間歇性臭氧在好氧污泥消化中的應(yīng)用
 

活性污泥過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)量生物污泥WAS對(duì)于公用事業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)日益嚴(yán)重的問(wèn)題，這是由于目前全球范圍內(nèi)實(shí)施的嚴(yán)格規(guī)定。處理過(guò)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(yíng)養(yǎng)處理植物，因?yàn)槲勰嗖粦?yīng)暴露于厭氧菌，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致累積的磷釋放出來(lái)。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(shí)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(shí)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(guò)程中定期測(cè)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(shí)，為3 g -1 MLSS。因此，有可能節(jié)省接觸時(shí)間并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的有氧過(guò)程的生物固體消化，有氧過(guò)程在15-30天內(nèi)達(dá)到40-50％，而消耗的臭氧量卻很少。所開發(fā)的工藝被認(rèn)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?yàn)樗粫?huì)導(dǎo)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(dǎo)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(jì)使其成為首選，但是過(guò)多的污泥生產(chǎn)是設(shè)施的沉重負(fù)擔(dān)（Liu 2003）。生活污水處理的運(yùn)營(yíng)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(jī)污染物含量，它們可能會(huì)在處置場(chǎng)造成二次污染（Zhang等，2008）。

因此，在很終處置之前，需要考慮適當(dāng)?shù)牟呗詠?lái)處理剩余污泥。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(guò)量污泥的使用和處置的法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)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(bào)道了各種污泥處理技術(shù)，例如熱，機(jī)械，化學(xué)和氧化（Park等，2002）。其中，臭氧處理多余的污泥因其強(qiáng)大的氧化能力而受到關(guān)注，因?yàn)樗哂杏绊戇^(guò)剩污泥處理過(guò)程中出色的穩(wěn)定性和減少量的作用（Albuquerque等，2008）。因此，在文獻(xiàn)中已經(jīng)對(duì)臭氧化進(jìn)行了廣泛的研究（Yasui等，1996）。臭氧通過(guò)兩種機(jī)制分解污泥。即破壞細(xì)胞壁并隨后使細(xì)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(shí)現(xiàn)高度分解，使其在包括超聲處理在內(nèi)的各種機(jī)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(duì)沉降性，脫水性，細(xì)胞外多糖，EPS，還原度，微生物絮凝物大小以及硝化/反硝化過(guò)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(bào)道，臭氧處理的污泥可作為生物營(yíng)養(yǎng)去除植物中反硝化的碳源，從而降低了運(yùn)營(yíng)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(jìn)污水處理中磷的回收，從而保護(hù)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(dǎo)致廢水中的磷含量升高（Kamiya和Hirotsuji，1998；Nishimura，2001；Sakai等，1997），這反過(guò)來(lái)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(diǎn)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(dǎo)致更高的臭氧消耗，因?yàn)榈孜镅趸瘯?huì)進(jìn)一步消耗臭氧。臭氧是一種昂貴的化學(xué)藥品，應(yīng)以盡可能低的劑量謹(jǐn)慎使用，以實(shí)現(xiàn)很大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，必須通過(guò)連續(xù)或部分臭氧氧化來(lái)優(yōu)化其在污泥上的應(yīng)用。

Liu（2003）對(duì)臭氧在生物處理中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的綜述，很近，Chu等人（2003年）對(duì)其進(jìn)行了綜述。（2008）。兩位評(píng)論者得出的結(jié)論是，解決污泥問(wèn)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(rèn)為優(yōu)于曝氣池。因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)僻靜的環(huán)境，其中臭氧可以專門作用于污泥，而不會(huì)引起生物質(zhì)吸收的磷明顯釋放。

相反，如Chu等報(bào)道，在罐內(nèi)或原位臭氧化過(guò)程中，磷的去除率下降。（2009）。此外，將臭氧施加到曝氣池中會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)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(jìn)而由于存在氧氣傳遞系數(shù)降低（α值較低）而導(dǎo)致去除率降低和曝氣能力下降。過(guò)多的固體。實(shí)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(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)量污泥的生物降解。

來(lái)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