好氧顆粒污泥在化工污水處理中的應(yīng)用

1.好氧顆粒污泥概述。

好氧顆粒污泥英文縮寫為AGS，是一種特殊的顆粒狀生物組合體，主要是利用生物自凝特性形成的顆粒狀活性污泥。好氧顆粒污泥結(jié)構(gòu)嚴(yán)密有規(guī)律，沉降性能強(qiáng)，在污染物處理中能達(dá)到非常明顯的效果。由于微生物固有的自固定性性能特性，即使在動態(tài)條件下也能很好地凝固，形成團(tuán)聚的生物體，不會膨脹或降低水質(zhì)。1980年，厭氧顆粒污泥在污水處理研究中被發(fā)現(xiàn)。厭氧顆粒污泥用于污水處理時，發(fā)現(xiàn)污水處理過程中溫度反應(yīng)高，時間長，對低碳、氮磷含量高的污水無法達(dá)到很好的去除效果。20世紀(jì)90年代，專家們發(fā)現(xiàn)了好氧顆粒污泥，并在污水處理過程中使用。結(jié)果表明，好氧顆粒污泥能將高濃度有毒有機(jī)物和氮磷含量高的污水處理得非常干凈，一些重金屬和乳制品廢水也能取得良好的效果，因此好氧顆粒污泥技術(shù)成為環(huán)境工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。

2.好氧顆粒污泥的特點(diǎn)。

好氧顆粒污泥的培養(yǎng)難度大，條件多，不同條件下培養(yǎng)的好氧顆粒污泥尺寸、顏色和相應(yīng)性能不同。

2.1顏色和顆粒。

好氧顆粒污泥的形狀非常規(guī)則，一般為圓形或橢圓形，表面顏色為淺黃色或橙色，孔隙豐富。顆粒污泥的顆粒直徑會不斷增大。隨著直徑的增加，污泥的下沉速度也會加快，污泥的密度和疏水性也會增加。此時，顆粒污泥的體積正在逐漸減小。當(dāng)顆粒污泥直徑超過4mm時，阻力會增大，影響微生物的繁殖生長和多聚物的分泌，最終導(dǎo)致顆粒污泥表皮破裂，逐漸形成絮狀活性污泥。因此，在應(yīng)用好氧顆粒污泥技術(shù)處理化學(xué)污水時，必須掌握顆粒污泥的顆粒大小和生物活性特征。

2.2沉降性能。

好氧顆粒污泥的密度、體積指數(shù)和污泥沉降比指數(shù)的綜合值均在最佳狀態(tài)值范圍內(nèi)。雖然含水量高于97%，但不影響沉降率。好氧顆粒污泥的沉降速度是絮凝污泥沉降速度的5~6倍，因此即使在水力負(fù)荷強(qiáng)的環(huán)境下，仍然具有很高的運(yùn)行狀態(tài)和效率。

2.3微生物多樣性。

顆粒污泥的內(nèi)部形成分為好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)。微生物的有氧代謝可以降解有機(jī)污染物，氧化含有氨氮的物質(zhì)。氧化氨氮逐漸擴(kuò)散到缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，微生物作為電子受體代謝，從而減少污水中的氮。同時，顆粒污泥中所含的微生物能有效去除污水中的COD.BOD和TN。它還可以減少污水池中污染物的體積，從而減少污水處理廠對占地面積的需求。

3.好氧顆粒污泥的形成。

培養(yǎng)好氧顆粒污泥的條件有很多限制，必須控制影響其的各種因素。最重要的影響因素有:污泥種泥的來源、反應(yīng)器、底物成分、有機(jī)負(fù)荷、進(jìn)水方式和污泥沉淀時間。水中的剪切力。在好氧顆粒污泥的培養(yǎng)過程中，影響污泥顆粒化的是種泥的來源。只有控制好這三個影響因素，才能保證污泥的顆粒化。通過反復(fù)的研究和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)好氧顆粒污泥最好的種泥是活性污泥。活性污泥中含有大量的微生物群落，是形成好氧顆粒污泥的重要條件。排放的化學(xué)污水中含有的微生物具有親水性和疏水性，親水性微生物不易被污泥絮體吸附。因此，種泥中含有的疏水性微生物越多越好，好氧顆粒污泥越容易成功培養(yǎng)，沉降性能越強(qiáng)。在顆粒污泥的培養(yǎng)過程中，正二價、三價離子與負(fù)電細(xì)菌結(jié)合，形成微生物細(xì)胞核。通過這些正負(fù)離子的結(jié)合，培養(yǎng)好氧顆粒污泥的過程繁瑣，技術(shù)水平高。我們必須正確掌握各種因素。掌握一些相關(guān)的正負(fù)離子、時間和器具必須嚴(yán)格按照參數(shù)操作，確保顆粒污泥的穩(wěn)定性。

4.好氧顆粒污泥的應(yīng)用。

好氧顆粒污泥應(yīng)用于化學(xué)污水處理。由于其強(qiáng)大的沉降性能和EPS的抗沖擊性和耐毒性，利用微生物原理和微生物自固化的可生物添加性是污水處理的關(guān)鍵。

4.1處理有毒有機(jī)廢水。

基于好氧顆粒污泥的密度和密實(shí)性結(jié)構(gòu)，對有毒物質(zhì)的抵抗力非常強(qiáng)。化學(xué)污水中含有大量的微量元素，有的具有一定的毒性，如苯酚、硝基酚等含有酚類物質(zhì)的污水。這些酚類物質(zhì)對水中的生物有很強(qiáng)的毒性，低濃度的苯酚排放到河流和湖泊中會導(dǎo)致微生物死亡。好氧顆粒污泥應(yīng)用于含有苯酚的污水中，對苯酚的比降解率非常高。即使苯酚濃度達(dá)到每升1900℃，仍能達(dá)到降解效果。好氧顆粒污泥對苯酚的比降解率最高可達(dá)1.18g苯酚/gVSD。硝基酚的作用是一樣的。好氧顆粒污泥除了含有酚類物質(zhì)的廢水外，還能有效處理嘧啶廢水。含有甲基叔丁基醚的廢水和三級甲醇污水。

4.2乳制品廢水處理。

乳制品廢水中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)。人們把過多的研究精力投入到人工有機(jī)污水處理的研究中，而好氧顆粒污泥在乳制品廢水處理中開創(chuàng)了新的研究焦點(diǎn)。當(dāng)充水率達(dá)到50%時，去除COD的概率仍然可以達(dá)到90%，氮的去除率可以達(dá)到80%，總磷可以達(dá)到67%。

4.3處理重金屬燃料廢水。

利用生物技術(shù)處理污水。在廢水中，會添加一些添加劑來促進(jìn)生物的吸附能力。藻類、真菌、活性污泥等常用于生物吸附劑。目前使用的生物吸附劑多為懸浮微生物，但由于其不穩(wěn)定性、吸附后不易分離再生等缺點(diǎn)，對重金屬廢水和染料廢水的處理效果不是很好。好氧顆粒污泥能有效解決這些問題，吸附能力強(qiáng)，能處理高濃度重金屬廢水，對陽離子、染料、熒光劑吸附能力強(qiáng)。

4.4核廢水處理。

好氧顆粒污泥作為一種新型生物材料，能有效去除水中溶解的鈾，根據(jù)鈾pH值的變化增強(qiáng)或減弱鈾的吸附能力。好氧顆粒污泥吸附鈾，釋放具有離子交換能力的金屬陽離子。因此，其他物理化學(xué)方法無法達(dá)到處理廢水中低濃度鈾的效果。