出　　自：《中國(guó)給水排水》 1997年第1期第36頁
發(fā)表時(shí)間：1997-1

吳曉磊 管運(yùn)濤 黃霞 錢易

清華大學(xué)

傳統(tǒng)活性污泥法由于受自身特點(diǎn)(如污泥沉降性能低下等)的影響，不能適應(yīng)廢水處理發(fā)展的要求。為此，人們對(duì)活性污泥法進(jìn)行了許多改進(jìn)。
本研究在曝氣池中加入常用的混凝劑Ca(OH) 2 進(jìn)行試驗(yàn)，以考察投加Ca(OH) 2 活性污泥法(下稱生物鈣法)的可行性。

1 試驗(yàn)方法

在進(jìn)行正式試驗(yàn)前進(jìn)行了1個(gè)月的預(yù)備試驗(yàn)，確定了適宜的Ca(OH) 2 投加方式。試驗(yàn)流程如圖1。試驗(yàn)分三階段進(jìn)行，由燕山石化公司污水凈化廠8 # 表面曝氣池中取得初始SVI133mL/s為種污泥，試驗(yàn)用水為清華大學(xué)學(xué)生宿舍區(qū)生活污水經(jīng)投加葡萄糖、牛肉膏、尿素及磷酸二氫鉀構(gòu)成合成生活污水，第1、Ⅲ階段保證COD:N:P=100:5:1，并以未加Ca(OH) 2 的情況作為對(duì)照試驗(yàn)，其它條件如表1所示。
在整個(gè)試驗(yàn)過程中對(duì)SVI、MLSS、進(jìn)出水COD、NH₄⁺-N、TN及TP濃度進(jìn)行了測(cè)定，分析了反應(yīng)器的COD容積負(fù)荷及污泥負(fù)荷，以判定生物鈣法與對(duì)照試驗(yàn)(普通活性污泥法)污泥性能及處理能力的優(yōu)劣。
在試驗(yàn)的第Ⅱ階段，安排了COD濃度由平均691mg/L上升到1000mg/L最高至1800mg/L，并降低了N、P含量及反應(yīng)器中DO濃度，以考察生物鈣法受沖擊負(fù)荷及污泥膨脹的影響。



2 結(jié)果分析

2.1 生物鈣法可以保持較高的MLVSS濃度
各階段污泥濃度算求平均值于表2。試驗(yàn)啟動(dòng)時(shí)，兩個(gè)反應(yīng)器接種污泥濃度均為5.69g/L，隨著試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照反應(yīng)器中污泥逐漸流失，并在第I階段維持在2.8g/L的平均水平(與普通城市污水處理廠相近)，而生物鈣法MLVSS基本維持在5.0g/L的水平。第Ⅱ階段后，由于沖擊及污泥膨脹的影響，MLVSS濃度下降，但生物鈣法總可以保持較高的濃度值。生物鈣法總體MLVSS濃度平均值為4.3g/L，高出對(duì)照試驗(yàn)的2.3g/L近1倍。說明混凝劑Ca(OH) 2 的加入能夠提高反應(yīng)器中的生物量。
為了解釋這種現(xiàn)象，對(duì)SVI及二沉池中污泥濃度進(jìn)行了測(cè)定，各階段二沉池污泥濃度列于表3。Ca (OH) 2 加入使污泥沉降性能有了很大的改善。第Ⅰ階段，對(duì)照試驗(yàn)SVI基本維持在133mL/g，而生物鈣法SVI則由初始值很快下降到52mL/g；第Ⅱ階段由于受沖擊，C、N、P比值不恰當(dāng)及DO濃度低的影響，SVI值均上升，其中對(duì)照試驗(yàn)中SVI值>300mL/g最高達(dá)到600mL/g，生物鈣法SVI值也上升到148mL/g，鏡檢發(fā)現(xiàn)大量絲狀菌、污泥出現(xiàn)膨脹，但SVI上升較對(duì)照試驗(yàn)滯后14d，說明Ca(OH) 2 的加入對(duì)污泥膨脹有抑制作用；第Ⅲ階段恢復(fù)正常進(jìn)水，對(duì)照試驗(yàn)SVI值維持在較高水平、MLVSS濃度基本不變，而生物鈣法則很快恢復(fù)到正常的較低水平，MLVSS濃度上升到平均3.6g/L，說明Ca(OH) 2 加入有利于污泥膨脹的恢復(fù)。

注:“總平均值”為第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各MLVSS值算術(shù)平均而得(由于第Ⅱ階段不能代表正常運(yùn)行情況，故其值未被選入)

由表3，生物鈣法污泥具有較好沉降性能，因而能更好地在二沉池中截留并回流到反應(yīng)器中，維持了反應(yīng)器中較高的生物量。
2.2 生物鈣法COD去除能力及抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)
第Ⅱ階段出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí)，對(duì)照試驗(yàn)出水COD明顯上升(接近400mg/L)、COD去除率有較大的下降，而生物鈣法出水COD上升較小，這是由于具有較高M(jìn)LVSS濃度，說明生物鈣法具有較強(qiáng)的耐COD沖擊能力。
由于兩反應(yīng)器HRT不同，對(duì)各自容積負(fù)荷、污泥負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表4?？梢钥闯錾镡}法容積負(fù)荷(Fr)為1.8kgCOD/m³ ·d，是對(duì)照試驗(yàn)的2.0倍；而污泥負(fù)荷(U)為0.5kgCOD/kgMLVSS·d，是對(duì)照試驗(yàn)的83%。它們出水COD濃度相差不大。
較高的容積負(fù)荷反應(yīng)了較強(qiáng)的處理能力，較低的污泥負(fù)荷則反映了較強(qiáng)的處理潛力，是系統(tǒng)、出水優(yōu)質(zhì)的保證。所以，高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷是評(píng)定廢水處理工藝優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)之一。因而，加入Ca(OH) 2 的生物鈣法對(duì)COD處理能力優(yōu)于普通活性污泥法。
2.3 生物鈣法能實(shí)現(xiàn)較好的營(yíng)養(yǎng)元素去除

生物鈣法對(duì)COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除能力優(yōu)于普通活性污泥法，特別是對(duì)總磷的去除率高出對(duì)照試驗(yàn)的3.5倍，實(shí)現(xiàn)預(yù)想的目標(biāo)。

3 結(jié)論

① 向曝氣池中投加Ca(OH) 2 的生物鈣法，污泥性能明顯得以改善，反應(yīng)器平均MLVSS濃度為4.3g/L，高出對(duì)照試驗(yàn)近1倍，并對(duì)污泥膨脹有明顯抑制作用。
② 生物鈣法在進(jìn)水COD濃度為400～900mg/L，COD去除率>85%，容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷分別為2.0kgCOD/m³ ·d和0.5kgCOD/kgMLVSS·d，是對(duì)照試驗(yàn)的2倍和83%。同時(shí)，對(duì)COD沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的抵抗能力。
③ 生物鈣法對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素有較強(qiáng)的處理能力，對(duì)總磷去除率可達(dá)90%，高出對(duì)照試驗(yàn)的3.5倍。
作者通訊處:100084 北京清華大學(xué)環(huán)境工程系