溫度對剩余活性污泥性能的影響研究

2020-10-13  來自: 山東環科環保科技有限公司 瀏覽次數:834

隨著我國污水處理產業的發展,污泥產量也急劇增加,給現有污泥處理處置技術帶來較大的資本挑戰。為幫助現有污泥處理工藝更好地實現精細化管理,以剩余活性污泥為研究對象,從污泥中有機物含量、蛋白質含量、多糖含量、脂肪含量和細菌豐度等測試指標開展分析,并研究剩余活性污泥的周期性特點。試驗結果表明,高溫有利于細菌豐度的增加與有機物含量的降低,且糖類、蛋白質和脂肪含量隨著溫度的升高呈現顯著下降的趨勢。建議生活污水處理廠低溫天氣期間增強對活性污泥存儲介質的保溫工作,以利于污泥原位穩定化和減量化。

剩余活性污泥屬于污水生化處理后產生的二次污染物,其顆粒較細、含水率高、比阻值大、有機物含量較高、容易腐化發臭,是由多種微生物形成的菌膠團與其吸附的有機物和無機物組成的集合體。目前,對剩余活性污泥的處理以傳統混合法為主,即將剩余活性污泥和其他類型污泥混合后進行處理,如濃縮、消化、脫水和干化等而以其單獨作為處理對象的研究目前尚處于污泥原位減量試驗階段。雖然上述技術均存在不同程度的優缺點但考慮實際效用和綜合成本,還需要結合剩余活性污泥的周期性特征進行具體分析,以確定投入工程應用的可行性和必要性。

目前有關剩余活性污泥的性能研究尚不全1面,因此筆者以此為出發點,分析某生活污水處理廠剩余活性污泥全年的部分典型有機物和微生物指標,旨在為相關科研人員提供參考。

1試驗材料與方法

試驗用泥取自某污水廠二沉池的剩余回流污泥。采用國標法測定污泥中的有機物指標,采用修正的Folin-Lowry法測定蛋白質含量,采用蒽酮法測定多糖含量,采用索氏提取法測定脂肪含量,采用PCA平板對細菌計數,采用電子氣溫計測定溫度。

2結果與分析

圖1顯示了剩余活性污泥中有機物含量與溫度的關系。

溫度

由圖1可知,由于剩余活性污泥中含有大量微生物和有機污染物,故有機物含量較高,一般在60%以上,且有機物含量隨季節而變化,一般冬季含量高、夏季含量低,與溫度的變化趨勢正好相反。

圖2顯示了剩余活性污泥中蛋白質、多糖、脂肪含量與溫度的關系。

溫度

由圖2可知,剩余活性污泥中,蛋白質含量在冬、春季較高,在夏、秋季較低。另外,該污泥中蛋白質含量在夏、秋過渡期存在小幅度波動,可能是由于溫度隨時間的驟減速率由大變小。多糖含量在晚秋、冬季和早春季節較高,而在其他時間含量相對較低,說明溫度對剩余活性污泥中多糖含量可能存在影響。脂肪含量在7月和10月低,在1月—4月、11月和12月含量相對較高。

從3月—7月,隨著溫度的升高,剩余活性污泥中脂肪含量逐漸下降。從7月—9月,由于溫度下降,脂肪含量逐漸上升,但上升速度逐漸變慢;此階段,溫度下降速度也由快變慢。9月—10月,溫度下降速度驟增,脂肪含量也相應驟減;隨著溫度下降速度的平穩化,脂肪含量驟升到一個新的高度,且趨于穩定。從1月—3月,由于溫度平穩變化,剩余活性污泥中的脂肪含量變化也趨于穩定。

試驗還監測了剩余活性污泥中細菌豐度隨季節的變化情況。結果表明,細菌在春、夏、秋、冬四季的含量分別為(2.9±1.7)×108、(5.9±0.7)×109、(2.9±0.44)×109和(2.2±1.0)×108CFU/mL。可見,剩余活性污泥中細菌豐度在夏季大、冬季低。根據標準偏差與均值之間的比值可知,夏季細菌豐度的波動相對小,為12%;其次為秋季,為15%;春季細菌豐度的波動大,其次為冬季,且均在45%以上。

3討論

綜上所述,隨著溫度的升高,剩余活性污泥中有機物含量、蛋白質含量、多糖含量和脂肪含量均出現下降趨勢。由于蛋白質、多糖和脂肪是剩余活性污泥中有機物的重要組成部分,故有機物含量的變化,[7]趨勢也反映了這三者的變化情況這與Ma等人的研究結果相似。蛋白質含量相對于多糖和脂肪含量較高,且隨溫度的變化趨勢與有機物含量的變化趨勢為相似,說明蛋白質含量的變化也可能對有機物含量有較大影響。

此外,溫度的波動也影響著剩余活性污泥中各成分在局部范圍內的波動。另外,細菌豐度在冬季和春季相差不大,但剩余活性污泥中有機物含量、蛋白質含量、多糖含量和脂肪含量在冬季相對較高,說明冬季很多細菌可能處于休眠狀態。

分析溫度、蛋白質含量、多糖含量、脂肪含量、細菌豐度和有機物含量之間的Pearson相關性,結果如表1所示。由表1可知,溫度與剩余活性污泥中蛋白質、多糖和脂肪含量之間存在較強的負相關性,而與細菌豐度存在較強的正相關性。

蛋白質、多糖和脂肪含量相互之間存在較強的正相關性。細菌豐度與脂肪和蛋白質含量存在較強的負相關性,說明細菌豐度的增加可以促進部分有機物的降解。有機物含量與蛋白質和多糖之間存在較弱的正相關性,可能是細菌等微生物自身就是有機物的重要組分,進而減弱了有機物降解作用對剩余活性污泥中有機物含量的影響。

溫度

4結論

溫度對剩余活性污泥的各項指標具有較大影響。溫度越高,剩余活性污泥中蛋白質、多糖、脂肪含量和有機物含量越低,但細菌豐度越大。因此,建議有條件的污水廠在低溫天氣增強對剩余活性污泥存儲池或管道的保溫工作,以實現剩余污泥的原位減量化和穩定化。

關鍵詞: 溫度   活性污泥   性能     

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