污泥顆粒化技術(shù)的應用介紹

污泥顆粒化技術(shù)的應用研究進展一、 前言污水的生物處理方法，按照廢水處理過程中微生物體的聚合狀態(tài)，可將生物處理工藝分為三種主要類型：懸浮型生物處理系統(tǒng)、附著型生物處理系統(tǒng)和顆粒型生物處理系統(tǒng)1］。顆粒型生物處理系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的新型生物處理法，它以顆?；勰嘧鳛樯锵?，克服了懸浮絮體型和附著型系統(tǒng)的缺點，其研究與應用日益受到人們的重視，是一種很有前途的高效生物處理系統(tǒng)。二、 污泥顆粒化技術(shù)的應用⑴厭氧顆粒污泥技術(shù)的應用處理中、高濃度廢水1999年，Nunez等人⑵研究了中溫條件下EGSB反應器中厭氧顆粒污泥處理屠宰場廢水的情況。屠宰場廢水含有大量可生物降解有機物，其總COD濃度為1440—4200mg/L，其中可溶解部分占40%—60%，不可溶解物質(zhì)包括懸浮物和膠體，例如脂肪、蛋白質(zhì)和纖維素等。Nunez等人的實驗結(jié)果表明，在有機負荷為15kgCOD-m-3-d-1,HRT為5h的運行條件下，COD去除率達到67%，總懸浮固體去除率為90%，脂類去除率為85%，在顆粒污泥上沒有脂類物質(zhì)的積累。處理含硫酸鹽廢水含硫酸鹽廢水的厭氧生物處理是近年來的一個重要課題，味精、糖蜜酒精及青霉素等制藥廢水都含有大量的有機物和高濃度的硫酸鹽。Dries等人團通過試驗，在以乙酸為基質(zhì)的情況下采用EGSB反應器中的厭氧顆粒污泥對含硫酸鹽廢水進行處理獲得了較好的效果，硫酸鹽轉(zhuǎn)化率和COD去除率分別高達94%和96%。處理有毒性、難降解廢水荷蘭的一座化工廠CalidicEuropoort采用EGSB反應器用厭氧顆粒污泥處理該廠的廢水，獲得了很好的效果［4】。該廠原廢水COD為40000mg/L，其中甲醛為10000mg/L，甲醇為20000mg/L,甲醛和甲醇在高濃度下對微生物具有很強的毒性。進入反應器前原水被稀釋了30倍，反應器在HRT為1.8h,上升流速為9.4m/h,容積負荷為17kgCOD?m-3.d-1的運行條件下，出水中COD濃度從未超過800mg/L,COD的去除率高于98%，出水中甲醇和甲醛的濃度平均為20mg/L，去除率高達99.8%。處理含重金屬廢水韓劍宏、倪文等人⑸研究厭氧顆粒污泥在常溫條件下處理含鉛廢水。在配制的20mg/L濃度的含鉛實驗用水中，加入取自實驗室UASB裝置中培養(yǎng)好的厭氧顆粒污泥進行的除鉛實驗表明，厭氧顆粒污泥對含鉛試水中的鉛具有高效的去除作用。在初步優(yōu)化的污泥加入pH值和沉降時間等條件的組合下，鉛的最高去除率可達到99.9%。在比較經(jīng)濟的組合條件下，鉛的去除率可達到95%以上，達到了國家規(guī)定的一級排放標準。⑵好氧顆粒污泥技術(shù)的應用污水生物系統(tǒng)的處理能力及效果主要取決于反應器中所含的活性生物濃度，總生物降解能力，反應器結(jié)構(gòu)和進料及通氧速率。而好氧顆粒污泥具有良好的沉降性能、較高的生物相濃度、良好的耐沖擊負荷能力及豐富的微生物種類和獨特的結(jié)構(gòu)特征，所以其應用潛力很大。我們可以將好氧顆粒污泥作為大型污水處理系統(tǒng)的工作介質(zhì)，提高其處理能力，加速泥水分離。另外，針對不同的負荷，我們可以通過調(diào)整顆粒污泥量來提高反應系統(tǒng)的處理能力。而對于含不同污染組分的污水，我們可以通過在系統(tǒng)加入相應經(jīng)事先專門篩選培養(yǎng)的顆粒污泥，而獲得迅速、高效而穩(wěn)定的系統(tǒng)處理效果。高濃度有機廢水的處理研究發(fā)現(xiàn)，當對應的SBR運行體積交換率為50%，顆粒污泥的存在可以使得反應器中污泥濃度高達6.0—12.0g/L；當反應器中的有機負荷逐漸升高時，好氧顆粒污泥系統(tǒng)可以處理的有機負荷每天高達15kgCOD/m3。有機物和氮的同時去除污水的生物處理中，氮的完全去除涉及硝化和反硝化兩個反應過程。Yangetal和Qinetal.研究了用顆粒污泥同時去除有機物和氮的可能性，反應器中異養(yǎng)、硝化和反硝化細菌被發(fā)現(xiàn)并存在與同一好氧顆粒污泥中，且發(fā)現(xiàn)底物中N/C比的變化導致三種菌相對含量在顆粒污泥中發(fā)生顯著變化。Beunetal.的實驗也證明，在單一顆粒污泥系統(tǒng)中實現(xiàn)有機物和氮的同時去除是可能的。由此我們可以根據(jù)污水中污染物的組成，來調(diào)控底物中的N/C比，從而達到同時、高效的去除有機物和氮。磷的去除1999年，清華大學的苧建榮和劉純新回利用厭氧-好氧交替工藝中培養(yǎng)出了好氧顆粒污泥，對生活污水中磷的去除率達到90%以上。2003年Linetal.[7]經(jīng)過不斷嘗試，在P/COD比為1/100至10/100條件下，與SBR反應器中成功培養(yǎng)出了集磷顆粒污泥。所有這些研究成果都表明好氧顆粒污泥對污水中磷的去除具有良好的應用前景。含酚廢水的處理苯酚具有劇毒，具有生物抑制性，但其同時也可以被微生物活動用做碳源，苯酚在污水中的存在可引起生物系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，進而導致工藝操作失敗。Jiangetal.[8]研究用好氧顆粒污泥處理含酚廢水的可能性。研究發(fā)現(xiàn)，因顆粒污泥的特殊緊湊的結(jié)構(gòu)而提供的屏蔽作用，使顆粒污泥中的相當數(shù)量的微生物不需直接接觸反應器中高濃度的有毒成分顆粒污泥作為一種生物介質(zhì)用來處理高濃度含酚廢水是可行的。對重金屬離子的生物吸附重金屬離子是工業(yè)中常見的污染物，而對其的排放要求也越來越嚴格。好氧顆粒污泥物理結(jié)構(gòu)相對結(jié)實，表面積較大，且具多孔性，適合作為吸附用途，吸附后的重金屬很容易隨顆粒污泥實現(xiàn)泥水分離。對Zn2+和Cd2+的生物吸附研究已經(jīng)獲得階段性成果。好氧顆粒污泥相比普通活性污泥的優(yōu)越性，以及利用好氧顆粒污泥獲得的研究成果都表明，好氧顆粒污泥作為一種新型的生物處理技術(shù)，其在污水處理領(lǐng)域的很多方面都有很好的應用前景。三、結(jié)論厭氧顆粒污泥在處理高濃度廢水、含硫酸鹽廢水、有毒難降解廢水、含重金屬廢水等廢水上能夠達到非常好的處理效果。而好氧顆粒污泥在處理高濃度有機廢水、磷的去除、含酚廢水、重金屬離子廢水的處理也有非常好的處理效果，并且能夠達到有機物和氮的同時去除。顆粒污泥改變了傳統(tǒng)活性污泥結(jié)構(gòu)松散、沉降性能差、反應器中生物量低等的缺點，為高效生物處理技術(shù)的研究和應用開辟了新領(lǐng)域。參考文獻：盧剛，鄭平.廢水生物處理中的污泥顆?；?東北農(nóng)業(yè)大學學報，2004,35(4)：249一253NunezLA,etal.Anaerobictreatmentofslaughterhousewasterwaterinanexpendedgranularsludgebed(EGSB)reactor.Wat.Sci.Tech.,1999,40(8):99—106DriesJ.etal.Highratebiologicaltreatmentofsulfate-richwastewaterinanacetate-fedEGSBreactor.Biodegradation.1998,9:103-111⑷左劍惡，王妍春，陳浩.膨脹顆粒污泥床(EGSB)反應器的研究進展.中國沼氣，2000,18(4)：3—8韓劍宏，倪文，宋存義，延克軍，王榮輝.常溫條件下顆粒污泥處理含鉛廢水.北京科技大學學報，2004，26(2)：122—124竺建榮，劉純新，何建中，等.厭一好氧交替工藝的生物除磷特性研究.環(huán)境科學學報，1999，19(4)：394—398LinYM,Liu丫TayJH.Developmentandcharacteristicsofphosphorous-accumulatinggranulesinsequencingbatchreactor.ApplMicrobiolBiotchnol,2003,62:430-435JiangHL,TayJH