影响活性污泥产率的环境因素研究

摘要

活性污泥法是城市污水处理厂广泛应用的生物处理技术,是生化法处理废水的基本工艺。但它一直存在一个最大的弊端,那就是在运行过程中会产生大量的剩余污泥。虽然城市污水处理厂中的污泥产量仅为所处理污水量的1～2[％],但污泥处理设施的投资往往占到整个污水处理厂总投资的40～50[％]。由于污泥的最终处置越来越困难,为了防止污泥的二次污染,最有效的措施是通过技术进步和工艺改造等手段减少污泥的产生量。因此我们需要研究活性污泥产率(真实产率和表观产率)都受到哪些环境因素的影响,并分析各影响因素的相对重要性,这样我们就可以通过改变环境影响因素来减少污泥产量。 本文先提出一种改进的耗氧速率(OUR)测量装置,以便用于后面实验数据的测量,然后系统研究了不同的环境条件(电子受体、温度、基质、重金属离子和化学解偶联剂等)对表观产率Y<,obs>、真实产率YH以及衰减系数K<,d>产生的影响。通过上述一系列的实验研究,得出了一些新的认识和结论,主要包括:1.设计了一种测量OUR的新装置,利用该装置测得微生物的产率系数YH和衰减系数K<,d>都文献报道基本相符,表明这种装置可以比较准确的测定有机废水的耗氧速率。 2.发现淀粉、蛋白质和苯酚三种基质的表观污泥产率Y<,obs>和真实污泥产率YH都具有相同规律,即:淀粉>蛋白质>苯酚,这说明易降解基质的污泥产率会更高一些。不过YH都要高于Y<,obs>,这可能是因为Y<,H>不受细菌的捕食、死亡和再生等作用的影响。进水中不同类型的基质会引起污泥内微生物菌群的变化,不同菌群的微生物其细胞产率系数和内源代谢系数等都不同,这可能是造成污泥产率差异的根本原因。 3.发现温度的变化不影响好氧污泥的YH,原因可能在于代谢相同基质的污泥内的微生物菌群相同,因此其细胞产率也相同,不受温度影响;但是低温Y0b。比高温的要大,这可能是因为在温度较高的条件下,内源呼吸作用较强,导致污泥城量显著。 4.通过对不同电子受体(O<,2>、NO<,3><'->)的比较研究，发现缺氧YH仅为好氧YH的78％，这是由于不同电子受体需要不同的微生物种群，其细胞产率不同。不过缺、好氧的Y<,obs>差异并不显著，可能是因为好氧污泥的内源呼吸作用更强。 5.Ni<'+>、Cr<'6+>离子浓度的改变会导致YH的改变，低浓度增大，高浓度降低。如3mg／L时，YH分别增加了10％和5％，这说明活性污泥在微量金属元素的作用下会触发应急反应；而15mg／L时，YH分别降低了25％和44％，显示了重金属离子的毒害作用。相同离子浓度下，Cr<'6+>比Ni<'+>对YH的影响更加显著。 6.首次研究了解偶联剂对缺氧污泥产率的影响。类似于好氧污泥的研究结果，解偶联剂也能降低缺氧污泥的污泥产率系数。当2，4，5一三氯酚(TCP)从Omg／L增加到10mg／L时，YH降低了30％，而Y<,obs>却降低了54％，说明表观产率受其影响更加显著。 7.进一步通过实验数据的分析，发现TCP比镍、铬对污泥增长的抑制作用更强。虽然它们都能降低污泥产率，但是TCP对污泥没有毒性，能促进污泥呼吸作用，不影响出水的处理效果；而镍、铬在较高浓度下具有毒性，能抑制污泥的呼吸作用，并显著降低出水处理效果。

目录

文摘

英文文摘

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1前言

2耗氧速率(OUR)测量方法的改进

3基质类型对污泥产率的影响

4电子受体和温度对污泥产率的影响

5重金属Ni+、Cr6+对污泥产率的影响

6解偶联剂对缺氧污泥产率的影响

7结论与建议

参考文献

攻读博士期间发表及录用的相关学术论文

致谢