好氧颗粒污泥培养及其对HMX生产废水处理的研究

摘要

本研究在SBR中成功培养出好氧颗粒污泥,对其理化特性及脱氮动力学规律进行了分析,将成熟好氧颗粒污泥通过驯化的方式应用于奥克托今(HMX)废水处理,考察对比了好氧颗粒污泥与固定生物膜处理HMX生产废水情况,并系统的研究了好氧颗粒污泥处理HMX生产废水的影响因素。
　　 以葡萄糖和乙酸钠为混合碳源,在SBR中经过35天成功培养出好氧颗粒污泥。培养过程中,反应器内MLSS由3.46g/L逐渐升高至7.76g/L,MLVSS/MLSS比由45.08％升高至88.10%;污泥体积指数(SVI)先升高后降低至28.88mL/g;胞外聚合物中蛋白质/多糖比(Pr/PS)由1.16增加到3.38;污泥对COD和氨氮去除率逐渐升高。成熟的好氧颗粒形态规则,大小均一,微生物相丰富且具有较高的机械强度和疏水性,对COD的去除率高于95.03%,对氨氮去除率接近100%。成熟好氧颗粒污泥在缺氧条件下反硝化速率达12.03 mgNOx——N(L·h),高于好氧条件反硝化速率10.42 mgNOx——N/(L·h),且具有同步硝化反硝化(SND)功能,同步硝化反硝化效率达到87.22%,反应符合方程(dM/dt)SND=4.67×M/M+5.69-1.32×N/N+0.18°
　　 对成熟好氧颗粒污泥短期搁置及之后的活性恢复情况进行了实验研究,低温密闭搁置一个月后,部分颗粒发生解体,污泥胞外聚合物中蛋白质含量降低,且污泥对COD和TN去除能力分别下降至原有水平的86.36%和79.87%。经过25d的活性恢复,颗粒污泥物理性状及对COD和氨氮的去除能力恢复到原有水平,反硝化能力低于搁置前。
　　 比较驯化过程中好氧颗粒污泥及固定生物膜对HMX生产废水处理效果发现,好氧颗粒污泥具有更高的耐冲击负荷能力和短期适应能力。周期对比实验表明,进水污染物浓度相同时,好氧颗粒污泥反应器容积负荷是固定生物膜反应器的6倍,其对COD及TN的去除率也较高;低DO条件运行的固定生物膜利于去除HMX生产废水中溶解性有机氮,而高曝气量的好氧颗粒污泥更有利于无机氮的去除。
　　 对好氧颗粒污泥处理HMX生产废水工艺条件的优化结果为:外加乙酸钠作为碳源、COD/TN比为4/1、初始pH为7.5、反应温度为30℃、曝气量为100L/h且前置60min缺氧阶段。反应器在最佳操作参数下稳定运行,COD和TN去除率分别高于96.03%和78.22%,出水符合GB8978-1996污水综合排放二级标准。