1、1题名 SBR 法处理工业废水中 pH 值对污泥膨胀的影响 作者 丁峰,彭永臻,支霞辉 关键词pH 值 ; SVI(污泥指数 ); SBR; 活性污泥膨胀 单位 青岛建筑工程学院环境工程系,北京工业大学,同济大学 青岛 266033,山东省青岛市抚顺路 11号,电话(0532)5073982 ,北京 100022 ,上海 200092 摘要 主要研究了在 SBR 法处理啤酒废水和化工废水中 pH 值对污泥膨胀的影响。试验研究的结果表明 ,进水的 pH 值在 5 0 6 0 ,啤酒废水长期保持进水 pH 值为 5 0 时 ,活性污泥的污泥指数SVI60 时开始上升。对于化工废水而言,进水的 pH
2、 值低的主要原因是废水中的各种有机酸所致,所以,随处理过程有机酸的逐步降解,pH 值会逐渐升高 ,2 种废水在进水 pH 值为 110 时,过程 pH 值略有降低的原因主要是碱性条件下产生 NH3 逸出,消耗部分碱度所致。32 进水 pH 值对活性污泥沉降性能及污泥膨胀的影响开始 2 种废水的进水 CODCr 约为 800 mg/L,每个周期反应时间为 15 h,空气流量为 07 m3/h,每个周期的反应完毕后排出一部分污泥,使 MLSS 都保持在 2 000 mg/L左右,CODCr 有机负荷约 69 kg/kgd,23种废水进水 pH 值从 70 以较快的速率降至 20,由 70 驯化后升
3、高至 120。试验过程 2 种废水不同 pH 值设置的反应周期见表 1。根据表 1 设计的试验方案,并同步检测每个周期的活性污泥 SV%、MLSS 、SVI 、出水CODCr 等项目。2 种废水试验过程 SVI 与出水 CODCr 变化的结果见图 2。图 2 实验过程 SVI 与出水 CODCr 变化曲线从图 2 可见,在开始反应的 10 个周期内进水pH 值为 70、65,适于绝大多数活性污泥的微生物生长,2 种废水的 SVI 皆保持在7090 mL/g,出水 CODCr 皆在 100 mg/L 以下。当进水 pH 值为 5560(1122 周期) 以后,啤酒废水出水的 CODCr 几乎呈阶
4、梯状急剧上升,而 SVI 值仅略有下降; 化工废水的出水 CODCr、SVI 变化很小。进水 pH 值由 50 逐渐降至 25 的过程中,2 种废水的出水 CODCr 都上升,并且啤酒废水上升更快,在第 60 周期达到了 473 mg/L,化工废水也达到了 167 mg/L,而且过程中两者的SVI 值先是逐渐下降,至第 48 周期以后又略有上升,但 SVI 值都9 0 以后,絮凝作用开始下降,这时电排斥作用增加,是脱絮(悬)、上浮、不絮凝的原因。33 长期低 pH 值运行时引起的污泥膨胀进水低 pH 值时反应过程中 pH 值的相对稳定性,选用啤酒废水进行试验。试验中保持进水 ODCr=800
5、mg/L,反应时间为 15 h,空气流量为 07m3/h,进水 pH 值分别为 70和 50,通过每个周期结束时排泥,控制活性污泥的 MLSS 约为 2 000 mg/L 左右。76 个周期的运行结果见图 4。从图 4 中可见,进水 pH 值=70 时,经过长期运行后出水的CODCr 基本在 100150 mg/L,SVI 为70100 mL/g,镜检发现,絮状菌和丝状菌数量保持平衡。当进水 pH 值=50 时运行的结果使 SVI 更低(70100 mL/g),不同的是出水 CODCr 较高,在 150350 mg/L 间波动。活性污泥镜检观察,几乎很少见到丝状菌,反应过程伴有轻微的上浮污泥,
6、且上清液清澈透明。图 4 啤酒废水长期低 pH 值条件下 SVI 与出水 CODCr 变化曲线34 控制反应过程 pH 值不变 ,pH 值对活性污泥性能的影响 2 种废水进水的 CODCr保持 800 mg/L 左右,反应时间为 15 h。空气流量为 07 m3/h, MLSS 约 2 000 mg/L。反应过程中用 H2SO4(或 NaOH)调节混合液的 pH 值,使之保持与进水 pH 值基本不变,设置的方案见表 2,试验进水 pH 值由 70 逐渐降至 35,运行了 42 周期,检测的结果见图 5。图 5 实验过程 SVI 与出水 CODCr 变化曲线(保持过程 pH 值不变)图 5 发现
7、,在 pH 值降低过程中 ,啤酒废水进水 pH50 后,不控制过程 pH 值,其混合液pH 值略有下降。控制过程 pH 值与前述相比等于提高了反应过程的 pH 值,因此 SVI值变化不大,当 CODCr 阶梯型上升较小,上浮污泥也不多。而化工废水在 pH 值较低时污泥活性受到严重抑制。出水 CODCr 较啤酒废水比前述中化工废水高得多。pH 值降至 55 时就开始出现严重上浮污泥,活性污泥变灰白,至 pH 值为 35 时 ,混合液中污泥量显著减少,上浮泥继续增加,5最终生物化学反应终止。而在此过程中SVI 的变化很小,基本保持为 60 mL/g 左右。机理如前所述,控制反应过程在低的 pH 值
8、下,化工废水较啤酒废水的活性抑制程度更加明显,污泥上浮加重,而 SVI 变化很小,都保持在 100 mL/g 以下,未出现丝状菌过量生长引起的膨胀。4 结论(1)通过用 SBR 法处理啤酒废水和化工废水中 pH 值对污泥膨胀影响的试验研究 ,结果表明,进水的 pH 值在 5060,啤酒废水长期保持进水 pH 值为 50 时,活性污泥的污泥指数 SVI100 mL/g。当 pH 值5025 后引起活性污泥活性抑制和污泥上浮(尤其是化工废水),若进水 pH 值在90120 时,则 2 种废水的污泥指数略有上升,但 SVI110 mL/g,并且活性污泥皆表现出活性的抑制和污泥的解体。(2)在进水的
9、pH 值在 3570,且控制反应周期内 pH 值不变时,2 种废水的活性污泥上浮加剧,化工废水污泥较啤酒废水的上浮程度更严重。(3)在整个试验过程中,镜检未见过量真菌和其它丝状菌,可见用 SBR 法处理工业废水时 ,过低或过高的 pH 值不一定引起污泥膨胀。参考文献1 Jiri Wanner.The Implementation of Bulking Control in the Design ofActivated Sludge Systems.Wat.Sci.Tech.1994.29(7):193202.2 Imre T.,Erno fleit.Modeling of the Microm
10、orphology of the ActivatedSludge Floc:Low DO,Low F/M Bulking.Wat.Sci.Tech.1995.31(2):235243.3 Valter Tandoi,Simona Rossetti.Etal.Some Physiological Properties of anItalian Isolate of MICROTHEIX PARVICELLA Wat.Sci.Tech.1998.37(45):18.4 S.Knoop and S.Kunst.Influence of Tamperature and Sluge Loading on
11、Activated Sludge Setting, especially on MICROTHEIX PARVICELLA.Wat.Sci.Tech.1998.37(45):2735.5 Sezign,M.,Jenkins,D.,Parker,D.S.A Unified Theory of FilamentousActivated Sludge Bulking.J.Wat.Poll Control Feb.1978.50:362368.6 王凯军.活性污泥膨胀的机理与控制.北京:中国环境出版社,1992.7 F. Strom, D. Jenkins. Identification and Si
12、gnificance of FilamentousMicroorganisms in Activated Sludge.J.WPCF.1984.56(5):449459.8 Wesley O.Pipes. Bulking,Deflocculation and Pinpoint Floc. J.WPCF,1979.51(1).作者通讯处 丁峰 266033 山东省青岛市抚顺路 11 号 青岛建筑工程学院环境工程系电话 (0532)5073982E-mail d-2003-04-08 收稿6不同工艺处理各种废水中 pH 值对污泥膨胀的影响存在差异 污泥膨胀问题是活性污泥自产生以来一直伴随并常常发生
13、的一个棘手的问题。其主要特征是：污泥结构松散，质量变轻，沉淀压缩性能差；SV 值增大，有时达到 90%，SVI 达到 300 以上；大量污泥流失，出水浑浊。污泥膨胀在污水处理过程中的危害显而易见，发生污泥膨胀后，二沉池出水的 SS 将会大幅度增加，直至超过国家排放标准，同时导致出水的 CODcr 和BOD5 也超标。如果不立即采取控制措施，污泥持续流失会使曝气池内的微生物数量锐减，不能满足分解有机污染物的正常需要，从而导致整个系统的性能下降，甚至崩溃。如果恢复，需要从培养、驯化活性污泥重新开始。但目前就PH 对污泥膨胀的影响没有一个明确的标准，只是以偏概全的认为 pH 偏低易引起丝状菌的大量繁
14、殖。污泥膨胀分为丝状菌膨胀和非丝状菌膨胀。非丝状菌膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷太高的时候，此时细菌吸附了大量有机物，来不及代谢，在胞外积贮大量高粘性的多糖物质，使得表面附着物大量增加，很难沉淀压缩。丝状菌膨胀在日常实际工作中较为常见，成因也十分复杂。影响丝状菌污泥膨胀的因素有很多，但我们首先应该认识到的是活性污泥是一个混合培养系统，其中至少存在着 30 种可能引起污泥膨胀的丝状菌。研究在 SBR 法处理啤酒废水和化工废水中 pH 值对污泥膨胀的影响。试验研究的结果表明,进水的 pH 值在 5060,啤酒废水长期保持进水 pH 值为50 时,活性污泥的污泥指数 SVI100 mL/g,当
15、 pH 值 5025 时,会引起活性污泥活性抑制和污泥上浮(尤其是化工废水)。进水 pH 值在 90120 时,2 种废水的污泥指数略有上升,但 SVI110 mL/g,活性污泥皆表现出活性的抑制和污泥的解体。若进水的 pH 值在 3570,且控制反应周期内 pH 值不变,则 2 种废水的活性污泥上浮加剧,化工废水污泥较啤酒废水的污泥上浮程度更严重。在整个试验过程中,镜检未见过量真菌和其它丝状菌,可见用 SBR 法处理工业废水时,过低或过高的 pH 值不一定引起污泥膨胀。SBR 法处理啤酒废水和化工废水中 pH 值对污泥膨胀的影响证明了不同工艺处理各种废水中 pH 值对污泥膨胀的影响存在差异，但针对不同工业废水 PH有何影响还没有明确标准，这些数据的空白等着我们这些后人去填写，有机会希望能参加这样的实验验证不同废水的中 PH 的不同影响。7From:王将
