以比耗氧速率作為絲狀菌膨脹預(yù)警指標(biāo)的研究

李志華，朱珂辰

(西安建筑科技大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，西北水資源與環(huán)境生態(tài)教育部重點實驗室，西安 710055)

摘要：通過對4個不同運(yùn)行條件的SBR反應(yīng)器中活性污泥的SOUR與SVI的連續(xù)監(jiān)測，研究了通過SOUR來預(yù)測絲狀菌污泥膨脹風(fēng)險的可行性。研究發(fā)現(xiàn)，SOUR出現(xiàn)峰值后的8~42天后往往會出現(xiàn)污泥膨脹事故。而針對這四組不同狀態(tài)的污泥所進(jìn)行的SOUR與SVI參數(shù)的監(jiān)測與記錄，顯示這種SOUR與污泥膨脹對應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象適于狀態(tài)各異的污泥。由于SOUR是易于連續(xù)監(jiān)測的指標(biāo)，這項技術(shù)在污水廠將易于利用。利用這項技術(shù)可以為技術(shù)人員提前應(yīng)對污泥膨脹提供足夠時間，從而幫助污水廠的運(yùn)行與管理。

通過以往對活性污泥膨脹問題的研究進(jìn)行綜合，絲狀菌引發(fā)的活性污泥膨脹原因可主要分為五種類型：基質(zhì)限制、DO限制、營養(yǎng)物缺乏、pH影響和H₂S影響。而DO限制則是最常見的引起絲狀菌過量生長的原因之一。因此，選擇了以低DO為誘導(dǎo)絲狀菌膨脹為條件。

OUR即氧消耗速率，可用來間接表征微生物活性。而活性污泥的沉降性能與活性污泥本身的活性有關(guān)。受上述研究啟示，本研究擬用SOUR作為污泥膨脹的預(yù)警指標(biāo)，尋求一種簡便的預(yù)警活性污泥膨脹的方法。

1 SBR反應(yīng)器及進(jìn)水水質(zhì)

4個SBR反應(yīng)器（簡稱R1、R2、R3、R4）的有效容積均為4L，每周期進(jìn)水2L，出水2L。運(yùn)行時間為8小時一周期，一天3周期。每周期進(jìn)水7min，曝氣381min，沉淀90min，出水2min。R1與R2為鼓泡式反應(yīng)器。R3與R4為氣提式反應(yīng)器。R1反應(yīng)器在進(jìn)水與曝氣過程中伴隨攪拌。R2反應(yīng)器在曝氣過程中伴隨攪拌。R3與R4反應(yīng)器沒有設(shè)置攪拌裝置，反應(yīng)器中設(shè)置內(nèi)筒，對密實絮體與顆粒污泥起到篩選作用。

表1 反應(yīng)器pH值與進(jìn)水水質(zhì)

2 結(jié)果與討論

2.1 各反應(yīng)器狀態(tài)

4個SBR反應(yīng)器由于運(yùn)行工況不同導(dǎo)致在研究過程中每個反應(yīng)器中活性污泥的形態(tài)與狀態(tài)也不盡相同，詳見表2。

*括號內(nèi)為算數(shù)平均值。

2.2 污泥SOUR預(yù)警絲狀菌膨脹

由上述條件可知，4個SBR反應(yīng)器中污泥狀態(tài)與培養(yǎng)條件是截然不同的。唯一相同的，是利用DO限制來引發(fā)活性污泥絲狀菌膨脹。由圖1可見，每個反應(yīng)器在污泥膨脹事件（E_SVI）發(fā)生前，污泥的SOUR都會出現(xiàn)對應(yīng)的峰（E_SOUR）。

圖1. 各反應(yīng)器SOUR、SVI以及MLSS數(shù)據(jù)圖（E代表事件）。

綜合各反應(yīng)器污泥膨脹事件，以污泥形態(tài)分類可見膨脹事件特征于表3。

表3 　不同形態(tài)污泥SOUR與絲狀菌膨脹反應(yīng)時間

3 結(jié)論

以SOUR作為微生物活性表征，可以提前8~42天預(yù)測由DO限制引起的活性污泥絲狀菌膨脹。這種預(yù)測方法適用于本研究中涉及的各種初始狀態(tài)污泥，具有一定代表性。而由于該方法為污水處理廠提前應(yīng)對污泥膨脹事故提供足夠的時間，具有工程可行性。

（本文發(fā)表于《中國給水排水》雜志2015年第11期“論述與研究”欄目）

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