超磁分離污泥水解酸化工藝

———超磁分離污泥水解酸化工藝城市污水處理廠進(jìn)水碳源不足是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，導(dǎo)致后續(xù)脫氮效率較低。目前，解決該問(wèn)題的主要方法之一是外加部分碳源，如甲醇和乙酸鈉等。添加的部分碳源還有毒性，而且藥劑成本較高。如何以較低的成本提高脫氮效率是低碳氮比污水生物脫氮亟待解決的問(wèn)題，因此，查找合適的外加碳源成為目前關(guān)注的熱點(diǎn)。水解酸化是把污泥中的大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，得到揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)的過(guò)程。而VFAs中的乙酸和丙酸是增加生物脫氮的有利碳源，其反硝化速率比甲醇和乙醇更高。

超磁分別水體凈化工藝是近年來(lái)進(jìn)展起來(lái)的一種物化水處理技術(shù)。磁分別技術(shù)借助外加磁場(chǎng)強(qiáng)化固液分別效率，較生物吸附技術(shù)處理效率高，較膜分別技術(shù)能耗低，能彌補(bǔ)現(xiàn)有碳源濃縮技術(shù)各自的劣勢(shì)，滿意節(jié)能降耗需求。其能快速有效地去除生活污水中的大部分有機(jī)物，COD分別去除率約為75%，SCOD的分別去除率超過(guò)60%，TP去除率接近90%。本討論所采納的超磁分別設(shè)備的進(jìn)水為生化處理前的污水，所以超磁分別污泥類似于初沉污泥。而初沉污泥中含有大量的有機(jī)物，是很好的發(fā)酵底物。目前，國(guó)內(nèi)外有很多關(guān)于初沉污泥、剩余污泥以及兩者混合污泥的水解產(chǎn)酸的討論報(bào)道。但是對(duì)于超磁分別污泥與剩余污泥協(xié)同水解酸化的相關(guān)討論，還很少見(jiàn)?，F(xiàn)有討論發(fā)覺(jué)，在不調(diào)控pH，溫度為30℃的反應(yīng)條件下，既可以為生化系統(tǒng)供應(yīng)更多的SCOD，又可以避開(kāi)系統(tǒng)過(guò)高的N、P負(fù)荷。

本討論在維持溫度30不調(diào)控pH條件下，選取了2種超磁分別后污泥(R1、R2)、剩余污泥(W1、W2)，設(shè)置R1、W1為一組，設(shè)置R2、W2為另一組，進(jìn)行了超磁分別污泥、混合污泥以及剩余污泥3種不同類型污泥水解酸化的對(duì)比討論，其中混合污泥為超磁分別污泥以及剩余污泥按不同比例混合后的污泥(5組)。探究了污泥性質(zhì)的差異對(duì)水解酸化及酸化產(chǎn)物組分的影響，為污水廠通過(guò)污泥產(chǎn)酸發(fā)酵獲得碳源進(jìn)行污泥種類的選擇供應(yīng)參考。

一、材料與方法

1.1試驗(yàn)原料

R1、W1分別為污水處理廠停產(chǎn)前超磁分別污泥以及含水率為80%的脫水污泥；R2、W2分別為污水處理廠停產(chǎn)后超磁分別污泥以及某強(qiáng)化生物除磷(EBPR)中試工藝的二沉池中的剩余污泥。其中R1所用污水取自東壩污水處理廠細(xì)格柵之后，R2所用污水取自污水處理廠進(jìn)水井(粗格柵之前)。試驗(yàn)前，將W1用蒸餾水稀釋，將W2在4℃下濃縮24h，然后排出上清液。以期達(dá)到與超磁分別污泥相像的揮發(fā)性固體(VSS)。試驗(yàn)前，取1d內(nèi)不同時(shí)段的污泥，混合后接種。4種污泥特征(至少經(jīng)過(guò)3次重復(fù)測(cè)定取平均值)結(jié)果見(jiàn)表1。R1、W1、R2和W2的初始pH為7.55、7.68、6.85和6.91，含水率為0.9847、0.9822、0.9683和0.9772。投加比例見(jiàn)表2，1~7號(hào)投加的比例以剩余污泥的體積和VSS計(jì)，其中1號(hào)為超磁分別污泥，7號(hào)為剩余污泥，26號(hào)為投加了不同比例的剩余污泥。

1.2試驗(yàn)裝置與方法

超磁分別污泥水解酸化的批次試驗(yàn)在恒溫培育箱中進(jìn)行，試驗(yàn)裝置如圖1所示，采納7個(gè)2L的反應(yīng)器，接種污泥體積為1.8L。試驗(yàn)開(kāi)頭前，曝氮?dú)?min，以驅(qū)除反應(yīng)器中的氧氣，然后使用橡膠塞密封，橡膠塞上開(kāi)2個(gè)孔，分別是氮?dú)獯?，以及取樣口，反?yīng)器采納磁力攪拌器攪拌。

1.3分析方法

本討論在首創(chuàng)東壩污水處理廠現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，每天早晚各取反應(yīng)器的出水進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。由于水解消化后污泥脫水性能變差，因此，各指標(biāo)測(cè)定前須對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理主要包括離心及過(guò)濾2個(gè)過(guò)程。離心采納100mL的離心管，設(shè)置轉(zhuǎn)速為5000rmin-1，離心45min。然后將上清液用0.45μm的微孔濾膜過(guò)濾，去除上清液中小顆粒物質(zhì)，避開(kāi)堵塞測(cè)定儀器并確保測(cè)量精度。

常規(guī)分析

城市污水處理廠進(jìn)水碳源不足是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，導(dǎo)致后續(xù)脫氮效率較低。目前，解決該問(wèn)題的主要方法之一是外加部分碳源，如甲醇和乙酸鈉等。添加的部分碳源還有毒性，而且藥劑成本較高。如何以較低的成本提高脫氮效率是低碳氮比污水生物脫氮亟待解決的問(wèn)題，因此，查找合適的外加碳源成為目前關(guān)注的熱點(diǎn)。水解酸化是把污泥中的大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，得到揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)的過(guò)程。而VFAs中的乙酸和丙酸是增加生物脫氮的有利碳源，其反硝化速率比甲醇和乙醇更高。

超磁分別水體凈化工藝是近年來(lái)進(jìn)展起來(lái)的一種物化水處理技術(shù)。磁分別技術(shù)借助外加磁場(chǎng)強(qiáng)化固液分別效率，較生物吸附技術(shù)處理效率高，較膜分別技術(shù)能耗低，能彌補(bǔ)現(xiàn)有碳源濃縮技術(shù)各自的劣勢(shì)，滿意節(jié)能降耗需求。其能快速有效地去除生活污水中的大部分有機(jī)物，COD分別去除率約為75%，SCOD的分別去除率超過(guò)60%，TP去除率接近90%。本討論所采納的超磁分別設(shè)備的進(jìn)水為生化處理前的污水，所以超磁分別污泥類似于初沉污泥。而初沉污泥中含有大量的有機(jī)物，是很好的發(fā)酵底物。目前，國(guó)內(nèi)外有很多關(guān)于初沉污泥、剩余污泥以及兩者混合污泥的水解產(chǎn)酸的討論報(bào)道。但是對(duì)于超磁分別污泥與剩余污泥協(xié)同水解酸化的相關(guān)討論，還很少見(jiàn)?，F(xiàn)有討論發(fā)覺(jué)，在不調(diào)控pH，溫度為30℃的反應(yīng)條件下，既可以為生化系統(tǒng)供應(yīng)更多的SCOD，又可以避開(kāi)系統(tǒng)過(guò)高的N、P負(fù)荷。

本討論在維持溫度30不調(diào)控pH條件下，選取了2種超磁分別后污泥(R1、R2)、剩余污泥(W1、W2)，設(shè)置R1、W1為一組，設(shè)置R2、W2為另一組，進(jìn)行了超磁分別污泥、混合污泥以及剩余污泥3種不同類型污泥水解酸化的對(duì)比討論，其中混合污泥為超磁分別污泥以及剩余污泥按不同比例混合后的污泥(5組)。探究了污泥性質(zhì)的差異對(duì)水解酸化及酸化產(chǎn)物組分的影響，為污水廠通過(guò)污泥產(chǎn)酸發(fā)酵獲得碳源進(jìn)行污泥種類的選擇供應(yīng)參考。

一、材料與方法

1.1試驗(yàn)原料

R1、W1分別為污水處理廠停產(chǎn)前超磁分別污泥以及含水率為80%的脫水污泥；R2、W2分別為污水處理廠停產(chǎn)后超磁分別污泥以及某強(qiáng)化生物除磷(EBPR)中試工藝的二沉池中的剩余污泥。其中R1所用污水取自東壩污水處理廠細(xì)格柵之后，R2所用污水取自污水處理廠進(jìn)水井(粗格柵之前)。試驗(yàn)前，將W1用蒸餾水稀釋，將W2在4℃下濃縮24h，然后排出上清液。以期達(dá)到與超磁分別污泥相像的揮發(fā)性固體(VSS)。試驗(yàn)前，取1d內(nèi)不同時(shí)段的污泥，混合后接種。4種污泥特征(至少經(jīng)過(guò)3次重復(fù)測(cè)定取平均值)結(jié)果見(jiàn)表1。R1、W1、R2和W2的初始pH為7.55、7.68、6.85和6.91，含水率為0.9847、0.9822、0.9683和0.9772。投加比例見(jiàn)表2，1~7號(hào)投加的比例以剩余污泥的體積和VSS計(jì)，其中1號(hào)為超磁分別污泥，7號(hào)為剩余污泥，26號(hào)為投加了不同比例的剩余污泥。

1.2試驗(yàn)裝置與方法

超磁分別污泥水解酸化的批次試驗(yàn)在恒溫培育箱中進(jìn)行，試驗(yàn)裝置如圖1所示，采納7個(gè)2L的反應(yīng)器，接種污泥體積為1.8L。試驗(yàn)開(kāi)頭前，曝氮?dú)?min，以驅(qū)除反應(yīng)器中的氧氣，然后使用橡膠塞密封，橡膠塞上開(kāi)2個(gè)孔，分別是氮?dú)獯约叭涌?，反?yīng)器采納磁力攪拌器攪拌。

1.3分析方法

本討論在首創(chuàng)東壩污水處理廠現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，每天早晚各取反應(yīng)器的出水進(jìn)