旁路强化后生动物捕食的污泥原位减量中试研究
李明智，张宇，王慧荣，梅荣武，韦彦斐
（浙江省环境保护科学设计研究院，浙江 杭州310007)
污泥减量技术可实现污泥处置从“末端治理”转移到“源头控制”。污泥减量技术包括物理、化学和生物法。根据生态学原理，利用原生、后生动物捕食细菌和碎片减少污泥产量的方法，具有成本低、无二次污染特点，是污泥原位减量化技术研究的热点。目前国内外研究主要集中在寡毛纲环节动物，如仙女虫、颤蚓等。但是寡毛类后生动物需要借助填料生长，一般要在处理系统后端添加附着型反应器，工艺的管理控制难度较大，对出水氨氮、总磷会产生较大影响。本课题选择在生化系统旁路增加微型后生动物捕食工艺，同时与微生物强化降解作用相结合，改善活性污泥的理化性质，可在不改变原有工艺、不影响出水水质的基础上实现污泥减量的目的。
1 试验装置
现场中试装置见图1，污水处理装置为一套活性污泥法A/A/O系统，由脱氧池、厌氧池和好氧池组成，总有效容积5.5 m3。在A/A/O系统污泥外回流的旁路增设一套强化污泥捕食系统，由酶水解池、曝气池和捕食池组成，总有效容积1.1 m3，为A/A/O系统的1/5体积。在脱氧池、厌氧池和酶水解池上装有搅拌装置，转速160 r/min。1台5 m3/h风机为2套装置提供氧气并安装有气体流量计。污泥减量高效菌剂由实验室制备，由蛋白酶、淀粉酶高产菌和土著菌构成。
图1 旁路强化捕食污泥减量现场中试装置示意
中试装置安装在余杭某生活污水泵站，场地面积20 m2，原水经0.5 m3PP桶初沉后进入A/A/O系统，水质见表1。
表1 试验进水水质
2 结果与分析
现场试验分2阶段，第1阶段考察传统A/A/O系统运行的出水水质、污泥产率情况，第2阶段考察增加污泥捕食系统的A/A/O系统运行的出水水质、污泥产率情况。
2.1 污泥产率对比分析
第1阶段系统的平均污泥产率在0.497 kgMLVSS/kgCOD，在增加旁路系统后，污泥浓度有所下降，平均MLSS 为3300 mg/L，且外排泥量显著减少，平均污泥产率在0.189 kg MLVSS/kgCOD，相比1阶段，增设旁路系统后污泥产率降低了62%。
图2 旁路强化捕食污泥减量中试两阶段污泥浓度与污泥产率对比
2.2 去除污染物分析
整个试验期间A/A/O系统出水水质稳定，出水COD、NH3-N、TN达到GB18918-2002一级A标准，TP达一级B标准。对比发现，第2阶段对COD、NH3-N、TN的去除负荷比1阶段平均提高6.7%、14.6%、21.5%，对TP的去除负荷无差别
图3 旁路强化捕食污泥减量中试两阶段进出水COD、NH3-N对比
图4 旁路强化捕食污泥减量中试两阶段进出水TN、TP对比
2.3 系统污泥性状分析
在第1阶段平均SVI为126 mL/g，MLVSS/MLSS为36.3%；第2阶段平均SVI为103 mL/g，MLVSS/MLSS为42%，活性污泥的沉降性能更为理想，处理能力也有所增强。
A/A/O系统二沉池污泥经过旁路系统处理后，SV30值迅速从67%降至46%，污泥浓度逐步从6500 mg/L下降至4000 mg/L，这说明污泥首先在酶水解作用下快速解体，随着后生动物的大量繁殖，捕食作用加强，出水污泥浓度开始显著下降并达到稳定。旁路系统强化后生动物捕食作用一方面减少了系统污泥量，另一方面改变了污泥性状，促使整个A/A/O系统活性污泥大幅度减少。
图5 旁路强化捕食污泥减量中试旁路系统进出污泥浓度对比
（本文发表于《中国给水排水》杂志2015年第17期“论述与研究”栏目）
