什么是顆粒污泥?有哪些技術特點?
在當前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,自20世紀初期于英國的曼徹斯特建成試驗污水廠開創以來,至今已有近百年的歷史。活性污泥開創初期采用的是以絮狀污泥為主的懸浮活性污泥法,大多數的污水處理廠至今也主要以絮狀懸浮污泥狀態來運行。
什么是顆粒污泥?有哪些技術特點?
顆粒污泥最初是隨著有機工業廢水的處理而出現的,最早是出現在一些厭氧反應器中。Young和McCarty于20世紀70年代曾在厭氧濾清器中觀察到顆粒污泥。那是一種改進型的厭氧濾清器,用來處理工農業污水,采用升流模式運行,當時沒有人注意到這種污泥是怎樣形成的。1976年研究者在荷蘭Breda的CSM糖廠的一個6m3的反應器中也發現了顆粒污泥,因為反應器里獲得的污泥效果比Wageningen大學更早前在實驗室里取得的好,顆粒污泥的重要性引起了人們的重視。自20世紀80年代開始Lettinga等學者對升流式厭氧污泥床反應器(Upflow Anaerobic Sludge Blanket,UASB)中的顆粒污泥及其應用進行了大量的研究,人們對顆粒污泥的認識才逐漸系統起來。目前,厭氧顆粒污泥技術已經在高濃度有機廢水的處理工程中得到了大量的應用。
與之相對的是,好氧顆粒污泥技術的出現則要晚很多。1991年,Mishima等學者首次報道了在連續運行的好氧升流污泥床(Aerobic Upflow Sludge Blanket,AUSB)反應器中出現的好氧顆粒污泥。但是AUSB反應器運行條件要求較為苛刻,需要純氧曝氣才能培養出顆粒污泥。隨后在1993年Debeer等學者在流化床反應器中,利用進水在反應器外預先曝氣的方法培養出了硝化顆粒污泥,但反應體系的回流比需要維持在較高的水平,而且培養的硝化污泥的硝化能力較弱。此階段好氧顆粒污泥培養的諸多限制,導致好氧顆粒污泥的研究即使在實驗室范圍內都受到很大限制。20世紀90年代中期對污泥膨脹的研究為好氧顆粒污泥研究發展帶來革新動力。Krishna等學者發現,聚一B一羥基丁酸酯(poly-13-hydroxybutyrate,PHB)等多聚物在細胞內的累積,有利于提高污泥沉降性能;而周期性快速進水的序批式反應器(SBR)可以促進PHB的累積。Morgenroth等借鑒厭氧顆粒在SBR中的培養經驗,成功地以有機物為基質在SBR中培養出了好氧顆粒污泥。SBR培養模式為好氧顆粒污泥研究奠定了基礎,為目前大多數研究者所采納。在此基礎上,好氧顆粒污泥的研究在1997年后迅速展開。至今,關于好氧顆粒污泥的研究也大量的開展起來。目前,顆粒污泥工藝已經是污水處理領域的推薦技術之一,在某些特種廢水的處理中得到一定的應用。但總體來看,好氧顆粒污泥存在運行能耗高等問題,其實際應用不如厭氧顆粒污泥廣泛。