以比耗氧速率作為絲狀菌膨脹預警指標的研究
以比耗氧速率作為絲狀菌膨脹預警指標的研究
李志華，朱珂辰
(西安建筑科技大學環境與市政工程學院，西北水資源與環境生態教育部重點實驗室，西安 710055)
摘要：通過對4個不同運行條件的SBR反應器中活性污泥的SOUR與SVI的連續監測，研究了通過SOUR來預測絲狀菌污泥膨脹風險的可行性。研究發現，SOUR出現峰值后的8~42天后往往會出現污泥膨脹事故。而針對這四組不同狀態的污泥所進行的SOUR與SVI參數的監測與記錄，顯示這種SOUR與污泥膨脹對應出現的現象適于狀態各異的污泥。由于SOUR是易于連續監測的指標，這項技術在污水廠將易于利用。利用這項技術可以為技術人員提前應對污泥膨脹提供足夠時間，從而幫助污水廠的運行與管理。
通過以往對活性污泥膨脹問題的研究進行綜合，絲狀菌引發的活性污泥膨脹原因可主要分為五種類型：基質限制、DO限制、營養物缺乏、pH影響和H2S影響。而DO限制則是最常見的引起絲狀菌過量生長的原因之一。因此，選擇了以低DO為誘導絲狀菌膨脹為條件。
OUR即氧消耗速率，可用來間接表征微生物活性。而活性污泥的沉降性能與活性污泥本身的活性有關。受上述研究啟示，本研究擬用SOUR作為污泥膨脹的預警指標，尋求一種簡便的預警活性污泥膨脹的方法。
1 SBR反應器及進水水質
4個SBR反應器（簡稱R1、R2、R3、R4）的有效容積均為4L，每周期進水2L，出水2L。運行時間為8小時一周期，一天3周期。每周期進水7min，曝氣381min，沉淀90min，出水2min。R1與R2為鼓泡式反應器。R3與R4為氣提式反應器。R1反應器在進水與曝氣過程中伴隨攪拌。R2反應器在曝氣過程中伴隨攪拌。R3與R4反應器沒有設置攪拌裝置，反應器中設置內筒，對密實絮體與顆粒污泥起到篩選作用。
表1 反應器pH值與進水水質
2 結果與討論
2.1 各反應器狀態
4個SBR反應器由于運行工況不同導致在研究過程中每個反應器中活性污泥的形態與狀態也不盡相同，詳見表2。
*括號內為算數平均值。
2.2 污泥SOUR預警絲狀菌膨脹
由上述條件可知，4個SBR反應器中污泥狀態與培養條件是截然不同的。唯一相同的，是利用DO限制來引發活性污泥絲狀菌膨脹。由圖1可見，每個反應器在污泥膨脹事件（ESVI）發生前，污泥的SOUR都會出現對應的峰（ESOUR）。
圖1. 各反應器SOUR、SVI以及MLSS數據圖（E代表事件）。
綜合各反應器污泥膨脹事件，以污泥形態分類可見膨脹事件特征于表3。
表3 不同形態污泥SOUR與絲狀菌膨脹反應時間
3 結論
以SOUR作為微生物活性表征，可以提前8~42天預測由DO限制引起的活性污泥絲狀菌膨脹。這種預測方法適用于本研究中涉及的各種初始狀態污泥，具有一定代表性。而由于該方法為污水處理廠提前應對污泥膨脹事故提供足夠的時間，具有工程可行性。
（本文發表于《中國給水排水》雜志2015年第11期“論述與研究”欄目）
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