研究,進入中試研究與技術開發階段。
原理:微生物在酶的催化作用下,利用微生物的新陳代謝功能,對污水中的污染物質進行分解和轉化。
發酵:微生物將有機物氧化釋放的電子直接交給底物本身未*氧化某種中間產物,同時釋放能量并產生不同的代謝產物。
呼吸:微生物在降解底物的過程中,將釋放的電子交給輔酶Ⅱ、FAD或FMN等電子載體再經電子傳遞系統傳給外源電子受體,從而生成水或其他還原型產物并釋放能量的過程。
1、好氧呼吸:
有機物zui終被分解為CO2,氨和水等無機物,并釋放出能量。
2、缺氧呼吸。
好氧生物處理:污水中有分子氧存在的情況下,利用好氧微生物(包括兼性微生物、主要是好氧微生物)降解有機物,使其穩定、無害化的處理方法。主要有活性污泥法和生物膜法兩種。通過代謝活動約有1/3被分解、穩定,并提供生理所需能量,2/3被轉化合成新的細胞物質即污水生物處理中的活性污泥或生物膜的增長部分,通常稱為剩余活性污泥或生物膜,又稱為生物污泥。優點:反應速率較快,所需反應時間較短,處理構筑物容積較小且處理過程中散發的臭氣較少。
厭氧生物處理:在沒有分子氧和化合態氧的條件下,兼性細菌與厭氧細菌降解和穩定有機物的生物處理方法。有機物轉化分為三個部分:1、甲烷,2、二氧化碳、水、氨、硫化氫等無機物,3、合成新的細胞質。厭氧段污泥增長率較少。優點:運行費用低,剩余污泥量少,可回收能量(甲烷)。缺點:反應速率較慢,時間長,處理構筑物容積大。有機污泥和高濃度有機廢水(一般BOD5大于2000mg/l)均可采用厭氧生物處理法。
運用活性污泥法的污水處理工程,在其調試及運行過程常常會形成大量的泡沫,而當出現泡沫的時候,通常都伴隨著水質急劇惡化,處理效果變差。這時候就需要消除泡沫,恢復正常處理。 下面將就活性污泥法泡沫的形成和消除作一介紹。泡沫一般分為三種形式:
①啟動泡沫。 活性污泥工藝運行啟動初期,由于污水中含有一些表面活性物質,易引起表面泡沫。但隨著活性污泥的成熟,這些表面活性物質經生物降解,泡沫現象會逐漸消失。
②反硝化泡沫。 如果污水廠進行硝化反應,則在沉淀池或曝氣不足的地方會發生反硝化作用,產生氮等氣泡而帶動部分污泥上浮,出現泡沫現象。
③生物泡沫。 由于絲狀微生物的異常生長,與氣泡、絮體顆粒混合而成的泡沫具有穩定、持續、較難控制的特點。
生物泡沫對污水廠的運行是非常不利的: 在曝氣池或二沉池中出現大量絲狀微生物,水面上漂浮、積聚大量泡沫; 造成出水有機物濃度和懸浮固體升高;產生惡臭或不良有害氣體; 降低機械曝氣方式的氧轉移效率; 可能造成后期污泥消化時產生大量表面泡沫。
生物泡沫的控制方法:
①噴灑水。 這是一種zui常用的物理方法。通過噴灑水流或水珠以打碎浮在水面的氣泡, 來減少泡沫。打散的污泥顆粒部分重新恢復沉降性能,但絲狀細菌仍然存在于混合液中,所以,不能根本消除泡沫現象。
②投加消泡劑。 可以采用具有強氧化性的殺菌劑,如氯、臭氧和過氧化物等。還有利用聚乙二醇、硅酮生產的市售藥劑,以及氯化鐵和銅材酸洗液的混合藥劑等。藥劑的作用僅僅能降低泡沫的增長,卻不能消除泡沫的形成。而廣泛應用的殺菌劑普遍存在負作用,因為過量或投加位置不當,會大量降低反應池中絮成菌的數量及生物總量。