呼吸计量法在活性污泥系统废水特性测定中的应用(1)

1、工业水处理黄满红 等呼吸计量法在活性污泥系统废水特性测定中的应用第 卷第期 年 月呼吸计量法在活性污泥系统废水特性测定中的应用黄满红李咏梅顾国维郭辉东同济人学环境匸程学院国家污染控制与资源化重点实验室上海深圳市博众环保有限公司广东深圳摘冬活性污泥中微牛物的呼吸作用亢接打废水中基质的去除以及微生物的生长密切相关根据活件污泥工艺中污水水质对微生物呼吸作用的妙响絢述了呼吸计呈法在活性污泥 号模翌的基本组分、和 测定中的应用并对呼吸计就法在活性污泥系统进水的雨性预秤和保护方而的作用进行了分析.关建词 呼吸计供法 活性污泥法 污水福性中附分类号文献标识码文臣编弓© 1994-2011 Chin

2、a Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 工业水处理黄满红 等呼吸计量法在活性污泥系统废水特性测定中的应用© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 工业水处理黄满红 等呼吸计量法在活性污泥系统废水特性测定中的应用垄金项H计划姿源坏境技术報域资助段H編号在为前的污水处理技术领域中活性污泥法圧 应用最为广泛的技术之一（但苴指标体系很难 及时仃效地反映生化反应过程中各种

3、变童之间的变 化及其相互关系使得活性河泥系统设计的准确性 与经济介理性难以进一步提髙 同时也直接导致系 统的运行管理水平难以提髙因此必须3找新的、能 快速血接反映活性污泥系统变化的污水水质特性测 定方法。呼吸计缸法足种在特定条件下对微生物讯呼 吸速率 进行测定和解释的方法由于活性 污泥中微生物的呼吸作用肖接9废水中妹质 污染 物 的去除以及微生物的生长密切相关所以任活性 ;弓泥系绣中所有直接或间接与氧气平衡相关的污水 特性参数都能用呼吸计戢法快速灵敏地测试出来. 而IL当活性污泥处理系统因遭受毒物冲击而出现污泥巾赤现象时 微生物讯呼吸速率会出现突然下降的现象所以呼吸计虽法还可被用來评价 废水对

4、活性污泥的毒性作用卜文对呼吸计量法 在活性污泥号模型组分鉴定和废水毒性测定两方而的应用进行了阐述。呼吸计駅法在 组分鉴定中的应用自年推出后得到了普遍的认同并成为其他同类模型发展的核心。该模型描述了活性 污泥公除冇机物和硝化反硝化的生物过程包律冇 个组分具体如表 所示。在这些组分中、 难以生物降解故不宜用呼吸计量法测定门含 氮组分、和碱度已有标准的化学测定方法门故不在本文研究范用之内 本文主耍分析 研究呼吸计駅法在慕木组分、和测定中的应用。表的种组分组分符q号給分符号组分符号涪解性恰性 有机物额粒性惜性 有机物快速降解口养菌冇机物冇机物细胞及减产物涪解性仃机越氨亂础酸盐额粒性仃机氮緘度呼吸计最法

5、对的测泄由挥发性脂肪酸和低分子碳水化合物等简单 有机物组成有快速的呼吸响应故呼吸计呈法能对 其进行很好的测定分析。连续呼吸计量法对的测定连续呼吸计量法是在连续反应器中测立的瞬间变化。门和等提出的矩形方波负荷法就是在一个连续方波进水 即 连续进水停止进水 的活性污泥反应器内在线监测 的变化情况 叮得如图 所示 的 曲线。在第 停止进水后宙于无补 充反应器内 消耗殆尽的响应转为由微生物代谢水解产物引起因此曲线此时也相应地出现突降A据此町计算出进水中的浓度 X式中A 进水结束后突降值 反应器体枳进水流屋异养菌产率系数.进水不进水1224图方波进水活性污泥系统 曲线间歇 呼吸计量法对的测定间歇 呼吸计

6、最法是将活性污泥和待测废 水以适当比例混合置于一个密封的间歇反应器内 抑制|'|养茵的活动 连续监测反应器内 变化情 况(可得如图所示曲线。由图 可知 当 时 反应器内有足够的浓度耗氧速率不受基质限制出现较高水平的平台当 时 完成陡降 耗 尽反应器内 转而主要受废水中的缓慢降解冇 机物水解物的控制。设缓慢降解仃机物的微生物氧呼吸速率为 加入的废水体枳为 污泥体枳为 异 养菌产率系数为 那么计算由引起的 枳 分而积即可得岀浓度"1 ( )间歇呼吸计呈法对的测定苗髙分子化介物组成这些化介物的共性足 不能H接被微生物吸收代谢经水解成低分子化介 物后方可被细胞吸收氧化此过程上要通过异

7、养萌 和自养菌的生长代谢來完成。由于 水解速度低于 氧化速度所以的呼吸响应也相应地明显慢于 。在图中当 时 缓慢下降当 时 废水中的 耗尽 反应器内微生物进入内源代谢阶 段 儿乎不变。仪污泥内源呼吸速率为则可宙下式计算出废水中 浓度式中参数意义同式 .呼吸计呈法对异养菌 和自养菌 的测定 在考虑内源呼吸的情况下呼吸计址实验抑制 自养茵活动后废水呼吸速率为门) u 式中一时刻污水内异养菌的U异养菌垠大比增长速率微生物悄性颗粒比例异养菌哀减系数。测定初始时刻的呼吸速率此时污水© 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing

8、House. All rights reserved, 分析与监测工业水处理中异养菌浓度没有显转增长 从而口J由式推算废水中的 浓度" ( u如不考虑内源呼吸则式 町简化为式 ( - U )测定加入硝化抑制剂与不加硝化抑制剂两种情 况下的起始 曲线两值Z差町得自养曲 活 动所引起的氧消耗速率曲线从而可宙式、计 算废水中 (1A( U )式中A 时刻污水内自养菌的U自养菌最大比增长速率自养菌产率系数。呼吸计量法在废水甫性测定中的应用在污水处理中由于进水水质复杂多变 多数化 学物质的相互作用以及由此产生的错综塑杂的皋质 毒性效应都不能直接测旬。山J常规的物理化学测 试方法只能测定污染物的

9、浓度不能测定污染物对 生物机体的影响所以单纯地依靠物理化学测试方 法很堆及时有效地反映废水综合毒性的变化。呼吸计园法作为-种生物测试方法利用污泥 系统中门身的微生物的呼吸变化來反映废水的毒性 变化 具有快速灵敏的特点 可用来评价废水对活性 污泥的毒性作用在活性污泥系统进水的毒性预警 和系统保护方而应用较广。呼吸计量法测试废水毒性的麻理在微生物降解有机物的物质代谢过程中氧气 消耗主要用于以下两种生化反应过程1) 氧化 分解有机污染物使其分解为、 存在 含氮冇机物时等为介成细胞提供能駅 供微主 物进行内源呼吸 使细胞物质氧化分解。如果污水的 组分対微生物生长无毒害作用微生物与污水混合 后立即X呈摄

10、取污水中的有机物介成新细胞 同时 消耗水中溶辭氟。如果污水中含冇对微生物抑制或 毒害的物质微生物降解利用有机物的速率会减慢 或停止。因比町通过试验测定活性污泥的呼吸速 率用氧吸收呈累计值与时间的关系曲线來判断某 种废水的综介毒性。如图所示 代表氧吸收累 计就曲线为微牛物内源呼吸时随时间的变化 曲线 简称内源呼吸线 曲线 低于内源呼吸线 表 明待测废水对微生物的生长何毒害抑制作用1111线 高T内源呼吸线 农明废水对微生物的毒性作用 不大且Jt可生物处理性较好.图 氧吸收累计屋曲线呼吸计St法测定废水毒性的应用在工业和农业生产中有时会产生人呈的高毒 物浓度的废水这类废水冇时会毫无预警地进入活 性

11、污泥处理系统中尤其是业废水处理系统中。 仃毒废液的冲击常会导致废水处理系统的活性污 泥失活或活性下降而更换-池活性污泥耗资观 大 适成严重的经济损失和新的环境污染。如果能 在活性污泥工艺中设置预警装置对进水毒性进行 筛滤和监测不仅可以降低或消除这种干扰而且 有利T-对活性污泥工艺毒性削减的研究。污泥处理 系统在遭受毒物冲击而导致污泥中毒时污泥的氧 呼吸速率突然卜降常是最为灵敏的卑期警报。在国 外已有用该法来在线监测废水毒性的实例同时 基丁呼吸i|呈法的废水毒性监测系统也(2投入使 用')。结语综上所述呼吸计呈法是一种简便快速易行的 废水组分测左方法能用來测定 废水组分、 、 和 同时呼

12、吸计鈕法是一种很好的奇性 测定方法在活性污泥系统进水的毎性预警设置和 系统保护中能发挥较人的作用实验室小试和中试 结果都(2显示出呼吸计呈法的砂特价值且在国外 已冇该法在生产上应用的实例.参考文献卜转第 页采用 运行周期 有效容积座污泥浓缩池有效容枳。技术经济指标电费本工艺中装机容量为运行容量为则吨水消耗电费 元X元。人工费由于本次设讣采用全自动化控制 故操作人员设 名其中 人任班长月丁资按 元计则人工费为人X 元X元以吨水计。综合以上所述每吨废水处理成本为元。本工艺设计处理能力为总占地而积为折合每吨水占地为每吨水投资为 元 总接费用 不含设施设备折IU费 主要包 括电耗、药剂费及维修费每口耗

13、电呈为。勺普通活性污泥法相比片地而枳少投资费用降低运行费用降低其优越性是很明显的。结语该果汁加工处理工程表明处理工艺能有效地处理果汁废水当 在范囲内时处理出水能达到或优于地方排放标准。合理选取设计参数能使工艺达到稳泄的运行效果。处理工艺简单占地而枳小投资少 运行费用低。考虑当地气候特点各种处理设施、管线等 的保溫防冻应I安冬举最不利条件设计才能保证系 统的正常运行。由于果汁加工废水水质、水嚴波动范I制大 特别是 实际较设计值偏大 故二期匸程准备增加 混凝气浮预处理措施以去除人呈为 池减轻负荷。琴考文献沈褪口上宝虫废水生物处理新技术一理论打应用北京化学工业出版社汪人眾 商乐成 水处理新技术及工程

14、设计北京 化学工业出版社工31军贸芷敏城市污水生物处理新技术开发打应用北京化学I业出版社块明权活性污泥法的应用及发展 中国给水井水作音简介魂水 一年扬州人学给川水$业华业年大连水产学院硕士毕业.联系电话修改稿© 1994-2011 China Acadcmic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 分析与监测工业水处理© 1994-2011 China Acadcmic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 分析与监测工

15、业水处理W 八r, V V5八"2 2“ /v W, w 亠XZ” 八、“,、“ V Vv /u、“ z v w,、*v5八 v W,、“ V" z/M V” 中,上接第 页黄勇废水转性测定的批就浪试处研究 上海环境科© 1994-2011 China Acadcmic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 分析与监测工业水处理水质待性实救劃定研究北京氏答教0出版社学甘必军涵性汚泥 U模型上裨同济大学911 ifi水污染控制I.程实脸刘芳周生飞幟梅零活性污泥巧枳型废水特性的河定研 究环境污染与防治© 1994-2011 China Acadcmic Journal Electronic Publishing House. All rights re