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1、酵母菌处理系统中氮缺乏引起的污泥膨胀控制一论文类型技术与工程发表日期2006-07-01作者关键词韩云,杨清香,杨敏,张昱,郑少奎酵母菌色拉油加工废水C0D N污泥膨胀研究了酵母菌处理色拉油加工废水系统中投加氮源对处理效果的影响及对污泥膨胀的恢复作用.批量实验结果表明：添加氮源有助于提高去除效果,碳氮比(CoD/N)为50l20l的条件下,油去除率最高,达90%以上；添加氮源能够改善污泥沉降性,CODN比为50/1、20/1时污泥沉降性明显优于100/1、200/1和不加氮的条件.连续试验中按COD/N为20/1添加氮源,污泥体积指数(SVD稳定在100200,油和COD去除率分别达95%和9
2、0%以上.氮缺乏色拉油加工废水酵母菌处理系统中氮缺乏引起的污泥膨胀控制韩云，杨清香，杨敏,张昱，郑少举(中国科7院生态环境研究中心环境水质学国家币点实发室,北京100085J摘要:何究了赭母菌处用色拉油加废水系统中投加气源对处理效果的影响及对污泥彤胀的恢复作用.批T实验结果去明：I添加氯祖仃助提岛去除效梁伏鼠比(CODN)为50/I20/1的条件卜,汕大除率公离,达90%以I:;2添加呆源能够改苒污泥沉降性,CODN比为50/120/1时河泥沉降林明业优.1001.200/1和不加气的条件.连续试用中按COD/N为20/1添加篦源前泥体积指数(SVD稳定在l00-200,油和COD去除率分别达
3、95%和90I.氯缺乏色拉油加I.废水中滓加朱源是控制污泥彤胀的仃效方法之.关催词曲母同:色拉油加I：废水;COD/N;污泥膨胀中图分类%X792文献标设研:人文章编号。2SO330M2003)(MSmBulkingControlsInducedbyNitrogenInsufficiencyinYcastSystemHanYun,YangQingxiang.YangMin.ZhangYu.ZhcngShaokuifStateKeyLatvratoryofEnvimnmcirtaiAqUallC(Iwmisiry.Research(entertorRXrLnVIronmCntalSciences
4、,CS.BcngIOoo85.China).Vntnict:ThedTcctofnitmgcnadditionIosaladoilnunulacluwastewater4CmuasSIUdICd.TheresultsofbatchCxperinKnisdciniwslratcd:!additionofntngcnWaShdtulloimproveoilremoval.andtheoilremovalralewasabove90%whenCOD/Nvaluewasbetween50Iand20,I;2additionofnitrogeninprovedthesludgeSettleabilily
5、,whichwasmuchhellerunderODNValUeof50/Iand20/I.IntheConlinuOu、C甲CrifnCnl.thealueof+udelunIixiex(SVI)uasbetween100and200.andtheremovalratesofoilandCODWCreabove95%and90%,rcprpreventingorntnllingsludgebulking.Keywrh:yeasl;saladoilmanufacturingwastewater;COD，N:sludgebulking色拉油加工废水的上要有机污染物为油份,其中80%以上为脂肪酸.
6、蹂氮比非常高是色拉油加工废水的另显著特征.对于含油废水目前常采用的处理方法是酸化除油后再进行生物处理.该方法工艺熨杂,成本高,而且油泥的后处理也是一个难题,L本实验室在利用解母菌对色拉油加工废水进行直接生物处理方面已经取得了一定成果：分离筛选出了5株超母菌.分别是:深红醉母(Rhodotorularubra).热带假丝解母(CandidaIropicalis),博伊J假丝解母，Candidaboidiniirwiwz).产t假丝解母，Candidauilis),皮状丝泡醉母(TrrchtporonCutaneuni)121；2连续处理实险初期除油率达95%以上,COD去除率达90%”.但系统长
7、期运行会出现污泥膨胀现象,经研究发现这1J丝状曲大l繁殖和TriChoSPorONCuianeum真菌丝形成有关.处理过程中反应器中出现的大他真菌丝可以通过投加内酸钠和次氯酸钠进行抑制,但通过投加这些化学药剂抑制丝状菌生长的方法存在一定缺点.丙酸钠在污泥膨胀发生时可用来抑制丝状菌,改善沉降性.然而由于成本的原因，在曝气池中一直添加丙酸钠的做法可能行不通.在活性污泥工艺中.次氯酸钠是种常用的污泥膨胀抑制剂,但其在抑制丝状菌生长的同时,有可能削弱其它正常生长微生物的活性，儿至将其杀死，导致处理效果恶化,使用时应当慎重.从色拉油加工废水水质的角度考虑.污泥膨胀还与碳赳营养严U金项目：国家I然科7队公
8、资助型H(5OO78O53)作者1介制云(1979744;：住I1ndtionkinIMconimt*uCMKnmem时间L(Q)D-MLSS)仍4；卜kkvl)1污泥(酒MLSS)k-(kun1进水漉疑/1Ir1MLSSmy1进水CODrr11退水油myL:前20天1.5*2.5O.3O.78T23000-600090001100022003000后24人l.52.50.10.78、1260009000I100OM(MM)15004400Sawyer等人提出生物废水处理中BOD/N/P的Jft佳比值为100/5/1,这结论：用于普通活性污泥处理系统,而对本研究所采用的以解母菌为主要微生物的生
9、物处理系统.BoaWP比值的相关报道并不多.而且本实验主要是研究控制污泥膨胀的最佳氢源添加状.因此选取5种不同COD/N值,研究此投加斌对去除效果和沉降性的影响.本实险室所用的色拉油加1.废水BOD、和CoDe之间的定麻关系为BoDS/8DCr0.47,s,.：I.JMLSS)Z化情况M以看出投加不同比例%(源后,MLSS增长均较快,生长24h后基本上都达到4000mgL.而不加徽源时，污泥玳增长缓慢，24h后仅由800mg.L增加到170OmgL.水质分析结果表明,该废水中的N处于极端贫乏状态.BOD,TN仅为440/I,高于废水处理中氨的极端限制状态297/1川,而在生物处理中，N是合成微
10、生物主要物质镜臼质所必不可少的.不加N源的条件下.由于N严重缺乏，醉母翦不能充分增殖；添加N源可以促进其新陈代谢及ffi!900/、对解母萌生长的影晌Hg.IIlYcctsof(X)lNOnyeastproliferation况.从图2可以乔出，这3种条件下,反应结束时油的去除率差别不大,但IOh内油去除速率有件明显差别，氨投加ht越大,油去除速率越高.1000 0 S IO IS 20 2S 30KW/h80604020*图2(IoD/、对油去除率的影响hg.2IHcclsof(X)D-1Nonremovalrateofoil2.3氮吸收实验N是微生物新陈代谢必不可少的物质.微生物对N的利用
11、与有机物的降解有关,进水有机物浓度越高,微生物对N的需求越大，如果进水中N含心不能满足微生物需要,则微生物对有机物的降解和对N的利用都会发生变化.因此缸吸收情况可以间接反映废水中有机物降解情况.本实验通过改变COD/N.研究氮的吸收情况.酢母菌处理色拉油废水系统中策的主要存在形式是NH4-N,所以用NH4N变化泣表示氮的吸收情况.结果如图3所示.20图3不同CDD/、的M吸收口Fig. 3 The amnunof aborbed ammonia under、nnous CX)D N2.2COD/N对处理效果的影响从表2中很容易看出.投加氮后油去除率较不加象有明显提高,并且随者双投加H的增加.油
12、去除率也相应提高.COD，N为100/1、50I和20/1的3种条件下,油去除率均达到90%以上.裳2不同0)0/、条件卜的油去,除率Table2RCnKHalraleofoilunder、;InOUCODN(。1)卜小J,200I100I50120,I.74AJ八图2为100/1.50/1和20/1的3种不同COD/N条件下.油去除率随时间增加的变化情由图3可见,随着反应体系中系源投加投的增加,解母菌对NHN的吸收状也明显增加.在不加N源的情况下,体系中NH4-N浓度很低,NHN的吸收几乎为0（图3中未标明）.在CODN为200/IUOOZI的2种条件下Jh内NHi-N吸收;I；分别为34m
13、g和90mgf5h以后NH4-N吸收没有增加.此时体系中剩余NH4N含;It分别只行Iomg和20mg.赭母菌不能继续利用如此少W的N源.当CoDjN为50/1和20/I时，NH4N吸收在前20h持续增加.2Oh后不再增加.可能是此时体系中8DN以及其他营养物质进步失调,从而引起精母菌继续生长受阻.以上结果衣明.COD/N为50/I-20/1之间时.醉母第能够仃效利用废水中的氮源.间接反映出该条件F,醉母菌活性比其它条件高Jlll去除率也较高.1.4 CoD/N对污泥沉降性的影响从图4的污泥沉降曲线可以百出添加犯源能够改善污泥沉降性.并H防着氮源添加状的增加，污泥沉降性提高,COD/N为50/
14、I、20/1的沉降曲线效果最好L两柠差别不大,不加氮源的沉降曲线效果最差.这可能处由卜氮源缺乏时,微牛.物不能充分利用碳源合成细胞物质.过H的碳源被转化为-种高度亲水电化合物多糖类胞外贮存物,该物质粘度很大,影响污泥沉降性.实验结束时,测得不加氮SVIfft为336.污泥沉降性极差：CODN为200/I.100/1时，SVI值在100左右，沉降性一般:COD/N比50/I、20I时SVI值小于5U,沉降性非常好.图4不同气投加的污泥沉降曲线Fig.4Va11nofSVIinCUil八Rgnlanh1.5 连续小试污泥膨胀控制试验解母曲处理色拉油加工废水连续试脸中,初期除油率达95。以上.8D去
15、除率达90%以上,但系统长期运行会出现污泥膨胀现象.因其具有严重影响系统出水水质、增加处理系统负荷乃至导致系统难以控制等恶性后果.本试验试图通过向连续运行系统中添加氟源来恢复膨胀的污泥.从批找试验得出：CN为50/1和2（）1的条件F,污泥沉降性良好.但由于连续试脸的反杂性,处理过程中受影晌因素及不可控因素更多,试验过程中为了保证系统稳定性.按照COD，N为20/I添加（源.当连续处理氮缺乏色拉油加工废水8d后（此期间未加象源），出现污泥膨胀现象,开始添加鼠源.由图5可见.添加氮源5d后3VI从最高值366开始逐渐下降.经9d后卜降到必低106之后SVl值又有所升高，但直控制在200以卜;本试
16、验从污泥膨胀开始恢复到试验结束共进彳亍了3ld.膨胀污泥的SVl值逐渐降低并长时间稳定在100200之间,通过向系统中添加氮源.污泥膨胀洱到了一定控制.HM/dffl5连续试验中MlSS和S、1变化Fig.5VariationofMLSSandSVIintheconhnuuCXPenmCnI试验进行到第19天.因曝（池内污泥开始急剧增长,污泥负荷（OMLSS）低于I.Skg/（kg5.出水变浑浊.此时部分游母菌从系统中流失,但从COD和油的去除率来看（图6）.出水变浑浊对两者的去除影响并不大.COD除率基本维持在9（）%以上,油去除率达95%以匕出水变浑浊而去除率基本不变的原因可能是流失的菌多
17、为死菌,它们的流失不影响系统去除效果.图6连线M验中CoD及油去除率Hg.6RCgVaIratesofCODandoilinthe0mnuusexperiment因此.连续实脸出现污泥膨胀后按照20/1(COD/N)投加氮源,污泥沉降性在一定程度上得到改善,污泥胧胀过程中COD和油的去除率始终保持较高水平.但是，氮源补充并不能彻底解决污泥沉降性差的问题,有关这方面的研究还需要进行深入探讨.3结论(I)批状试验结果表明：按照CODZN为50/1.20/1添加SI源,污泥沉降性最好.同时油去除率及犯吸收较其它条件有所提高.(2)连续实验出现污泥膨胀后按照20/1(CoD/N)投加氮源,污泥沉降性得
18、到定程度的改善，SVI值从此高点366下降并长期稳定在100200;污泥膨胀过程中COD和油的去除率始终保持较高水平.参考文献：IHnanWLowCtalReducingproductionofexcessbmaMbdunngwastewatertreatment.Wat.Res.1999,33(5):11191132.2年少个.饬敏,杨舒乔等.门然选门解母曲对不同竣水处理及资取化宽.卜沟环境小学,2001.MMn，2S729.3 ZhcngSK.YangM.LvWZctal.Studyonsludgeexparrsondunngtreatmentof疝adoilmanifactunngw-a
19、icrbyyeast.EnvIfOnmerMaITechnology.2001.225):533542.4 H文洲.物域.郑少整室解用前处理系统中丝状储件髭张，2报.2001增利)：59、64.$郑少奎.解母儡处理技术在色拉油加废水中的应用研究.中国科学院生态环境研究中心博HfcJtJOOI.7677.6国家环保”编委公.水和废水枪冽分析方法(第：版).北京:中国环境科学出版社,1998.7佟K/上编.实川废水处理技术.北京:化学匚业出版社.1998.165766.8Il文洲.郁件诸处理裔浓度色拉油加I成水的酬究.西北农林科技大？硕1:论文NOOl.32.9行凯军.许晓叫.”状污泥膨胀理论分析,中国给水排水.2001.17(3):6669.io惭济杏.铀敏,郑少隹等.例对味用小产中肉交品液的处理初舜.环境科学.2001,226):4478.Il高蛹.彭水快液节等.U乏用起的U战状曲旃性污泥膨隙.环境科学.2001.22:6165.12年少有.杨政,刘力.利川肝母殿处理色拉油加技水姓授小试初探.中N环境科K.2001,21(4):3745S0
