間歇性臭氧在好氧污泥消化中的應(yīng)用
 

活性污泥過程中產(chǎn)生的過量生物污泥WAS對于公用事業(yè)來說是一個日益嚴重的問題，這是由于目前全球范圍內(nèi)實施的嚴格規(guī)定。處理過量污泥的一種方法是將其消化，減少其數(shù)量并使之穩(wěn)定。有氧消化特別適合營養(yǎng)處理植物，因為污泥不應(yīng)暴露于厭氧菌，因為這會導致累積的磷釋放出來。一種新穎且獲得的臭氧輔助的好氧污泥消化工藝（PCT / TR2010 / 000213）被證明可以顯著縮短15–30天的好氧消化時間并減少固體被破壞的程度。在連續(xù)四天的每一天中，每天一次在錐形瓶中將WAS樣品臭氧化不同的時間。在臭氧應(yīng)用之間，燒瓶不斷充氣。MLVSS，MLSS，為了優(yōu)化工藝，在消化四天的過程中定期測量了COD和OUR參數(shù)。結(jié)果，在臭氧總量為0.42、0.64、0.85和1.27 mg O的情況下，MLVSS降低了22.6％，40％，75％和84％。在第四天結(jié)束時，為3 g -1 MLSS。因此，有可能節(jié)省接觸時間并實現(xiàn)遠遠超過標準的有氧過程的生物固體消化，有氧過程在15-30天內(nèi)達到40-50％，而消耗的臭氧量卻很少。所開發(fā)的工藝被認為優(yōu)于側(cè)流臭氧化工藝，在側(cè)流臭氧工藝中，將臭氧應(yīng)用于返回的活性污泥RAS管線；因為它不會導致曝氣池中保持的活性生物量減少。相反，活性生物量濃度的降低導致處理效率降低。

生物處理是很廣泛使用的處理技術(shù)之一（Tchobanoglous等，2002）。盡管它的高效率和易于設(shè)計使其成為首選，但是過多的污泥生產(chǎn)是設(shè)施的沉重負擔（Liu 2003）。生活污水處理的運營成本大約一半用于污泥的處理和處置（Song等人，2003年）。此外，由于污泥中的重金屬，病原體和持久的有機污染物含量，它們可能會在處置場造成二次污染（Zhang等，2008）。

因此，在很終處置之前，需要考慮適當?shù)牟呗詠硖幚硎Ｓ辔勰?。焚化，脫水，填埋和用于農(nóng)業(yè)是替代方案。但是，隨著關(guān)于過量污泥的使用和處置的法規(guī)越來越嚴格，減少污泥的體積及其穩(wěn)定性就變得很重要（Egemen等，2001）。

已經(jīng)報道了各種污泥處理技術(shù)，例如熱，機械，化學和氧化（Park等，2002）。其中，臭氧處理多余的污泥因其強大的氧化能力而受到關(guān)注，因為它具有影響過剩污泥處理過程中出色的穩(wěn)定性和減少量的作用（Albuquerque等，2008）。因此，在文獻中已經(jīng)對臭氧化進行了廣泛的研究（Yasui等，1996）。臭氧通過兩種機制分解污泥。即破壞細胞壁并隨后使細胞內(nèi)成分礦化（Ahn等，2002a；Ahn等，2002b；Park等，2002）。根據(jù)穆勒（2000），臭氧可實現(xiàn)高度分解，使其在包括超聲處理在內(nèi)的各種機械替代方案中具有成本效益。

在處理廠的不同地方，都研究了連續(xù)臭氧化對沉降性，脫水性，細胞外多糖，EPS，還原度，微生物絮凝物大小以及硝化/反硝化過程的影響。包括生物反應(yīng)器，污泥處理上清液，返回的活性污泥管線和污泥處理單元（Böhler和Siegrist 2004 ; Chu等人2008 ; Dyczak等人2007 ; Goel等人2003 ; Mines等人2008 ; Park等人。 2002年；Paul和Debellefontaine 2007年；Song等2003；Weemaes等2000；Yasui和Shibata 2004）據(jù)報道，臭氧處理的污泥可作為生物營養(yǎng)去除植物中反硝化的碳源，從而降低了運營成本（Ahn等，2002a；Ahn等，2002b）。

而且，根據(jù)Steen（1998），污泥的臭氧化可以促進污水處理中磷的回收，從而保護地球上的磷資源。相反，許多研究則相反，即在常規(guī)廢水處理中使用臭氧導致廢水中的磷含量升高（Kamiya和Hirotsuji，1998；Nishimura，2001；Sakai等，1997），這反過來又要求額外的除磷工藝。包括在治療系列中（Saktaywin等，2005）。所有這些研究的共同點是將臭氧連續(xù)施加到混合液中，而不是專用消化池中的污泥。前者應(yīng)導致更高的臭氧消耗，因為底物氧化會進一步消耗臭氧。臭氧是一種昂貴的化學藥品，應(yīng)以盡可能低的劑量謹慎使用，以實現(xiàn)很大的經(jīng)濟效益。因此，必須通過連續(xù)或部分臭氧氧化來優(yōu)化其在污泥上的應(yīng)用。

Liu（2003）對臭氧在生物處理中的應(yīng)用進行了廣泛的綜述，很近，Chu等人（2003年）對其進行了綜述。（2008）。兩位評論者得出的結(jié)論是，解決污泥問題的理想解決方案是將污泥減少與源頭曝氣池中的污染物去除相結(jié)合。這與本文提出的假設(shè)恰恰相反，在該假設(shè)中，隔離式消化池中的剩余污泥的間歇臭氧處理被認為優(yōu)于曝氣池。因為它提供了一個僻靜的環(huán)境，其中臭氧可以專門作用于污泥，而不會引起生物質(zhì)吸收的磷明顯釋放。

相反，如Chu等報道，在罐內(nèi)或原位臭氧化過程中，磷的去除率下降。（2009）。此外，將臭氧施加到曝氣池中會導致長期低的活性生物質(zhì)濃度和惰性氣體在曝氣池中的積聚，進而由于存在氧氣傳遞系數(shù)降低（α值較低）而導致去除率降低和曝氣能力下降。過多的固體。實際上，活性污泥工藝的基礎(chǔ)是在曝氣池中保持較高的活性生物量，以很大程度地提高廢物清除率并很小化體積要求。

因此，本研究的主要目的是研究脈沖臭氧化如何影響生物處理過程中產(chǎn)生的過量污泥的生物降解。

來源：Melis Muz , M. Selcen Ak , Okan T. Komesli  & Celal F. Gökçay 

Pages 57-64 | Received 06 Sep 2012, Accepted 02 Jul 2013, Accepted author version posted online: 01 Aug 2013, Published online: 18 Feb 2014