间歇性臭氧在好氧污泥消化中的应用

间歇性臭氧在好氧污泥消化中的应用
 

活性污泥过程中产生的过量生物污泥WAS对于公用事业来说是一个日益严重的问题，这是由于目前全球范围内实施的严格规定。处理过量污泥的一种方法是将其消化，减少其数量并使之稳定。有氧消化特别适合营养处理植物，因为污泥不应暴露于厌氧菌，因为这会导致累积的磷释放出来。一种新颖且获得的臭氧辅助的好氧污泥消化工艺（PCT / TR2010 / 000213）被证明可以显着缩短15–30天的好氧消化时间并减少固体被破坏的程度。在连续四天的每一天中，每天一次在锥形瓶中将WAS样品臭氧化不同的时间。在臭氧应用之间，烧瓶不断充气。MLVSS，MLSS，为了优化工艺，在消化四天的过程中定期测量了COD和OUR参数。结果，在臭氧总量为0.42、0.64、0.85和1.27 mg O的情况下，MLVSS降低了22.6％，40％，75％和84％。在第四天结束时，为3 g -1 MLSS。因此，有可能节省接触时间并实现远远超过标准的有氧过程的生物固体消化，有氧过程在15-30天内达到40-50％，而消耗的臭氧量却很少。所开发的工艺被认为优于侧流臭氧化工艺，在侧流臭氧工艺中，将臭氧应用于返回的活性污泥RAS管线；因为它不会导致曝气池中保持的活性生物量减少。相反，活性生物量浓度的降低导致处理效率降低。

生物处理是很广泛使用的处理技术之一（Tchobanoglous等，2002）。尽管它的高效率和易于设计使其成为首选，但是过多的污泥生产是设施的沉重负担（Liu 2003）。生活污水处理的运营成本大约一半用于污泥的处理和处置（Song等人，2003年）。此外，由于污泥中的重金属，病原体和持久的有机污染物含量，它们可能会在处置场造成二次污染（Zhang等，2008）。

因此，在很终处置之前，需要考虑适当的策略来处理剩余污泥。焚化，脱水，填埋和用于农业是替代方案。但是，随着关于过量污泥的使用和处置的法规越来越严格，减少污泥的体积及其稳定性就变得很重要（Egemen等，2001）。

已经报道了各种污泥处理技术，例如热，机械，化学和氧化（Park等，2002）。其中，臭氧处理多余的污泥因其强大的氧化能力而受到关注，因为它具有影响过剩污泥处理过程中出色的稳定性和减少量的作用（Albuquerque等，2008）。因此，在文献中已经对臭氧化进行了广泛的研究（Yasui等，1996）。臭氧通过两种机制分解污泥。即破坏细胞壁并随后使细胞内成分矿化（Ahn等，2002a；Ahn等，2002b；Park等，2002）。根据穆勒（2000），臭氧可实现高度分解，使其在包括超声处理在内的各种机械替代方案中具有成本效益。

在处理厂的不同地方，都研究了连续臭氧化对沉降性，脱水性，细胞外多糖，EPS，还原度，微生物絮凝物大小以及硝化/反硝化过程的影响。包括生物反应器，污泥处理上清液，返回的活性污泥管线和污泥处理单元（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）据报道，臭氧处理的污泥可作为生物营养去除植物中反硝化的碳源，从而降低了运营成本（Ahn等，2002a；Ahn等，2002b）。

而且，根据Steen（1998），污泥的臭氧化可以促进污水处理中磷的回收，从而保护地球上的磷资源。相反，许多研究则相反，即在常规废水处理中使用臭氧导致废水中的磷含量升高（Kamiya和Hirotsuji，1998；Nishimura，2001；Sakai等，1997），这反过来又要求额外的除磷工艺。包括在治疗系列中（Saktaywin等，2005）。所有这些研究的共同点是将臭氧连续施加到混合液中，而不是专用消化池中的污泥。前者应导致更高的臭氧消耗，因为底物氧化会进一步消耗臭氧。臭氧是一种昂贵的化学药品，应以尽可能低的剂量谨慎使用，以实现很大的经济效益。因此，必须通过连续或部分臭氧氧化来优化其在污泥上的应用。

Liu（2003）对臭氧在生物处理中的应用进行了广泛的综述，很近，Chu等人（2003年）对其进行了综述。（2008）。两位评论者得出的结论是，解决污泥问题的理想解决方案是将污泥减少与源头曝气池中的污染物去除相结合。这与本文提出的假设恰恰相反，在该假设中，隔离式消化池中的剩余污泥的间歇臭氧处理被认为优于曝气池。因为它提供了一个僻静的环境，其中臭氧可以专门作用于污泥，而不会引起生物质吸收的磷明显释放。

相反，如Chu等报道，在罐内或原位臭氧化过程中，磷的去除率下降。（2009）。此外，将臭氧施加到曝气池中会导致长期低的活性生物质浓度和惰性气体在曝气池中的积聚，进而由于存在氧气传递系数降低（α值较低）而导致去除率降低和曝气能力下降。过多的固体。实际上，活性污泥工艺的基础是在曝气池中保持较高的活性生物量，以很大程度地提高废物清除率并很小化体积要求。

因此，本研究的主要目的是研究脉冲臭氧化如何影响生物处理过程中产生的过量污泥的生物降解。

来源：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