“生物钙”法污水处理性能研究

出　　自：《中国给水排水》 1997年第1期第36页
发表时间：1997-1

吴晓磊 管运涛 黄霞 钱易

清华大学

传统活性污泥法由于受自身特点(如污泥沉降性能低下等)的影响，不能适应废水处理发展的要求。为此，人们对活性污泥法进行了许多改进。
本研究在曝气池中加入常用的混凝剂Ca(OH) 2 进行试验，以考察投加Ca(OH) 2 活性污泥法(下称生物钙法)的可行性。

1 试验方法

在进行正式试验前进行了1个月的预备试验，确定了适宜的Ca(OH) 2 投加方式。试验流程如图1。试验分三阶段进行，由燕山石化公司污水净化厂8 # 表面曝气池中取得初始SVI133mL/s为种污泥，试验用水为清华大学学生宿舍区生活污水经投加葡萄糖、牛肉膏、尿素及磷酸二氢钾构成合成生活污水，第1、Ⅲ阶段保证COD:N:P=100:5:1，并以未加Ca(OH) 2 的情况作为对照试验，其它条件如表1所示。
在整个试验过程中对SVI、MLSS、进出水COD、NH₄⁺-N、TN及TP浓度进行了测定，分析了反应器的COD容积负荷及污泥负荷，以判定生物钙法与对照试验(普通活性污泥法)污泥性能及处理能力的优劣。
在试验的第Ⅱ阶段，安排了COD浓度由平均691mg/L上升到1000mg/L最高至1800mg/L，并降低了N、P含量及反应器中DO浓度，以考察生物钙法受冲击负荷及污泥膨胀的影响。



2 结果分析

2.1 生物钙法可以保持较高的MLVSS浓度
各阶段污泥浓度算求平均值于表2。试验启动时，两个反应器接种污泥浓度均为5.69g/L，随着试验进行对照反应器中污泥逐渐流失，并在第I阶段维持在2.8g/L的平均水平(与普通城市污水处理厂相近)，而生物钙法MLVSS基本维持在5.0g/L的水平。第Ⅱ阶段后，由于冲击及污泥膨胀的影响，MLVSS浓度下降，但生物钙法总可以保持较高的浓度值。生物钙法总体MLVSS浓度平均值为4.3g/L，高出对照试验的2.3g/L近1倍。说明混凝剂Ca(OH) 2 的加入能够提高反应器中的生物量。
为了解释这种现象，对SVI及二沉池中污泥浓度进行了测定，各阶段二沉池污泥浓度列于表3。Ca (OH) 2 加入使污泥沉降性能有了很大的改善。第Ⅰ阶段，对照试验SVI基本维持在133mL/g，而生物钙法SVI则由初始值很快下降到52mL/g；第Ⅱ阶段由于受冲击，C、N、P比值不恰当及DO浓度低的影响，SVI值均上升，其中对照试验中SVI值>300mL/g最高达到600mL/g，生物钙法SVI值也上升到148mL/g，镜检发现大量丝状菌、污泥出现膨胀，但SVI上升较对照试验滞后14d，说明Ca(OH) 2 的加入对污泥膨胀有抑制作用；第Ⅲ阶段恢复正常进水，对照试验SVI值维持在较高水平、MLVSS浓度基本不变，而生物钙法则很快恢复到正常的较低水平，MLVSS浓度上升到平均3.6g/L，说明Ca(OH) 2 加入有利于污泥膨胀的恢复。

注:“总平均值”为第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各MLVSS值算术平均而得(由于第Ⅱ阶段不能代表正常运行情况，故其值未被选入)

由表3，生物钙法污泥具有较好沉降性能，因而能更好地在二沉池中截留并回流到反应器中，维持了反应器中较高的生物量。
2.2 生物钙法COD去除能力及抗冲击负荷能力强
第Ⅱ阶段出现冲击负荷时，对照试验出水COD明显上升(接近400mg/L)、COD去除率有较大的下降，而生物钙法出水COD上升较小，这是由于具有较高MLVSS浓度，说明生物钙法具有较强的耐COD冲击能力。
由于两反应器HRT不同，对各自容积负荷、污泥负荷进行计算，结果如表4。可以看出生物钙法容积负荷(Fr)为1.8kgCOD/m³ ·d，是对照试验的2.0倍；而污泥负荷(U)为0.5kgCOD/kgMLVSS·d，是对照试验的83%。它们出水COD浓度相差不大。
较高的容积负荷反应了较强的处理能力，较低的污泥负荷则反映了较强的处理潜力，是系统、出水优质的保证。所以，高容积负荷、低污泥负荷是评定废水处理工艺优劣的标准之一。因而，加入Ca(OH) 2 的生物钙法对COD处理能力优于普通活性污泥法。
2.3 生物钙法能实现较好的营养元素去除

生物钙法对COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除能力优于普通活性污泥法，特别是对总磷的去除率高出对照试验的3.5倍，实现预想的目标。

3 结论

① 向曝气池中投加Ca(OH) 2 的生物钙法，污泥性能明显得以改善，反应器平均MLVSS浓度为4.3g/L，高出对照试验近1倍，并对污泥膨胀有明显抑制作用。
② 生物钙法在进水COD浓度为400～900mg/L，COD去除率>85%，容积负荷和污泥负荷分别为2.0kgCOD/m³ ·d和0.5kgCOD/kgMLVSS·d，是对照试验的2倍和83%。同时，对COD冲击负荷具有较强的抵抗能力。
③ 生物钙法对营养元素有较强的处理能力，对总磷去除率可达90%，高出对照试验的3.5倍。
作者通讯处:100084 北京清华大学环境工程系