王维红等：颗粒污泥与絮体污泥占比对番茄酱废水降解效能的影响 1383 表1试验污泥分组 径大小不同，且粒径范围也有较大差异 Table 1 Test sludge grouping 本研究颗粒化过程运行期内的粒径分布如图1 Group Mass fraction of Mass fraction of Total mass fraction 所示.研究表明：运行40d后，粒径为0.5~1mm number flocculent sludge granular sludge of sludge 左右的颗粒污泥质量分数超过55%.第60至150 75 25 100 B 50 50 100 天运行期间，颗粒大小主要集中在0.5~3mm粒径 33 3 范围内，颗粒污泥质量分数近85%，其余为絮体污 C 100 泥，0.5~3mm粒径最终成为优势粒径范围 表2人工合成番茄酱加工废水的组分 100 Partical size/mm Table 2 Components of wastewater from tomato sauce 90 80 processing mgL- 04 Element Chemical composition c45 Component concentration 60 (NHa)Mo7O24H2O 0.05 4 A2(S04318H20 0.25 H:BOa 0.05 20 10 CuCl 0.05 Trace elements NiCI-6H2O 406080100120150180 0.05 Time/d CoCl6H2O 0.05 图1颗粒粒径分布 MnSOH2O 0.05 Fig.1 Particle size distribution of granule ZnSO7H2O 0.11 2.2颗粒污泥系统对有机物的降解 CaCh 20 2.2.1AGS系统对COD的降解 Constant element FeCl:6H2O 0.83 如图2所示，试验采用逐渐提高有机负荷的培养 MgSO7H2O 50 方式，有利于增强系统的抗冲击性，缩短颗粒污泥 1.3主要检测仪器设备 形成时间.试验的第I阶段，进水COD为400mgL 本试验中用到的主要设备仪器为：超纯水机 时，出水COD不稳定，最大值为138mgL.在 (FJY2002-UVF),超声波清洗器(KQ5200DE),电 Ⅱ阶段，反应器进水COD质量浓度800mgL,平 子天平(Quintix224-1),紫外分光光度计(DR6000), 均去除率达到95.53%.尤其在Ⅲ-V阶段COD由 磁力搅拌器(JB-2A),溶解氧仪(JPB-607A)等 1300mgL增加到1700mgL,COD的去除率 1.4分析项目及测定方法 提高到977%，表明经过一段时间的适应，污泥对 1.4.1基础检测项目 COD的降解能力和抗冲击能力显著提高.150d 本试验的基础检测项目有进、出水COD、氨 后，继续将COD增加到2000mgL,去除效率开 氮(NH一N)、磷酸盐(PO一P)、DO,以及混合 始下降.此后，即使COD降低到1400mgL,去除 液悬浮固体浓度(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体 效率也没有提高，平均去除率保持在90.18%左右 浓度(MLVSS)、污泥容积指数(SVI)等污泥指标. 分析原因有：这一阶段随着粒径大于3mm的污泥 1.4.2检测方法 颗粒数量的增加，颗粒面临老化，活性及理化性能 为监测AGS系统的出水水质及处理效率，采 有所降低，与进水COD浓度增高不相匹配，导致 用国家环保总局规定的标准检测方法检测指 对COD的去除没有明显提高反而下降，所以将大 标.其中COD、NH一N、PO}一P的检测方法分 于3mm的颗粒污泥排出系统. 别为重铬酸盐法，氨氨纳氏试剂分光光度法和磷 2.2.2AGS系统对NH一N的降解 酸盐离子色谱法 如图3所示，进水NH一N质量浓度范围为 48.5~66.2mgL;NH一N去除率介于66.76%~ 2结果及讨论 99.62%,平均去除率为91.87%.在运行第40至 2.1颗粒污泥优势粒径分布 150天期间，对NH一N的去除效果显著提高.与 前人对不同废水的颗粒化过程的研究已经表 Liu等)研究的处理实际废水NH一N去除率达 明，处理不同基质的废水所产生的颗粒污泥的粒 98%的结果相似.这表明在处理番茄加工废水期1.3    主要检测仪器设备 本试验中用到的主要设备仪器为：超纯水机 （FJY2002–UVF），超声波清洗器（KQ5200DE），电 子天平（Quintix224–1），紫外分光光度计（DR6000）， 磁力搅拌器（JB–2A），溶解氧仪（JPB–607A）等. 1.4    分析项目及测定方法 1.4.1    基础检测项目 NH+ 4 PO3− 4 本试验的基础检测项目有进、出水 COD、氨 氮（ —N）、磷酸盐（ —P）、DO，以及混合 液悬浮固体浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体 浓度（MLVSS）、污泥容积指数（SVI）等污泥指标. 1.4.2    检测方法 NH+ 4 PO3− 4 为监测 AGS 系统的出水水质及处理效率，采 用国家环保总局规定的标准检测方法[15] 检测指 标. 其中 COD、 —N、 —P 的检测方法分 别为重铬酸盐法，氨氮纳氏试剂分光光度法和磷 酸盐离子色谱法. 2    结果及讨论 2.1    颗粒污泥优势粒径分布 前人对不同废水的颗粒化过程的研究已经表 明，处理不同基质的废水所产生的颗粒污泥的粒 径大小不同，且粒径范围也有较大差异[16] . 本研究颗粒化过程运行期内的粒径分布如图 1 所示. 研究表明：运行 40 d 后，粒径为 0.5～1 mm 左右的颗粒污泥质量分数超过 55%. 第 60 至 150 天运行期间，颗粒大小主要集中在 0.5～3 mm 粒径 范围内，颗粒污泥质量分数近 85%，其余为絮体污 泥，0.5～3 mm 粒径最终成为优势粒径范围. 2.2    颗粒污泥系统对有机物的降解 2.2.1    AGS 系统对 COD 的降解 如图 2 所示，试验采用逐渐提高有机负荷的培养 方式，有利于增强系统的抗冲击性，缩短颗粒污泥 形成时间. 试验的第Ⅰ阶段，进水 COD 为 400 mg· L−1 时，出水 COD 不稳定，最大值为 138 mg· L−1 . 在 Ⅱ阶段，反应器进水 COD 质量浓度 800 mg· L−1，平 均去除率达到 95.53%. 尤其在Ⅲ-Ⅳ阶段 COD 由 1300 mg· L−1 增加到 1700 mg· L−1 ，COD 的去除率 提高到 97.7%，表明经过一段时间的适应，污泥对 COD 的降解能力和抗冲击能力显著提高. 150 d 后，继续将 COD 增加到 2000 mg· L−1，去除效率开 始下降. 此后，即使 COD 降低到 1400 mg·L−1，去除 效率也没有提高，平均去除率保持在 90.18% 左右. 分析原因有：这一阶段随着粒径大于 3 mm 的污泥 颗粒数量的增加，颗粒面临老化，活性及理化性能 有所降低，与进水 COD 浓度增高不相匹配，导致 对 COD 的去除没有明显提高反而下降，所以将大 于 3 mm 的颗粒污泥排出系统. NH+ 4 2.2.2    AGS 系统对 —N 的降解 NH+ 4 NH+ 4 NH+ 4 NH+ 4 如图 3 所示 ，进水 —N 质量浓度范围为 48.5～66.2 mg·L−1 ； —N 去除率介于 66.76%～ 99.62%，平均去除率 为 91.87%. 在运行 第 40 至 150 天期间，对 —N 的去除效果显著提高. 与 Liu 等[17] 研究的处理实际废水 —N 去除率达 98% 的结果相似. 这表明在处理番茄加工废水期 表 1    试验污泥分组 Table 1    Test sludge grouping % Group number Mass fraction of flocculent sludge Mass fraction of granular sludge Total mass fraction of sludge A 75 25 100 B 50 50 100 C 25 75 100 表 2    人工合成番茄酱加工废水的组分 Table 2    Components of wastewater from tomato sauce processing mg·L−1 Element Chemical composition Component concentration Trace elements (NH4 )6Mo7O24·4H2O 0.05 Al2 (SO4 )3 ·18H2O 0.25 H3BO4 0.05 CuCl2 0.05 NiCl·6H2O 0.05 CoCl2 ·6H2O 0.05 MnSO4 ·H2O 0.05 ZnSO4 ·7H2O 0.11 Constant element CaCl2 20 FeCl3 ·6H2O 0.83 MgSO4 ·7H2O 50 40 60 80 100 120 150 180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Mass fraction/ % Time/d ＞2 1.6~2 1~1.6 0.45~1 ＜0.45 Partical size/mm 图 1    颗粒粒径分布 Fig.1    Particle size distribution of granule 王维红等： 颗粒污泥与絮体污泥占比对番茄酱废水降解效能的影响 · 1383 ·