沸石顆粒表面生物膜和投加了沸石粉的活性污泥絮體生長過程及成熟形態的微觀觀察,結果表明沸石顆粒不僅可以作為微生物載體長成生物膜,而且成為菌膠團核心和污泥絮體骨架,改善了污泥絮體的顆粒結構,從而增強了絮體強度,提高了絮體密度,降低了污泥塑性。研究結果表明沸石粉適宜的投加量為4g/L;在活性污泥中投加4g/L沸石粉后,SVI從193降低到155,污泥比阻從27.36×1012m/kg降低到5.67×1012m/kg;在沸石粉含量小于10g/L時,隨著沸石粉含量的增加,污泥呈現壓縮沉淀時界面沉速和出現壓縮沉淀的時間持續減小。

一、試驗材料與方法

用純沸石粉培養的小試污泥:在1L的反應器中加入4g沸石粉,并加入配制營養液(如表1所示)至1L,曝氣,DO保持在3mgL-1以上;間歇運行,每天靜沉3h,排上清液500mL,后加營養液500mL。定期觀察沸石顆粒表面生物膜和污泥絮體生長過程。

污泥樣(1)沸石粉培養5~10d后,顆粒表面附著有桿狀細菌;污泥樣(1)培養23d后及中試沸石污泥的電鏡掃描均顯示沸石顆粒生長了完整的生物膜。沸石顆粒表面生長生物膜之后,在微生物和胞外聚合物等的作用下,沸石顆粒之間逐漸黏合積聚成較大的顆粒骨架,并以此為核心形成污泥絮體。同樣,中試池3的沸石污泥中也觀察到長了生物膜的沸石顆粒和含有沸石粉的污泥絮體。

曝氣池活性污泥系統運行的變化使得污泥在二沉池的重力濃縮性隨時間不斷變化,目前尚無系統的運行參數定量描述污泥的重力濃縮工況,多通過沉降試驗研究或固體通量研究來表征。

二、結論

利用重力濃縮進行固液分離是活性污泥法中最為關鍵的步驟之一。研究表明許多活性污泥系統沉淀池都存在污泥分離問題。這些問題主要分成兩類:(1)由于絲狀菌增殖引起的污泥膨脹;(2)污泥較差的絮凝特性,如絮體輕、構成小等。兩方面都對污泥的分離性能起重要作用,但前者有較為深入的研究,而后者較少被關注。一般認為,穩定的絮體結構、較大的密度和絮體大小可以提高污泥的沉淀和濃縮性能。

污泥樣(1)沸石粉污泥培養過程和中試的沸石污泥的光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察結果表明,投加沸石粉以及沸石顆粒掛膜后,沸石顆粒參與了污泥絮體的構架,改善了污泥絮體的顆粒結構。因而,沸石顆粒在活性污泥中主要有兩個作用:(1)作為微生物載體掛膜,豐富了污泥的微生物相,增加了污泥微生物濃度,提高了污泥活性;(2)沸石顆粒之間互相黏合構成了污泥絮體骨架,改善了污泥絮體結構,增強了絮體強度,提高了絮體密度,降低了污泥塑性,維持了絮體通道,為改善污泥的沉淀、濃縮和脫水性能提供了物質基礎。