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，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)域的研究熱點和焦點。

2.好氧顆粒污泥的特點。

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)荷強的環(huán)境下，仍然具有很高的運行狀態(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污染物，氧化含有氨氮的物質(zhì)。氧化氨氮逐漸擴散到缺氧區(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)的研究和實踐，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)好氧顆粒污泥最好的種泥是活性污泥?；钚晕勰嘀泻写罅康奈⑸锶郝?，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。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處理有毒有機廢水。

基于好氧顆粒污泥的密度和密實性結(jié)構(gòu)，對有毒物質(zhì)的抵抗力非常強?；瘜W(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。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，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，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。

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。