低温好氧颗粒污泥的培养及处理生活污水研究

采用厌氧、好氧交替运行的小试SBR反应器实现了在秋、冬季无保温措施下好氧颗粒污泥的培养及对生活污水中污染物的去除。研究发现在秋、冬季温度由18 ℃逐渐降至10 ℃并长期维持在较低温度的条件下，SBR反应器中形成了具有良好物化特性的颗粒污泥，稳定期污泥的平均粒径为300 μm，反应器中有较高的生物量(MLSS为6 000 mg/L)，污泥沉降性能较好，SVI为50~60 mL/g。对COD、PO43--P、NH4+-N均具有较好的去除效果，平均去除率分别达到85.8%、98.3%、99.2%。通过在反应周期结束增设2 h缺氧搅拌，实现了对TN的进一步去除，去除率达95.2%。

与普通的絮状活性污泥相比，好氧颗粒污泥具有密度大、微生物含量高、种群丰富、沉降性能好等优点，这提高了颗粒污泥的抗冲击负荷能力，并使得污水处理构筑物结构紧凑，具有较小的体积及较少的用地。目前，好氧颗粒污泥主要采用人工配水在常温(20~25 ℃)下培养，本研究利用城市生活污水在东北地区秋冬季低温下(18~10 ℃)，通过厌氧、好氧交替运行方式在SBR反应器中培养好氧颗粒污泥，并研究其对生活污水中COD、氮、磷的去除效能。

1 材料与方法

1.1 试验装置

SBR反应器由有机玻璃制成，内部直径为12 cm，高为42 cm，有效水深为37 cm，有效容积为4 L。反应器顶部进水，出水口位于反应器中部，容积交换率为1/2;曝气泵曝气，曝气口位于反应器底部，通过粘砂块曝气头分散布气。

SBR反应器每天运行4个周期，每周期为6 h，其中进水为5 min，厌氧搅拌为90 min，好氧曝气搅拌为210 min，沉淀时间随运行逐渐缩短(1~29 d：30 min;30~47 d:20 min;48~80 d:15 min;81~136 d:10 min)，剩余时间为静置。反应器安装在半地下实验室，运行期间反应器内温度变化见图1。曝气量控制在120~160 L/h。

1.2 试验用水与接种污泥

试验用水为哈尔滨某居民区生活污水，试验前对污水进行了过滤以去除大块物质。测得COD、PO43--P、NH4+-N、TN浓度范围分别为(122.8~383.5)、(1.7~5.5)、(42.7~62.8)、(47.3~68.2) mg/L。外加碳源为丙酸钠，不同时期的丙酸钠投加量(以COD计)如表1所示。接种污泥为哈尔滨某污水处理厂二沉池剩余活性污泥，接种污泥的MLSS为4 462 mg/L，MLVSS/MLSS值为0.58，其无机质含量较高。

1.3 检测项目与方法

NH4+-N、NO3--N、NO2--N、PO43--P、MLSS、MLVSS、SV采用国家标准方法进行测定;COD采用快速测定法测定;污泥颗粒的平均粒径采用激光粒度仪测定;TN采用TOC-VCPN总有机碳/总氮分析仪测定;污泥形态采用显微镜观察。

2 结果与讨论

2.1 颗粒污泥的培养

2.1.1 污泥颗粒化进程

反应器中不同时期污泥形态见图2，不同时期污泥粒径分布见图3。