运行参数对水蚯蚓生物吸持六价铬性能影响研究

水蚯蚓能通过摄食剩余污泥而使污泥减量,但剩余污泥中常含有各种重金属污染物.本文以颤蚓科蠕虫(Tubificidae)为研究对象,以六价铬为典型重金属污染物,考察运行工艺参数:初始铬浓度、p H、水蚯蚓投加量和温度对水蚯蚓吸持六价铬的影响.实验结果表明,在研究浓度范围内(0.1~8.0 mg·L-1),水蚯蚓对六价铬的吸持速率随铬浓度的增大而加快,单位质量吸持量从14.4 mg·kg-1(以干重计,下同)增加到312.7 mg·kg-1,但六价铬的吸持率却随Cr6+初始浓度的增加而降低;p H从6.0增加到8.0,水蚯蚓对六价铬的吸持速率随p H的上升而提高,吸持率和单位质量吸持量先明显增强,p H达到7.5后逐渐趋于平衡,即吸持最佳p H为7.5;水蚯蚓投加量从1.0 g(以湿重计,下同)增加到5.0 g时,吸持速率及吸持率均上升,但单位质量吸持量却随着水蚯蚓投加量的增加而减少;当温度在10~20℃范围内时,水蚯蚓对六价铬的吸持速率相对较慢,到25℃时,吸持速率明显加快,吸持率和单位质量水蚯蚓的吸持量的变化趋势与吸持速率的变化相一致,但当温度达到30℃,水蚯蚓会大量死亡,综合考虑,处理系统最佳温度宜控制在25℃.     

颤蚓在活性污泥中的生长研究

以颤蚓为研究对象,活性污泥为底物,通过批量培养实验,考察了颤蚓在20℃和25℃2个不同温度下的生长状况.在16周的培养过程中,颤蚓在活性污泥中的生长较好地符合Logistic曲线;25℃更适于颤蚓生长,颤蚓个体在25℃下体重和体长的增长速率分别是0.0470mg·(条·d)-1和0.1936mm·(条·d)-1.同时,颤蚓在25℃下的体重-体长关系式为W=0.008 L2.028 (R2=0.8685),符合颤蚓科蠕虫体重-体长关系式的一般规律.与其它底物相比,以活性污泥为底物时的颤蚓生长并未表现出明显差别.     

利用水蚯蚓进行污泥减量的研究

常规的污泥处理需要花费大量的人力和物力,且处置不当极易对环境造成二次污染.利用微型生物的捕食作用进行污泥减量,清洁无污染,是一项实现污泥源头治理的绿色技术.利用水蚯蚓原位消解污泥技术对成都市凤凰河二沟污水处理厂配水池污泥进行消解实验,通过实验监测来分析污泥减量情况以及对水质的影响.结果表明改造后的工艺污泥减量效果明显,每年可消解污泥240.9t,污泥的沉降性能变好,MLVSS/MLSS降低至35.3％,且出水COD降解率一般为30％,为后续工艺减少负荷.     

Sludge reduction with Tubificidae and the impact on the performance of the wastewater treatment process

To reduce excess sludge, a Tubificidae reactor was combined with an integrated oxidation ditch with vertical circle (IODVC), and a new integrated system was developed for wastewater treatment. A pilot-scale of this integrated system was tested to investigate the sludge reduction with Tubificidae and the impact on effluent quality and sludge production. The dominant worm was Branchnria Sowerbyi in the Tubificidae reactor after inoculation of Branchnria Sowerbyi and Limnodrilns sp., and the maximal volume density of wet Tubificidae in vessels of the Tubificidae reactor was 17600 g/m3. Two operational modes, treating the excess sludge (first mode) and the returned sludge (second mode) of IODVC by the Tubificidae reactor, were used in this experiment. The results showed that the excess sludge reduction rate was 46.4% in the first mode, and the average sludge yield of the integrated system was 6.19×10-5 kg SS/kg COD in the second mode. Though the sludge returned to IODVC via the Tubificidae reactor, it had little impact on the effluent quality and the sludge characteristics of the IODVC. No new type of recalcitrant substance in the supernatant was discharged into the environment when the sludge was treated by Tubificidae. The experimental results also indicated that no significant changes occurred on the viscosity, specific resistance, and the floc size distribution of the sludge.     

颤蚓对活性污泥沉降性能的影响

系统考察了低、中、高3种不同污泥浓度下(TSS≈4 g·L-1、6 g·L-1和8 g·L-1),一定的颤蚓投加比例对活性污泥沉降性能的影响,并同时考察了颤蚓对污泥特性的影响.研究结果表明,投加颤蚓后60min内,活性污泥沉降速率明显加快,60min时的污泥容积相对于未投加颤蚓前可减少8%～42%;而且.这种效应对污泥浓度高的活性污泥更为显著和有效.然而.通过对污泥特性的分析表明,颤蚓在短时间内(1～3h)对污泥平均粒径、Zeta 电位并无多少影响;此时污泥容积指数(SVI)和胞外聚合物含量(EPS)却反而略有增加.     

“水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理模型(T-FCASM)建立及校验

基于浙江省诸暨市菲达宏宇污水处理厂新型氧化沟工艺的现场长期观察和试验研究,提出“水蚯蚓-微生物共生系统”的新技术原理,获得了“水蚯蚓-微生物共生系统”中污染物输入量与输出量随时间的动态变化规律,并建立了水蚯蚓作用的传递函数,从而实现水蚯蚓在污水处理和污泥降解过程中对污染物去除作用的模拟.以全耦合活性污泥模型（FCASM3）为基础平台,结合水蚯蚓作用的传递函数,最终建立了污水厂“水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理模型（T-FCASM）.利用对该污水处理厂常规水质指标测定和进水模型组分分析等试验结果,完成了对“水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理模型（T-FCASM）的校验工作.动态模拟结果表明：T-FCASM实现了对回流污泥浓度的准确模拟;同时该模型能够对污水处理厂生物去除有机物及脱氮过程进行较准确的模拟,而对生物除磷过程的模拟,由于该污水处理厂低磷进水的原因,与实测值存在一定的偏差.     

颤蚓污泥减容效果及其影响因素分析

通过批沉降实验考察了颤蚓对一系列来源不同、性质不同的活性污泥沉降性能的影响.结果表明,颤蚓污泥减容效果显著.对活性污泥的主要性质指标进行Pearson偏相关分析后.发现污泥本身的污泥沉降比(SV,亦称30min沉降率)和半沉降时间t50是影响颤蚓污泥减容作用的重要因素,而并非污泥浓度TSS和SVI.其中,SV分别与颤蚓作用60min后的污泥减容率η(SV60)及污泥半沉降时间的减少率η(t50)之间显著相关.另外,在污泥性质相同的情况下,颤蚓污泥容积比也是影响颤蚓污泥减容效果的重要因素,单位容积下颤蚓投加量越大,污泥减容率会越高.