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好氧颗粒污泥的储运:迈向产业化的捷径

发布时间: 2020-02-25 14:41:48

“好氧颗粒污泥是水处理领域的研究热点,其储运性能的研究有利于工程应用过程中及时获取大量的接种污泥,成为该技术快速启动和推广应用的捷径。”

好氧颗粒污泥

好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge, AGS)是水处理领域的研究热点,呈现给大众的形象通常是致密的结构、良好的沉降性能及优异的去污能力等。然而,与其他生物反应过程类似,AGS工艺亦不可避免的存在检修、闲置或停运过程,而运行条件的改变无疑会对AGS的稳定性造成冲击,因而AGS储运引起了学者的关注。另一方面,AGS的形成条件较为苛刻且耗时较长,是学者们努力克服的又一难点。值得注意,已有研究表明储存后的AGS可在短期内恢复常态功能,耗时明显短于从活性污泥到AGS的颗粒化过程,表明AGS的储运具有较好的应用潜力。为有效利用AGS资源,江西理工大学龙焙博士对AGS的储运及恢复性能进行了研究。

AGS的储存及恢复

目前,AGS的储存技术可分为原位储存和异位储存两类。使用停运或闲置的反应器“原位”储存AGS操作简便且无需额外占用空间,但这种储存方式下的AGS会丧失大部分活性,并出现颜色变黑、EPS含量降低、VSS减小、SVI增大,甚至出现颗粒的局部解体或破碎(图1)。AGS的异位储存主要包括湿式储存和干式储存,其中湿式储存应用最为普遍。对比常温湿式敞口及常温密闭储存AGS的效果,结果表明两种环境下的储存效果相当,均出现了AGS的颜色会变黑,并伴随着EPS含量、SOUR和脱氢酶活性显著减小,甚至形成大量中空状AGS(图2)。但将储存后的AGS重新曝气,其可在12天内恢常态所具有的优异的理化特性及良好的污染物去除效果。琼脂包埋法是AGS干式储存的常用方法。将AGS在4℃下干式储存30天后发现,AGS外表变得粗糙、表面形成大量孔洞,但未出现变黑及解体现象(图3),MLVSS、EPS及SOUR分别下降了62.5%、86%及72.4%;将储存后的AGS重新曝气后可在11天内恢复正常,并监测到AGS中的优势菌由储存前的Zoogloea,Thauera和Clostridium_sensu_stricto转变为储存后的Acidovorax,Macellibacteroides和Pseudoxanthomonas。

AGS的异地转运及恢复为实现不同场地AGS的流通,考察了AGS(自养硝化颗粒污泥)长距离运输的性能(图4)。结果表明,运输过程中自养硝化颗粒污泥的形态保存完好,颜色稍微变深,SOUR及EPS的变化均在10%以内,颗粒在重新曝气一周内主要理化指标均恢复至运输前水平。

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AGS储运过程中物质的迁移转化

研究发现AGS的储存过程中会引起AGS与气/液/固相之间物质的迁移转化,且各相之间相互影响。湿式储存过程中不仅会产生恶臭气体,还伴随着AGS向液相释放污染物。在利用琼脂包埋法储存AGS的过程中亦发现存在气固两相之间的物质迁移转化(图5),通过建立两相之间的质量守恒方程可定量计算得AGS的质量亏损为31.12%(图6)。因此,在实际应用中应充分考虑AGS储运带来的环境问题和自身质量损耗。

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前景与展望AGS不仅是一种高效水处理微生物聚集体,亦是一种宝贵的生物资源。AGS作为商品在不同工程之间的流通不仅有利于反应器的快速启动,亦可创造良好的经济效益。因此,AGS储运技术的研究对于工艺的发展具有重要的工程意义。参考文献


[1]赵珏,程媛媛,宣鑫鹏,龙焙*, 郑洋洋, 陆晨露. 好氧颗粒污泥的常温湿式储存及恢复. 化工进展, 2018, 37(1): 381-388.

[2] Cheng Y Y, Xuan X P, Zhang L N, Zhao J,Long B*. Storage of aerobic granular sludge embedded in agar and its reactivation by real wastewater. Journal of Water and Health, 2018, 16(6): 958-969.

[3] 张立楠, 宣鑫鹏, 廖超, 程媛媛,龙焙*. 好氧颗粒污泥常温异位湿式储存及其物质迁移转化机理研究. 环境污染与防治, 2019,41(4): 412-415.




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