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TCP 的污泥减量效果及其对出水水质的长期影响 * 张敏健 1 许明 1 何伟 2 白永刚 1 1. 江苏省环境科学研究院, 南京 210036; 2. 江苏省交通规划设计院股份有限公司, 南京 210005 摘要 向倒置 A2/O 中试系统中投加 2,4,5-三氯苯酚 TCP , 研究 TCP 对污泥的减量效果及进入处理系统后对系统 出水水质长期影响。研究结果表明 与参照组相比, 加药组投加 TCP 2 mg/L时, 污泥减量达 62. 5 , 出水 TN 比参照组 平均高0. 8 mg/L, 137 d后出水 TP 超过0. 5 mg/L。TCP 对污泥的减量效果好, 需要加除磷药剂进行辅助除磷。 关键词 解偶联剂; 长期影响; 污泥减量;倒置 A2/O SLUDGE REDUCTION EFFECT AND LONG- TERM INFLUENCE OF TCP ON EFFLUENT WATER QUALITY IN ACTIVATED SLUDGE SYSTEM Zhang Minjian1Xu Ming1He Wei2Bai Yonggang1 1. Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science,Nanjing 210036,China; 2. Jiangsu Provincial Communications Planning and Design Institute Co. ,Ltd, Nanjing 210005,China AbstractThe 2,4,5 trichlorophenol TCPwas added in reversed A2/O system and long-term effects of uncoupler addition on effluent and sludge reduction in activated sludge system were studied. The results showed that compared with the reference group,when the TCP addition concentration was 2 mg/L,the sludge was reduced by 62. 5 . TN concentration of the effluent was 0. 8mg/L higher than the reference group. After 137 d,effluent TP concentration was higher than 0. 5mg/L. Addition of TCP was effective in sludge reduction,and the addition of phosphorus removal agents will be helpful. Keywordsuncoupler;long-term effects;sludge reduction;reversed A2/O system * 国家水体污染控制与治理科技重大专项 2008ZX07101 - 003 。 0引言 污水生物处理过程中会产生大量污泥, 处理费用 高, 且处理要求越来越严格。解偶联污泥减量技术不 需要对现有的污水处理设施进行大规模改造, 处理成 本较低, 是污泥减量技术中的研究热点。国内外学者 对不同种类及浓度解偶联剂对污泥的减量效果进行 了大量研究 [1 - 3]。然而这些研究集中在静态试验和 短期试验上, 研究成果难以直接应用到实际中去。本 文向倒置 A2/O 中试系统中投加 TCP, 测定排泥量以 及出水 COD, TN 和 TP, 与未投加药剂组对比, 以研究 TCP 对污泥减量的效果以及进入处理系统后对出水 水质长期影响。 1材料与方法 1. 1试验污水及试验装置 试验污水为某污水处理厂沉砂池出水, 由完善的 分流制管网收集, 水质波动相对较小。水质情况如表 1 所示。 表 1试验用水水质 mg/L ρ 氨氮ρ 硝态氮 ρ TNρ TP ρ COD 20. 0 ~ 30. 00 ~ 1. 030. 0 ~ 50. 05. 0 ~ 7. 0250 ~ 350 在倒置 A2/O 系统中进行试验, 装置如图 1 所示, 生 化区的缺氧 Ano 、 厌氧 Ana 、 好氧 A O1 、 好氧区 B O2 的 HRT 分别为 1. 5, 2. 5, 5. 0, 3. 0 h, 回流比R 0. 8 ~1. 5。缺氧区厌氧区进水分配比 1∶ 1。控制好氧区 A 的 DO 为1. 0 mg/L, 好氧区 B 为3. 0 mg/L。生化池有 效池容2. 16 m3, 进水流量 4. 32 m3/d 3L/min 。 图 1倒置 A2 /O 系统中试装置 05 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 1. 2试验方法 由于进水水质不断变化, 通过产率系数计算减量 效果不准确。本试验采用两组相同装置进行对比试 验。通过加药组合参照组对比计算污泥减量效果。 一组系统运行一段时间后, 将污泥平分到另一组系 统。两组系统共用同一个初沉池出水。根据文献资 料, 设定 TCP 投加浓度为2 mg/L[4- 5], 即加药组系统 TCP 投加量为6 mg/min, 参照组不投加 TCP。TCP 与 水混 合 后 用 蠕 动 泵 连 续 投 加, 投 加 点 为 缺 氧 池 Ano 。 1. 3分析方法 TN 采用紫外分光光度法;COD 采用重铬酸钾滴 定法; TP 采用钼锑抗分光光度法; TSS, FSS 和 VSS 采 用重量法 [6]。 2试验结果 2. 1污泥减量效果 为了使生化池内 TCP 尽快达到设定浓度, 第 1 天投加量为12 mg/min, 然后改为正常 TCP 投加量 6 mg/min。连续运行168 d, 两组系统中 MLSS 变化 如图 2 所示。由图 2 可得 加药组初始时污泥浓度快 速下降, 降到2 000 mg/L以下, 此时停止连续排泥方 式, 进行不定时排泥, 控制好氧池内污泥浓度 MLSS 3 500 mg/L。对比测定加药组和参照组的排泥总量, 加药组污泥减量 62. 5 , 污泥龄为17 d, 加药组泥龄 为45 d。试验中发现 后期加药组的排泥量略有增 加, 推测药剂污泥减量效果有减弱, 系统微生物可能 产生抗药性, 为了达到较好的污泥减量效果, 建议按 一定频率改变投加的解偶联剂品种。 两组系统 MLVSS/MLSS 变化如图 3 所示。由图 3 可得 参照组内 MLVSS/MLSS 基本稳定, 在0. 5 ~ 0. 6 之间波动。加药组内活性污泥 MLVSS/MLSS 从 0. 56 下降到 0. 38, 加药后使系统内活性污泥 MLVSS/ MLSS 变低。 2. 2对出水水质的影响 两组系统出水 COD 浓度变化如图 4 所示。由图 4 可知 加药组和参照组出水 COD 没有明显差别, 出 水 COD 都能维持 50mg/L 以下, 满足一级 A 排放标 准。TCP 对 COD 的去除效果没有影响。 两组系统出水 TN 浓度变化如图 5 所示。从图 5 中可以 看 出 加 药 组 的 出 水 TN 比 参 照 组 平 均 高 0. 8 mg/L, TCP 对 TN 去除效果影响较小。这可能是 由于 TCP 对自养的硝化菌硝化作用, 及反硝化菌的 图 2两组系统中 MLSS 浓度变化 图 3两组系统内活性污泥 MLVSS/MLSS 比值变化 图 4两组系统出水 COD 浓度变化 图 5两组系统出水 TN 浓度变化 呼吸反硝化作用影响小。 两组系统出水 TP 浓度变化如图 6 所示。从图 6 中可以看出加药组出水 TP 比参照组高。在第 102 天 时, 出 水 TP 持 续 升 高, 第 137 天 时 出 水 TP 超 过 0. 5 mg/L, 达不到一级 A 磷排放标准。其原因主要 15 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 包括 减量污泥中的磷释放到水中; 沉积的无机磷长 时间积累也溶解到水中; 聚磷菌是通过储能来富集磷 的, TCP 可能影响这一富集过程, 导致生物除磷能力 下降。 图 6两组系统出水 TP 浓度变化 3经济效益简析 近年来, 我国城市污水处理厂污泥的产量急剧上 升, 污泥的处理处置费用高 [8]。以下对化学解偶联 污泥减量技术在经济上是否可行进行分析。 大型污水处理厂水处理成本为 0. 5 ~ 0. 7 元/t, 污 泥处置费用占其中的 35 ~ 50 , 每吨污水的污泥处 理成本 Cs取低值为 0. 2 元。2, 4, 5-三氯苯酚 TCP 纯 度 >98 售价约为20 000 元/t, 与同类产品相比价格 偏高, 但有下降空间。按照投加量 2mg/L 计算, 每吨水 的处理成本要多增加 Ci 0. 04 元。投加 TCP 后可以 使每吨污水产生的污泥减少 62 。投加该药剂后每吨 污水将节省 C 62 Cs- Ci0. 084 元。 一个污水处理量为 10 万 t/d 的城市污水处理厂 采用 TCP 进行污泥减量后, 每年的运行费用可以节 省约 300 万元, 由此污水厂采用 TCP 进行污泥减量 具有较高的经济效益。 4结论 1 投加 TCP 对污泥减量效果好, 污泥减量率达 到 62. 5 , 大大降低污水处理成本。 2 长时间投加 TCP 对 COD 去除效果没有影响, 对总氮去除影响小, 但对总磷去除影响较大, 时间越 长出水 TP 越高, 建议投加除磷药剂进行辅助除磷。 参考文献 [1]Low E W,Chase H A.Reducing production of excess biomass during wastewater treatment[J]. 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