污泥上清液的有机物浓度及其生物降解性

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1、污泥上清液的有机物浓度及其生物降解性甲一污泥上清液的有机物浓度及其生物降解性胡允良●-●.''_.__一(I-海工程成套总公司)X"[摘要]活性污泥法是目前广泛应用于城市生活污水处理的一种有效方法.在进行城市生活污水的生物处理中,套产生一定量的生物污泥.在跟缩和处理剩余污泥时,所产生的含高浓度有机物的污泥上清液被回流到污水处理系统不适当的回流会增加水处理系统的处理负荷井严重影响污水处理厂出水的水质.实验证明:在污泥浓缩中,污泥上清液中有机物含量(用CODcr表示)与浓缩温度成e指数关系,与农缩时问成小于1的指数关系.在通常污泥浓缩情况下(VS一8～30g/I,T一1O～30℃,t=48h),

2、污泥上清液中CODcr为85O～7700rag/L.这些有机物将被回流到活性污泥池去降解在特定的生化处理条件下(T一20℃,PH=7),不同浓缩时间和农缩温度下产生的上清波有机物的降解性是相似的.但是生物处理后的污泥上清液中剩余CODcr仍随着污泥农缩时间和温度而增加(74～692mg/L).在通常情况下,由污泥所产生的有机物负荷占进水有机物负荷的3.4～8.4所以在污水处理站中,应该根据城市生活污水的进水负荷来有比例地回流污泥上清液,使得出水CODcr农度遮到国家排放标准(中国为100mg/L).关键词:城市生活污水活性污泥上清液CODcr浓缩温度厌氧消化剩昌尊阵阱谬且前世界上城市生活污水

3、的处理基本采用生物法,活性污泥法和生物膜法在生物处理过程中,会产生容量不可忽视的污泥.为了方便这些污泥运输到填埋场,污泥处理中心或污泥焚烧厂,必须最大程度地压缩污泥的体积以期减少污泥量.污泥浓缩池是压缩污泥体积的最简单和最初的一个步骤.在浓缩池中,来自初沉池,活性污泥池和二沉池的污泥以沉淀或上浮的方式进行浓缩浓缩后的污泥将进入下遭工序,如;好氧或厌氧消化池,污泥的上清液将回流到初沉池或活性污泥池.在污泥浓缩池中,污泥处于缺养料缺氧状态,会出现厌氧消化厌氧消化是由不同细菌作用的一连串生化反应(图1).在厌氧消化过程中,污泥浓度减少,上清液中有机物浓度增高.由于污泥浓缩池中的污泥停留时间仅为2d

4、,而甲烷菌的繁殖周期为4～6d],所以污泥浓缩池中的厌氧消化是不完全的.目前世界上对污泥浓缩池中的污泥厌氧消化还鲜有研究.而上海的众多污水处理厂只是将污泥浓缩一下,然后将污泥运到农村做肥料,上清液被回流到前段水处理系统.这些含高浓度有机物的上清液被回流到初沉池或活性扮泥池,将会增加生物处理的负荷,影响出水水质.所以有必要了解这些有机物在不同浓缩条件下的增长规律及——1——,,,,=口/前一一物机有余它的降解性.水解阶段酸化阶段产气阶段二二二水解+细菌产酸细菌甲烷'细菌图1污泥魇氧消化的机理二,试验过程为了模拟污泥浓缩池,我们将取自于污水处理站活性污泥池中的污泥浓缩成不同浓度(8~30g/I)

5、,并将它们置于密闭容器中.在不同温度(10~30'C)下,观察污泥浓度(VS),上清液有机物(CODer,TOC,蛋白质,挥发性脂肪酸VFA)浓度随浓缩时间的变化.然后将在不同条件下产生的上清液进行生物降解试验(PH一7,T一20"(2,t一30h),以观察上清液有机物的生物降解性.三,结果和讨论(--)模拟污泥浓缩池试验通过模拟污泥浓缩池试验,我们观察到污泥浓度和有机物浓度不但随浓缩时间而变化,同时也随温度而变化.下面就详细介绍污泥浓度和有机物浓度(CODer,TOC,蛋白质,VFA)随时间和温度的变化情况1.污泥浓度的变化图2展现了三种不同污泥浓度在三种试验温度下随时间的延续而下降的过程

6、.从图中可以看出,对于某一固定污泥浓度(例如:M2—12.0g/I),韫度越高,污泥浓度下降得越快.污泥浓度的下降是因为在污泥浓缩过程中,由于缺乏养料,微生物先利用体内储存的养料进行内源呼吸,待体内的养料用尽后,微生物则自我分解,也就是图1中的水解过程.生物分解后产生的回俸和溶解性有机物将是另外活着的微生物的外源养料,所以在污泥浓过程中,污泥浓度会随着时间的延续而下降.图3展现了经过42h的浓缩,VS的下降率和温度的关系.VS的下降率即是污泥浓度下降的百分比((VS0一VS)/VSo].从图3可以看出,温度越高,VS下降率越大因为温度越高,生物的活性越强,自我分解能力也越太,所以污泥浓度下降

7、得快.对于污水处理厂来说,污泥浓缩时间越长,浓缩温度越高,污泥量也就越少.通过42h的浓缩,1O℃时,污泥量可减少4.3,20C时,可减少75,30℃时,可减少13.5.一2一图2污泥浓度随时问变化的曲线图3污泥浓度下降率与温度的关系2.上清液CODcr的变化图4展现了在三种污泥浓度和三种试验温度下上清液CODer的变化曲线.从图中可以看出,对于某一固定污泥浓度(例如:M2=12.0g/L),温度越高,上清液