剥离黏液层改性污泥回用对污泥颗粒化过程的影响

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2023-0259

摘要/Abstract

摘要：

胞外聚合物（Extracellular polymeric substances，EPS）的资源化回收已经得到了广泛研究，但关于剥离EPS后污泥就地回用至污水生物处理系统的研究甚少。通过对剥离黏液层改性后的污泥进行考察发现，改性后的污泥仍具有良好的微生物活性，具备较好的底物降解能力；且相较于原泥，改性污泥的胞外蛋白质与胞外多糖质量比〔m（PN）/m（PS）〕由1.37提升至1.84，Zeta电位绝对值降低了25.97%，絮凝性能提升，因此改性污泥可回用于污水生物处理系统，并改善其性能。进一步地，研究了改性污泥连续回用至DE型氧化沟系统对其性能及污泥性质的影响，结果表明，随着回用天数的增加，污泥的m（PN）/m（PS）升高，系统内污泥开始颗粒化，粒径大于200 μm的颗粒污泥占比达到了30%以上，污泥颗粒化持续增强。因此，连续回用剥离黏液层改性污泥至DE型氧化沟系统，可以促使系统内污泥颗粒化，从而为连续流氧化沟系统的污泥颗粒化提供了新方法。

关键词: 黏液层, 改性污泥, 回用, 颗粒污泥, DE型氧化沟

Abstract:

Recycling of extracellular polymeric substances(EPS) has been extensively explored. However, in-situ reuse of EPS-extracted sludge to the sewage treatment system has been rarely reported. After extracting the slime layer of activated sludge, the modified sludge still had favorable microbiological activity, and substrate degradation potential. Compared with the raw sludge, the mass ratio of protein to polysaccharide increased from 1.37 to 1.84, the absolute value of Zeta potential decreased by 25.97%, and the flocculation capacity was improved. Therefore, the modified sludge could to be used in the sewage treatment system and improved its performance. Furthermore, the effects of continuous reuse of modified sludge to DE oxidation ditch system on its performance and sludge properties were studied. The results suggested that the m(PN)/m(PS) increased with the extension of reuse days and the sludge began granulation, and more than 30% of granular sludge was larger than 200 μm, indicating the continuous granulation. Therefore, continuous reuse of modified sludge stripped of slime layer into DE oxidation ditch system can promote sludge granulation, providing a new approach to cultivate granular sludge in continuous flow systems.

Key words: slime layer, modified sludge, reuse, granular sludge, DE oxidation ditch

中图分类号:

X703

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https://www.iwt.cn/CN/Y2024/V44/I4/76

图/表 9

图1 DE型氧化沟系统示意

Fig.1 Schematic diagram of DE oxidation ditch system

表1 DE型氧化沟运行工况设置

Table 1 Operating condition setting for DE oxidation ditch

装置	阶段1	阶段2	阶段3	阶段4
A沟	进水，不曝气	进水，曝气	出水，曝气	出水，曝气
B沟	出水，曝气	出水，曝气	进水，不曝气	进水，曝气

表2 原泥与改性污泥的呼吸速率变化

Table 2 Variation of respiration rate between raw sludge and modified sludge

样品	SOUR_e/（mg·g^-1·h^-1）	SOUR_A/（mg·g^-1·h^-1）	SOUR_H/（mg·g^-1·h^-1）
原泥	1.31±0.05	1.14±0.10	2.00±0.18
改性污泥	1.12±0.03	0.79±0.05	1.46±0.10

图2 原泥与改性污泥的微生物活性变化

Fig.2 Microbial activity changes between raw sludge and modified sludge

图3 原泥与改性污泥的理化特性变化

Fig.3 Physico-chemical characteristics between raw sludge and modified sludge

图4 COD和TN随DE型氧化沟系统运行的变化

Fig.4 Variation of COD and TN during the operation of DE oxidation ditch system

图5 PN和PS随DE型氧化沟系统运行的变化

Fig.5 Variation of PN and PS during the operation of DE oxidation ditch system

图6 污泥粒径分布随DE型氧化沟系统运行的变化

Fig.6 Variation of sludge particle size distribution with the operation of DE oxidation ditch system

图7 DE型氧化沟系统内颗粒污泥的SEM

Fig.7 SEM of granular sludge in DE oxidation ditch system

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