基于碳元素平衡的A+OSA工藝的污泥減量機理研究.pdf

1、活性污泥法是目前水處理工藝中應用最廣泛的技術之一，主要用于生活污水、城市污水以及有機性工業(yè)廢水的處理。
　　本論文通過量熱分析和元素分析手段研究A+OSA(Anoxia-Oxic-Settling-Anaerobic)系統(tǒng)的物質和能量的轉化過程與途徑。研究系統(tǒng)中碳元素的轉移，并結合其微生物生化反應熱效應，推測污泥減量機理，了解復雜微生物種群整體質能利用的驅動機制及其表達方法，以期為A+OSA組合工藝應用于工程實踐提供理論指導。

2、r>　　試驗研究結果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)各個反應區(qū)內，輸入輸出的C元素主要存在于干污泥（固相）中，混合液上清液（液相）中次之，存在于氣相（系統(tǒng)釋放的含碳氣體）中的相對較少。而針對于整體而言，系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，輸入系統(tǒng)的C元素源自系統(tǒng)進水中所含的C元素；輸出系統(tǒng)的C元素則以氣相（向系統(tǒng)外釋放的含碳氣體）輸出為主，系統(tǒng)出水次之，干污泥（固相）輸出相對最少。
　　本試驗在反應器缺氧區(qū)、好氧區(qū)及貯泥池內水力停留時間分別為1.92h、5.76h、7.14

3、h的工況下，得到A+OSA系統(tǒng)49.98％的污泥減量率。試驗期間，AO參照系統(tǒng)平均產泥量約為2.46g/d（干重），A+OSA系統(tǒng)的平均產泥量約為1.17g/d（干重）。對比課題組前期研究成果發(fā)現(xiàn)，通過熱水浴保持反應器內泥水混合物的溫度在25±1℃左右，貯泥池采用高位水箱溢流出水的方式等，維持系統(tǒng)較好的穩(wěn)定性，可以顯著提高系統(tǒng)的污泥減量效果。
　　綜合兩個系統(tǒng)固相污泥中的C元素試驗結果，發(fā)現(xiàn)A+OSA系統(tǒng)中貯泥池污泥中碳元素衰減量

4、為108.53g，缺氧池污泥中碳元素增長量為90.55g，好氧池污泥中碳元素增長量為31.79g，主體反應區(qū)內固相污泥中碳元素增長量為122.34g，合計系統(tǒng)固相污泥中碳元素增長量為13.81g；系統(tǒng)以剩余污泥中固相污泥的形式排出的碳元素量為13.82g。AO參照系統(tǒng)中缺氧池污泥中碳元素增長量為40.79g，好氧池污泥中碳元素增長量為-12.19g，合計系統(tǒng)固相污泥中碳元素增長量為28.6g；系統(tǒng)以剩余污泥中固相污泥的形式排出的碳元素量

5、為29.94g。A+OSA系統(tǒng)貯泥池內污泥中碳元素的減少驗證了貯泥池內有污泥衰減的發(fā)生；A+OSA系統(tǒng)主體反應區(qū)內的水污泥中的C元素量增加量大于AO參照系統(tǒng)污泥中的C元素增加量，這一點佐證了A+OSA系統(tǒng)中，由于貯泥池的引入，主體反應區(qū)內微生物存在補償性增長的理論。
　　試驗期間，A+OSA系統(tǒng)中缺氧池、好氧池、貯泥池微生物生化反應平均放熱值分別為5.36kJ/d、92.82kJ/d、27.09kJ/d。AO參照系統(tǒng)中缺氧池、好氧

6、池微生物生化反應平均放熱值分別為2.59kJ/d、72.35kJ/d。累積試驗30天內，A+OSA系統(tǒng)累積向外界釋放熱能3758.26kJ，AO參照系統(tǒng)累積向外界釋放的熱能2248.18kJ。在試驗期間內，A+OSA系統(tǒng)微生物生化反應累積放熱值明顯高于AO參照系統(tǒng)。
　　在兩套系統(tǒng)穩(wěn)定運行期間，在兩套系統(tǒng)輸入能量相同的情況下，A+OSA系統(tǒng)向外界釋放的能量顯著高于AO參照系統(tǒng)。說明A+OSA系統(tǒng)中的用于維持微生物正常的生命活動所需

7、的能量和用于合成生物體的能量變少，A+OSA系統(tǒng)發(fā)生了解偶聯(lián)，即解偶聯(lián)的發(fā)生是其污泥減量的原因之一。A+OSA系統(tǒng)由于貯泥池的引入，系統(tǒng)內總體上微生物總量多于AO參照系統(tǒng)，進而導致A+OSA系統(tǒng)用于維持能的碳元素量高于AO參照系統(tǒng)。
　　A+OSA系統(tǒng)的污泥減量效果是貯泥池內的污泥衰減和主體反應區(qū)內的活性污泥補償性增長以及解耦聯(lián)的共同作用下完成的。
　　本課題得到教育部重大項目“城市污水處理廠高效穩(wěn)定運行共性關鍵支撐技術研究