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目前国内全面启动了节能减排的战略行动,与之配套国家和地方排放标准也在加紧实施,污(废)水排放面临新一轮的挑战。各污水处理厂(站)都面临着优化工艺和系统改造的压力。本研究将复合酶制剂(复合酶生物促进剂,含多种水解酶和表面活性剂的酶类制剂)应用于污(废)水活性污泥处理单元,以期强化活性污泥系统的处理效能。
在SBR系统中对生活污水处理的应用研究表明,加药系统COD和氨氮去除率均优于对照系统:对氨氮处理的强化作用优于COD。在连续流系统处理模拟生活污水的研究显示,加药系统COD去除率比对照系统至少提高2%;加药系统平均出水氨氮比对照系统低8.3mg/L;在连续流处理实际生活污水的试验中,加药系统氨氮去除率比对照系统提高38.4%,复合酶生物促进剂明显强化了系统的氨氮去除能力。加药系统氨氧化污泥氧利用速率比对照系统高20%-30%,加药系统氨氧化动力学半饱和常数小于对照系统,复合酶生物促进剂改善了污泥与氨氮的亲和力,强化了好氧氨氧化能力。加药系统中MPN法计数氨氧化菌数量为对照系统的3倍左右;荧光原位杂交(FISH)技术检测SBR驯化过程氨氧化菌比例显示,加药系统氨氧化菌比例上升速度比对照系统快20%,加药系统驯化结束时氨氧化菌比例高于对照系统。
对PVA模拟废水处理试验表明,采用提取的污泥胞外聚合物降解水中PVA的过程遵从一级反应动力学,加药系统动力学常数大于对照系统。以聚乙烯醇(PVA)、对苯二甲酸(TA)以及活性艳红X-3B作为典型污染物的模拟印染废水处理的研究表明,随水力停留时间延长,出水PVA、对苯二甲酸浓度及COD去除率均增大,加药系统COD、PVA及对苯二甲酸去除率明显优于对照系统。脱色率和水力停留时间关系不显著,加药系统脱色率仍优于对照系统。随复合酶生物促进剂投加量增加,各典型污染物和COD去除率增加:但投加量超过2mg/L后,增加幅度趋于平缓,1-2mg/L是较为合理的投加量。
在某污水处理厂中建立的小试和中试系统考察复合酶生物促进剂对实际印染废水处理效果的作用。结果表明,投加复合酶生物促进剂对污染物去除显现了较好的强化作用。加药系统COD去除率比对照系统分别提高9.8%和2.9%;加药系统脱色率比对照系统提高了22.9%和4%:对PVA及对苯二甲酸去除率也都有一定提高。小试对照系统平均出水SS为110.9mg/L,加药系统平均出水SS均低于30mg/L:中试加药系统SS平均出水SS为84mg/L,对照系统平均出水SS为111mg/L。
投加复合酶生物促进剂对生化剩余污泥减量化有一定作用。加药系统表观污泥产率系数(0.101kgMLSS/kgCODCr)低于对照系统(0.130kgMLSS/kgCODCr)。加药系统的平均泥龄为66天,对照装置的泥龄为59天,剩余污泥产量可减少约9%。
投加复合酶生物促进剂改善了污染物的生物可利用性,因而,强化了系统对污染物的去除。根据投加量对污染物去除效果的作用,确定处理中复合酶生物促进剂优化投加量为1-2mg/L。中试结果表明,在优化工艺的基础上,投加1mg/L复合酶生物促进剂即可取得可观的强化效果。阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对活性污泥系统氧传质有促进作用,但对微生物活性影响较大;随投加量增加,耗氧速率和脱氢酶活性呈下降趋势。非离子表面活性剂蔗糖酯对活性污泥系统氧传质有影响,总体上对微生物活性有促进作用:随投加量增加,耗氧速率和脱氢酶活性呈上升趋势。综合考虑对氧传质和微生物活性的作用,在活性污泥系统中,投加非离子表面活性剂蔗糖酯SE13优于阴离子表面活性剂,优化投加量为2-4mg/L。投加复合酶生物促进剂改善微生物活性,耗氧速率和脱氢酶活性指标分别比对照系统提高18%和81%;少量(低于4mg/L)投加对混合液氧传质影响不大(Kla下降低于10%).在活性污泥系统中,复合酶生物促进剂投加量以不超过4mg/L为宜。
投加复合酶生物促进剂可使污泥沉降性能得以改善,加药系统SVI低于对照系统。在相同投加量下,随着泥龄的增长,胞外聚合物蛋白质、胞外聚合物糖类以及胞外聚合物总量呈下降趋势,加药系统中的上述指标低于对照系统:加药系统胞外蛋白质/糖类比高于对照系统,而SVI低于对照系统。蛋白质/糖类比和SVI之间具有良好的负相关关系。