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超磁分离污泥水解酸化工艺

摘要:超磁分离污泥水解酸化工艺,城市污水处理厂进水碳源不足是一个普遍存在的问题,导致后续脱氮效率较低。目前,解决该问题的主要方法之一是外加部分碳源,如甲醇和乙酸钠等。添加

  大城市污水处理站渗水氮源不够是一个广泛存在的不足,造成 事后脱氮高效率较低。现阶段,处理该难题的关键方式之一是另加一部分氮源,如乙醇和乙酸钠等。加上的一部分氮源也有毒副作用,并且药物成本费较高。怎样以较低的成本费提升脱氮高效率是低碳氮比废水微生物脱氮急需解决的难题,因而,找寻适合的另加氮源变成现阶段关心的网络热点。曝气生物滤池是把淤泥中的生物大分子有机化合物转化成小分子水有机化合物,获得挥发物油酸(VFAs)的全过程。而VFAs中的甲酸和己酸是提高微生物脱氮的有益氮源,其水解酸化池速度比甲醇和乙醇高些。

  超磁分离出来水质清洁加工工艺是近些年发展趋势起來的一种有机化学水处理。磁分离出来技术性依靠另加电磁场加强固液分离设备高效率,较微生物吸咐技术性解决高效率,较膜分离设备耗能低,能填补目前氮源浓缩技术性分别的缺点,考虑节能减排要求。其能迅速合理地除去生活污水处理中的绝大多数有机化合物,COD分离出来污泥负荷约为75%,SCOD的分离出来污泥负荷超出60%,TP污泥负荷贴近90%。本研究室选用的超磁分选设备的渗水为生物化学解决前的废水,因此 超磁分离出来淤泥类似初沉淤泥。而初沉淤泥中带有很多的有机化合物,是非常好的发醇底物。现阶段,世界各国有很多有关初沉淤泥、剩下淤泥及其二者混和淤泥的水解反应产酸的科学研究报导。可是针对超磁分离出来淤泥与剩下淤泥协作曝气生物滤池的有关科学研究,还非常少见。目前研究发现,不在管控pH,溫度为30℃的反映标准下,既能够为生物化学系统软件出示大量的SCOD,又可以防止系统软件过高的N、P负载。

  本科学研究在保持溫度30不管控pH标准下,选择了2种超磁分离出来后淤泥(R1、R2)、剩下淤泥(W1、W2),设定R1、W1为一组,设定R2、W2为另一组,开展了超磁分离出来淤泥、混和淤泥及其剩下淤泥3种不一样种类淤泥曝气生物滤池的比照科学研究,在其中混和淤泥为超磁分离出来淤泥及其剩下淤泥按不一样占比混和后的淤泥(5组)。研究了淤泥特性的差别对曝气生物滤池及碱化物质成分的危害,为污水处理厂根据淤泥产酸发醇得到氮源开展淤泥类型的挑选出示参照。

  一、原材料与方式

  1.1 试验原材料

  R1、W一分别为污水处理站停工前超磁分离出来淤泥及其含水量为80%的脱干淤泥;R2、W2分别为污水处理站停工后超磁分离出来淤泥及其某加强微生物除磷(EBPR)小试加工工艺的二沉池中的剩下淤泥。在其中R1常用废水源自东坝污水处理站细格珊以后,R2常用废水源自污水处理站进深水井(粗格栅以前)。试验前,将W1用纯净水稀释液,将W2在4℃下浓缩24小时,随后排出来上清液。以求做到与超磁分离出来淤泥类似的挥发物固态(VSS)。试验前,取1d内不一样时间段的淤泥,混和后打疫苗。4种淤泥特点(最少历经3次反复测量取均值)結果见表1。R1、W1、R2和W2的原始pH为7.55、7.68、6.85和6.91,含水量为0.9847、0.9822、0.9683和0.9772。加药占比见表2,1~花了7天时间加药的占比以剩下淤泥的容积和VSS计,在其中2号为超磁分离出来淤泥,花了7天时间为剩下淤泥,2六号为投加了不一样占比的剩下淤泥。

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  1.2 试验设备与方式

  超磁分离出来淤泥曝气生物滤池的批号试验在恒温培养箱中开展,试验设备如图所示1所显示,选用七个2L的管式反应器,打疫苗淤泥容积为1.8L。试验逐渐前,曝N23min,以祛除管式反应器中的co2,随后应用橡胶塞密封性,橡胶塞上切两个孔,分别是N2袋,及其抽样口,管式反应器选用磁力搅拌器拌和。

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  1.3 统计分析方法

  本科学研究在创新东坝污水处理站当场开展,每日早中晚各取管式反应器的出水出水开展有关指标值的测量。因为水解反应消化吸收后污泥处理特性下降,因而,各指标值测量前须对试品开展预备处理。预备处理关键包含抽滤及过虑两个全过程。抽滤选用100mL的离心管,设定转速比为5000r•min-1,抽滤45min。随后将上清液用0.45μm的微孔滤膜过虑,除去上清液中小型顆粒化学物质,防止堵塞测量仪器设备并保证测量精度。

  基本剖析论文参考文献中的方式,在其中TCOD、SCOD选用重铬酸钾法,TN选用过硫酸钾空气氧化紫外线光度法,TP选用过硫酸钾空气氧化钼酸铵光度法,SOP选用钼酸铵光度法,NH4 -N选用纳氏试剂光度法,VSS和SS选用净重法。pH选用HACHHQ40d检测仪测量。VFAs选用瑞士万通883型离子色谱测量。

  二、結果与探讨

  2.1 淤泥水解反应产SCOD的转变

  淤泥水解反应状况能够应用SCOD来表明。2种剩下淤泥在不一样打疫苗占比下对超磁分离出来淤泥曝气生物滤池的危害如图2所显示。由图2(a)和图2(b)由此可见,2种超磁分离出来淤泥(R1、R2)当然水解反应造成的SCOD均在第4天做到最高值,各自为1118.68 mg•L-1和2063.50 mg•L-1,尽管二者水解反应获得的SCOD不一样,可是从图2(c)能够看得出,其SCOD/VSS的变化趋势是一致的,最大值均出現在第4天,为110 mg•g-1。表明2种超磁分离出来后的淤泥水解反应产酸的实际效果基础是一致的。

  剩下淤泥(W1、W2)当然水解反应造成的SCOD均在第7天做到最高值,各自为1599.88 mg•L-1和4954.80mg•L-1。由图2(a)能够看得出,2号和3号的SCOD最高值均出現在第4天,各自为1196.80 mg•L-1和1248.40 mg•L-1、11号的SCOD最高值出現在第5天,为1262.57 mg•L-1,5号、六号和花了7天时间的SCOD最高值均出現在第7天,各自为1443.68、1493.96和1599.88 mg•L-1。伴随着剩下淤泥占比的提升,不但能够提升SCOD的进行析出量,还能够增加其做到最高值的時间;与R1、W1水解反应不一样的是,由图2(b)能够看得出,2花了7天时间的SCOD最高值均在第7天,而且其伴随着打疫苗占比的提升而扩大,各自为2435.30、2622.70、2668.80、3151.00、3423.20和4954.80 mg•L-1。这与苏高强度等的科学研究結果类似。

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  W1、W2产SCOD出現这般大的差别,推断其缘故是:一方面,W1为脱掉水时的淤泥,在其中絮凝剂(PAM)的存有提升了分子结构间的团圆性,从而降低了发醇微生物菌种与消化吸收栽培基质的触碰,进而降低了SCOD的生产量;另一方面,W2为某平稳运作的EBPR系统软件,淤泥中微生物菌种的成分较W1多,曝气生物滤池菌根据对淤泥中微生物菌种植物细胞毁坏进而促进体细胞內容物释放出来。

  2.2 淤泥产酸效果分析

  曝气生物滤池全过程中造成的VFAs主要是由发醇产酸菌对可溶有机化合物的消化吸收转换。试验发觉,3种淤泥造成的酸主要是甲酸、己酸、正丁酸、异丁酸和正戊酸,将其乘于相对的指数计算成COD后求和,其和为挥发物有机物量试验选择R1、W1开展剖析,淤泥水解反应全过程中VFAs的形成状况如图所示3所显示。由图3能够看得出,VFAs的变化趋势与SCOD是一致的,均呈先扩大后降低的发展趋势。2号(超磁分离出来淤泥)当然水解反应VFAs的最高值出現在第4天,最高值为353.54 mg•L-1,与SCOD的趋势分析同样的是,混和淤泥2六号各自在第4、4、5、7和7天,水解反应液中造成的VFAs做到最高值,各自为399.98、436.52、449.03、520.05和556.97 mg•L-1,花了7天时间(剩下淤泥)当然水解反应造成的VFAs的最高值出現在第7天,为477.52 mg•L-1。从图3中还来能够看得出,打疫苗剩下淤泥能提升VFAs的造成量,而且伴随着打疫苗剩下淤泥的提升,也可以增加其VFAs做到最高值的時间。

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  在原始环节,淤泥中容易溶解顆粒化学物质最先被曝气生物滤池菌转换为VFAs,伴随着反映的开展,易溶解化学物质被耗费彻底,曝气生物滤池菌逐渐运用较难溶解的顆粒及生物大分子化学物质,那样造成 VFAs的产速减缓。由图3能够看得出:混和淤泥与超磁分离出来、剩下淤泥较为,更易碱化产VFAs。这是由于一方面混和淤泥吸咐很多胶体溶液和容易溶解有机化合物,曝气生物滤池菌能被合理运用;另一方面,超磁分离出来淤泥中尽管有机化合物成分很高,但大部分归属于慢速度溶解氮源;剩下淤泥中的有机化合物关键存有其体细胞内和胞外高聚物中,不历经合理预备处理曝气生物滤池菌无法运用。

  2.3 VFAs:SCOD及VFAs微量分析

  SCOD向VFAs的转换率能立即用于体现淤泥的产酸实际效果。试验选择R1、W1开展剖析,由图4能够看得出,在前4d,VFAs:SCOD均慢慢增大,混和淤泥VFAs:SCOD比率一直领跑超磁分离出来、剩佘淤泥。1花了7天时间的VFAs:SCOD各自在第4、4、4、5、7、7和7天做到最高值各自为0.316、0.334、0.350、0.360、0.361、0.373和0.299。因而,仅从VFAs:SCOD看来:混和淤泥较之于超磁分离出来具备较高的产酸优点;且剩下淤泥接种量的提升也加速了曝气生物滤池的速度,进而加重了碱化的水平。

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  ELEFSINIOTIS等强调,水解酸化池优先选择运用甲酸,次之为丁酸(包含异丁酸和正丁酸)和己酸,最终是戊酸(包含异戊酸和正戊酸)。CHEN等发觉,适合做为除磷氮源的2种有机物为甲酸和己酸,从短期内看,甲酸做为氮源除磷实际效果不错,而从长期性看,己酸做为氮源要比甲酸做为氮源的除磷效果非常的好。由此可见SCFAs的构成状况对其做为氮源被运用具备关键的危害。

  因为超磁分离出来淤泥SCOD在第4天即做到最高值,这时选择R1、W1开展剖析,結果如图所示5所显示。试验中淤泥曝气生物滤池关键形成5种挥发物油酸,各自为甲酸、己酸、正丁酸、异丁酸和正戊酸。超磁分离出来淤泥中5种酸的成分尺寸为甲酸>正戊酸>正丁酸>异丁酸>己酸,而剩下淤泥中5种酸的成分尺寸为甲酸>己酸>正戊酸>正丁酸>异丁酸。混和淤泥中伴随着剩下淤泥占有率的提升,己酸和异丁酸的成分也是有不一样水平的提升,正丁酸出現了降低的发展趋势,而正戊酸的转变并不大。从图5中容易看得出,各种各样淤泥产VFAs中,甲酸均具备显著优点。这与苏高强度等、刘绍根等、吴昌生等的科学研究結果是一致的。往往甲酸占有率最大,其关键缘故为:一方面,水解反应物质被产酸菌溶解为甲酸,且甲酸能够立即从糖分和蛋白的曝气生物滤池获得;另一方面,别的的有机物(己酸、丁酸或戊酸等)在一些胞内酶的功效下也可进一步形成甲酸。

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  2.4 淤泥水解反应N原素的转变

  不一样占比的剩下淤泥对N原素的危害见图6。超磁分离出来淤泥及其剩下淤泥中带有很多的蛋白,因此 曝气生物滤池全过程中除开有VFAs、SCOD等有机化合物总混之外,还会继续随着着N原素的释放出来。本科学研究关键以NH4 -N和TN为调查目标。在过去针对淤泥连续发酵的科学研究中,都出現了不一样水平的N原素的释放出来针对R1、W1,由图6(a)得知,3种不一样的淤泥的NH4 -N都展现出慢慢提高的发展趋势。而且伴随着剩下淤泥接种量的提升,NH4 -N的增加率也越大。反映开展到第4天和,1花了7天时间的增加率各自为78.79、85.97、91.11、94.68、97.28、115.32和115.91 mg•L-1

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  针对R2、W2,由图6(b)得知,3种不一样的淤泥展现出与R1、W1—样的变化趋势,有别于R1、W1的是,其NH4 -N的增加率更高。第4天,1~花了7天时间NH4 -N的增加率各自为127.34、147.56、153.53、176.34、206.19、244.41和399.83 mg•L-1。因为剩下淤泥主要是由一些特异性微生物絮体构成,因而,带有较多的蛋白,蛋白质水解能释放出来很多的高锰酸盐指数。

  系统软件中的TN主要是以NH4 -N的方式存有,由图6(c)和图6(d)中能够看得出,TN具备和NH4 -N类似的变化趋势。剩下淤泥接种量的提升也加速了N原素的总混,带有很多氮元素的曝气生物滤池液若加药到脱氮系统软件中,必然提升系统软件的N负载。因而,剩下淤泥的接种量应当综合性考虑到氮元素的释放出来针对全部系统软件事后的脱氮除磷的危害。

  2.5 淤泥水解反应P原素的转变

  在淤泥的厌氧消化全过程中,伴随着淤泥的瓦解和体细胞的破壁料理机,会出现很多的磷释放出来到曝气生物滤池液中。假如将曝气生物滤池液立即用以脱氮除磷的氮源,会提升事后解决的磷负载。因此 ,在这以前都是会开展前解决,对硝氮开展一部分收购 。因而,检测P的总混状况很必须。

  在过去针对淤泥曝气生物滤池的科学研究中,伴随着時间的增加,都是在不一样水平上随着着磷元素的进行析出。吴昌生等在对碱预备处理斜板沉淀池淤泥曝气生物滤池危害的科学研究中发觉:在25℃时,聚磷酸盐浓度值在第480分鐘做到最高值,为7.65mg•L-1,在35t时,在第480分鐘做到最高值,为15.23 mg•L-1苏高强度等发觉混和淤泥连续发酵在第六大时聚磷酸盐的释放出来量为120 mg•L-1、因为超磁分离出来在废水处理前端开发就早已去除开系统软件中绝大部分的聚磷酸盐,缓解了事后的解决工作压力,因此 针对超磁分离出来淤泥的曝气生物滤池,并不期待有P原素的进行析出。

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  比照2种超磁分离出来淤泥(R1、R2)P的释放出来状况,由图7得知,无论是TP還是SOP,其值较初值也没有很大的转变,并沒有P的进行析出。推断可能是因为超磁分离出来淤泥中有PAC(聚氯化铝),抑止了聚磷酸盐的释放出来。比照2种剩下淤泥(W1、W2)的TP,由图7(b)得知,TP的浓度值在前5d慢慢上升,在第5天做到最高值,为自此慢慢减少。由图7(a)得知,2六号TP的浓度值平稳在12 mg•L-1,并沒有很显著的磷的进行析出;由图7(d)能够看得出,TP的浓度值在第三天即做到最高值,为385.11 mg•L-1,自此浓度值平稳在390 mg•L-1上下,由图7(c)得知,2~六号TP的浓度值在3d后各自平稳在4.31、9.61、16.96、32.81、57.50 mg•L-1上下。2种剩下淤泥释磷状况有极大差别,推断其缘故是:W1来源于的东坝污水处理站选用前端开发有机化学除磷加工工艺,因此 淤泥中基本上沒有P的聚集;而W2源自某平稳运作的EBPR小试试验的二沉池淤泥,其出水可平稳考虑北京城市地标(DB11/890-2012)B限制值规范乃至北京城市地标(DB11/890-2012)A限制值规范出水出水规范,因而,其二沉池中淤泥聚集了很多的聚磷酸盐,淤泥曝气生物滤池时,在厌氧发酵标准下造成 了剩下淤泥中的聚磷菌的释磷。单单从P原素的释放出来状况看来,W2显而易见不宜作为打疫苗淤泥。

  2.6 综合分析

  淤泥曝气生物滤池致力于获得较多可运用氮源,但另外也存有着氮元素的释放出来。较高的氮释放出来必定会提升系统软件的氮负载,另外加重对氮源的市场竞争,最后减少系统软件的脱氮高效率。因而,在淤泥曝气生物滤池反映得到较多氮源的另外尽量避免高锰酸盐指数的释放出来,即做到较高的△SCOD/△TN值。因为超磁分离出来后的淤泥水解反应产酸在第4天做到最高值,因此 调查了第4天和各淤泥的△SCOD/△TN值。由图8(a)能够看得出,在第4天,3号的△SCOD/△TN值较大 ,为9.80,这时,剩下淤泥的加药占比为12.2%。由图8(b)能够看得出,在第4天,3号的△SCOD/△TN值较大 ,为9.86,这时,剩下淤泥的加药占比为13.6%。不难看出,在只考虑到N原素的危害时,尽管2种剩下淤泥来源于不一样,但其在第4天做到最高值时的淤泥打疫苗占比是相仿的。综合性考虑到剩下淤泥针对超磁分离出来淤泥曝气生物滤池实际效果危害发觉,当剩下淤泥接种量W1为12.2%,W2为13.6%时,既能够为系统软件出示大量的SCOD,又可以防止过高的氮负载。

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  三、结果

  1)2种超磁分离出来淤泥(R1、R2)当然水解反应造成的SCOD均在第4天做到最高值,剩下淤泥(W1、W2)当然水解反应造成的SCOD均在第7天做到最高值,伴随着剩下淤泥接种量的提升,混和淤泥SCOD的进行析出量也慢慢提升。

  2)对R1、W1开展产酸剖析发觉:剩下淤泥接种量的提升推动了混和淤泥VFAs的形成;各种各样淤泥产VFAs中,甲酸均具备显著优点,而且会推动己酸的积累。

  3)VFAs:SCOD值的剖析结果显示,混和淤泥较之于超磁分离出来、剩下淤泥具备迅速、髙效的产酸优点,且剩下淤泥接种量的提升也加速了曝气生物滤池的速度而且加重了碱化的水平,可是会增加其做到最高值的時间。

  4)淤泥产酸发醇的另外,还存有着N原素的释放出来,且伴随着剩下淤泥接种量的提升,N原素的释放出来更显著;比照2种剩下淤泥(W1、W2),W1做为打疫苗淤泥时,并沒有显著的P原素的释放出来,当W2做为打疫苗淤泥时,随着着较为显著的P原素的释放出来。

  5)综合性考虑到剩下淤泥针对超磁分离出来淤泥曝气生物滤池实际效果危害发觉,当剩下淤泥接种量W1为12.2%,W2为13.6%时,既能够为系统软件出示大量的SCOD,又可以防止过高的氮负载。(来源于:北京市首创股份有限责任公司;山东大学环境生态工程与水利学)

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作者: 三六五环保公司

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