两相折板流生物沥浸反应器调理污泥工艺的研究

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近年来,生物沥浸技术已应用于污水处理厂中污泥调理,但由于污泥中存在较高浓度的水溶性有机物(DOM),对沥浸中嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f菌)活性起抑制作用,导致沥浸周期长、污水厂运行成本增加。为了缓解污泥中DOM对A.f菌的毒害作用,本研究设计两相(酸化相,沥浸相)折板流生物沥浸反应器,并以此为研究对象开展以下研究:(1)研究了其反应器对调理污泥过程的影响;(2)通过单因素试验研究了不同污泥回流比、能源物质FeSO4·7H2O投加量对反应器调理污泥过程的影响。(1)以三种不同运行方式的反应器,分别为分相4隔室(第1隔室为酸化相,第2~4隔室为沥浸相)、不分相4隔室(第1~4隔室为沥浸相)、不分相3隔室(第1~3隔室为沥浸相),研究了不同运行方式对各隔室污泥性质及微生物群落结构的影响。结果表明:分相处理有利于改善污泥的脱水性能和维持反应器长期运行。与不分相处理对比,分相处理启动时间缩短3 d,脱水性能提高14.2%,溶解性有机物(SCOD)浓度下降26.8%~30.4%,各隔室中A.f菌相对丰度明显增加,其中第4隔室中增加幅度最大,为14.4%~50.0%。污泥经分相处理后其污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、SCOD、Zeta电位分别为0.12′1013 m/kg、9.7 s、98.0 mg/L、-2.7 m V,较原始污泥分别下降了96.9%、69.2%、84.2%、82.5%。(2)以两相折板流生物沥浸为反应器构型(分相4隔室),研究了三种不同回流比(1隔室15.0%+2隔室10.0%;1隔室25.0%;1隔室40.0%)对反应器调理污泥过程的影响。结果表明:随着第1隔室回流比的增加,反应器启动时间先缩短后基本不变,CST缓慢下降,SCOD浓度缓慢上升,本研究适宜回流比为25.0%~40.0%。与1隔室回流比15.0%对比,1隔室回流比25.0%时启动时间减少4 d,CST降低10.2%,SCOD浓度升高5.9%;与1隔室回流比40.0%对比,1隔室回流比25.0%时启动时间相同,CST提高4.2%,SCOD浓度降低3.1%。1隔室回流比25.0%时,处理后污泥SRF、CST、SCOD、Zeta电位分别为0.10′1013m/kg、12.3 s、196.7 mg/L、-1.1 mV,较原始污泥分别下降了96.0%、75.8%、52.7%、92.5%。(3)以两相折板流生物沥浸为反应器构型(分相4隔室),研究了能源物质FeSO4·7H2O投加量(2、6、10 g/L)对反应器调理污泥过程的影响。结果表明:随着投加量的增加,反应器启动时间逐渐缩短,CST先下降后缓慢上升,SCOD浓度缓慢上升,本研究中适宜投加量为6~10 g/L。与投加量为6、10 g/L相比,投加量为2 g/L时不能完成酸化过程;与投加量为10 g/L相比,投加量为6 g/L时启动时间增加2 d,CST下降9.3%,SCOD浓度下降12.0%。投加量为6 g/L时,处理后污泥SRF、CST、SCOD、Zeta电位分别为0.13′1013 m/kg、14.7 s、203.2 mg/L、-1.9 mV,较原始污泥分别下降了94.8%、71.1%、51.1%、87.0%。
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