出　　自：《中國給水排水》 1997年第1期第36頁
發表時間：1997-1

吳曉磊 管運濤 黃霞 錢易

清華大學

傳統活性污泥法由于受自身特點(如污泥沉降性能低下等)的影響，不能適應廢水處理發展的要求。為此，人們對活性污泥法進行了許多改進。
本研究在曝氣池中加入常用的混凝劑Ca(OH) 2 進行試驗，以考察投加Ca(OH) 2 活性污泥法(下稱生物鈣法)的可行性。

1 試驗方法

在進行正式試驗前進行了1個月的預備試驗，確定了適宜的Ca(OH) 2 投加方式。試驗流程如圖1。試驗分三階段進行，由燕山石化公司污水凈化廠8 # 表面曝氣池中取得初始SVI133mL/s為種污泥，試驗用水為清華大學學生宿舍區生活污水經投加葡萄糖、牛肉膏、尿素及磷酸二氫鉀構成合成生活污水，第1、Ⅲ階段保證COD:N:P=100:5:1，并以未加Ca(OH) 2 的情況作為對照試驗，其它條件如表1所示。
在整個試驗過程中對SVI、MLSS、進出水COD、NH₄⁺-N、TN及TP濃度進行了測定，分析了反應器的COD容積負荷及污泥負荷，以判定生物鈣法與對照試驗(普通活性污泥法)污泥性能及處理能力的優劣。
在試驗的第Ⅱ階段，安排了COD濃度由平均691mg/L上升到1000mg/L最高至1800mg/L，并降低了N、P含量及反應器中DO濃度，以考察生物鈣法受沖擊負荷及污泥膨脹的影響。



2 結果分析

2.1 生物鈣法可以保持較高的MLVSS濃度
各階段污泥濃度算求平均值于表2。試驗啟動時，兩個反應器接種污泥濃度均為5.69g/L，隨著試驗進行對照反應器中污泥逐漸流失，并在第I階段維持在2.8g/L的平均水平(與普通城市污水處理廠相近)，而生物鈣法MLVSS基本維持在5.0g/L的水平。第Ⅱ階段后，由于沖擊及污泥膨脹的影響，MLVSS濃度下降，但生物鈣法總可以保持較高的濃度值。生物鈣法總體MLVSS濃度平均值為4.3g/L，高出對照試驗的2.3g/L近1倍。說明混凝劑Ca(OH) 2 的加入能夠提高反應器中的生物量。
為了解釋這種現象，對SVI及二沉池中污泥濃度進行了測定，各階段二沉池污泥濃度列于表3。Ca (OH) 2 加入使污泥沉降性能有了很大的改善。第Ⅰ階段，對照試驗SVI基本維持在133mL/g，而生物鈣法SVI則由初始值很快下降到52mL/g；第Ⅱ階段由于受沖擊，C、N、P比值不恰當及DO濃度低的影響，SVI值均上升，其中對照試驗中SVI值>300mL/g最高達到600mL/g，生物鈣法SVI值也上升到148mL/g，鏡檢發現大量絲狀菌、污泥出現膨脹，但SVI上升較對照試驗滯后14d，說明Ca(OH) 2 的加入對污泥膨脹有抑制作用；第Ⅲ階段恢復正常進水，對照試驗SVI值維持在較高水平、MLVSS濃度基本不變，而生物鈣法則很快恢復到正常的較低水平，MLVSS濃度上升到平均3.6g/L，說明Ca(OH) 2 加入有利于污泥膨脹的恢復。

注:“總平均值”為第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各MLVSS值算術平均而得(由于第Ⅱ階段不能代表正常運行情況，故其值未被選入)

由表3，生物鈣法污泥具有較好沉降性能，因而能更好地在二沉池中截留并回流到反應器中，維持了反應器中較高的生物量。
2.2 生物鈣法COD去除能力及抗沖擊負荷能力強
第Ⅱ階段出現沖擊負荷時，對照試驗出水COD明顯上升(接近400mg/L)、COD去除率有較大的下降，而生物鈣法出水COD上升較小，這是由于具有較高MLVSS濃度，說明生物鈣法具有較強的耐COD沖擊能力。
由于兩反應器HRT不同，對各自容積負荷、污泥負荷進行計算，結果如表4。可以看出生物鈣法容積負荷(Fr)為1.8kgCOD/m³ ·d，是對照試驗的2.0倍；而污泥負荷(U)為0.5kgCOD/kgMLVSS·d，是對照試驗的83%。它們出水COD濃度相差不大。
較高的容積負荷反應了較強的處理能力，較低的污泥負荷則反映了較強的處理潛力，是系統、出水優質的保證。所以，高容積負荷、低污泥負荷是評定廢水處理工藝優劣的標準之一。因而，加入Ca(OH) 2 的生物鈣法對COD處理能力優于普通活性污泥法。
2.3 生物鈣法能實現較好的營養元素去除

生物鈣法對COD、NH₄⁺-N、TN和TP的去除能力優于普通活性污泥法，特別是對總磷的去除率高出對照試驗的3.5倍，實現預想的目標。

3 結論

① 向曝氣池中投加Ca(OH) 2 的生物鈣法，污泥性能明顯得以改善，反應器平均MLVSS濃度為4.3g/L，高出對照試驗近1倍，并對污泥膨脹有明顯抑制作用。
② 生物鈣法在進水COD濃度為400～900mg/L，COD去除率>85%，容積負荷和污泥負荷分別為2.0kgCOD/m³ ·d和0.5kgCOD/kgMLVSS·d，是對照試驗的2倍和83%。同時，對COD沖擊負荷具有較強的抵抗能力。
③ 生物鈣法對營養元素有較強的處理能力，對總磷去除率可達90%，高出對照試驗的3.5倍。
作者通訊處:100084 北京清華大學環境工程系