呼吸計量法在活性污泥系統廢水特性測定中的應用
[摘要]活性污泥中微生物的呼吸作用直接與廢水中基質的去除以及微生物的生長密切相關。根據活性污泥工藝中污水水質對微生物呼吸作用的影響,闡述了呼吸計量法在活性污泥1號模型(ASM1)的基本組分SS、XS、XBH和XBA測定中的應用,并對呼吸計量法在活性污泥系統進水的毒性預警和保護方面的作用進行了分析。
[關鍵詞]呼吸計量法;活性污泥法;污水毒性
在當前的污水處理技術領域中,活性污泥法是應用最為廣泛的技術之一〔1,2〕,但其指標體系很難及時有效地反映生化反應過程中各種變量之間的變化及其相互關系,使得活性污泥系統設計的準確性與經濟合理性難以進一步提高,同時也直接導致系統的運行管理水平難以提高,因此必須尋找新的、能快速直接反映活性污泥系統變化的污水水質特性測定方法。
呼吸計量法是一種在特定條件下對微生物氧呼吸速率(OUR)進行測定和解釋的方法〔3〕。由于活性污泥中微生物的呼吸作用直接與廢水中基質(污染物)的去除以及微生物的生長密切相關,所以在活性污泥系統中所有直接或間接與氧氣平衡相關的污水特性參數都能用呼吸計量法快速靈敏地測試出來。而且,當活性污泥處理系統因遭受毒物沖擊而出現
污泥中毒現象時,微生物氧呼吸速率(OUR)會出現突然下降的現象,所以呼吸計量法還可被用來評價廢水對活性污泥的毒性作用〔4〕。本文對呼吸計量法在活性污泥1號模型(ASM1)組分鑒定和廢水毒性測定兩方面的應用進行了闡述。
1呼吸計量法在ASM1組分鑒定中的應用
ASM1自1987年推出后得到了普遍的認同,并成為其他同類模型發展的核心。該模型描述了活性污泥去除有機物和硝化反硝化的生物過程,包含有13個組分,具體如表1所示。在這些組分中,SI、XI、Xp難以生物降解,故不宜用呼吸計量法測定〔5〕;含氮組分SNO、SND、XND和堿度SALK已有標準的化學測定方法〔6〕,故不在本文研究范圍之內,本文主要分析研究呼吸計量法在ASM1基本組分SS、XS、XBH和XBA測定中的應用。
1.1呼吸計量法對SS的測定
SS由揮發性脂肪酸和低分子碳水化合物等簡單有機物組成,有快速的呼吸響應,故呼吸計量法能對其進行很好的測定分析。
1.1.1連續OUR呼吸計量法對SS的測定
連續OUR呼吸計量法是在連續反應器中測定OUR的瞬間變化。G.Ekama〔7〕和U.Sollfrank〔8〕等提出的矩形方波負荷法就是在一個連續24h方波進水(即12h連續進水,12h停止進水)的活性污泥反應器內在線監測OUR的變化情況,可得如圖1所示的OUR曲線。在第12h停止進水后,由于無SS補充,反應器內XS消耗殆盡,OUR的響應轉為由微生物代謝水解產物引起,因此OUR曲線此時也相應地出現突降(ΔOUR),據此可計算出進水中的SS濃度
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