污水处理及其冲击过程中絮体结构的变化规律研究

作     者：樊龙 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李志华

授予年度：2015年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：絮体结构 冲击负荷 A~2/O工艺 呼吸图谱 胞外聚合物 

摘      要：活性污泥法作为生物处理过程中广泛应用的技术,首要面对的问题是脱氮除磷效率较低且能耗过高,系统的耐冲击负荷稳定性较差。而絮体结构作为絮凝工艺中最重要的基本参数之一,不仅在微生物生化反应过程中影响污水中有机底物的吸附作用和传质效果等,还在宏观上决定了污泥的压缩,沉降效果以及污泥的稳定性等,对水处理效率有重要影响。本文以絮体结构这一参数为视角,对一种新型改良A2/O工艺的运行特性和机理,及其后续不同絮体结构受冲击影响规律进行了研究,为污水处理过程效率的提高和系统稳定性的改进提供了新思路。研究的内容及结果包括:1、通过调整改良型A2/O工艺反应器的生物选择器,并对生物选择器内上升流速变化发生的40天内参数进行监测,发现:（1）通过加大改良型A2/O工艺中生物选择器的上升流速可以实现对密实絮体富集。加大上升流速的40天内,好氧池的絮体粒径峰值从280μm增长到410μm,增大了46%,SV5、SV30以及SVI等沉降性参数分别下降了44%,48%和78%,微生物絮体尺寸也相应增长。（2）因生物选择器而筛选的密实絮体更容易使自养菌依附生长,通过密实絮体的富集可以实现硝化细菌的富集,进而提高脱氮效率。在密实絮体开始富集的40天过程里,总氮去除率从42%升高到62%,提高了20%。（3）在本次实验生物选择器实现密实絮体富集的过程中,除磷效果的变化没有特别明显的规律,去除率基本都在40%~50%之间波动。可能是受温度和泥龄等因素影响,无法比较疏松与密实絮体的除磷效果,仍需进一步研究。2、为了进一步探究分析改良工艺所筛选的絮体对环境影响程度的敏感性,继续对不同絮体结构的代表污泥进行改变基质短期冲击试验进行分析,结果表明:（1）短期冲击发生后,疏松絮体污泥密度变小,沉淀性变差;而密实絮体密度则持续变大,沉淀性变好。通过基质的选择,可在短期内改变絮体的密度和沉降性能。而密实絮体在受冲击后,污泥的密实程度和沉降性能好转,对后续的沉降和脱水过程影响较小,不易发生污泥膨胀等问题。（2）疏松絮体异养菌活性持续下降,其所占的呼吸比例也明显下降,而密实絮体异养菌活性在出现短暂抑制后快速上升,最终异养菌所占的呼吸比例略有上升。在冲击过程中异养菌的活性对絮体结构变化起关键作用,密实絮体在受到短期冲击时总呼吸速率恢复更快,而这部分呼吸速率恢复中以异养菌为主。（3）荧光强度方面,腐殖酸类物质区的峰B在基质变化冲击后,变化趋势都是减小甚至消失,因此峰B与原水组分有关;色氨酸区的峰A在受到冲击后变化不大。总体来说,EPS的荧光峰虽然存在一定变化,但絮体结构的改变关联性不大。