2、腐殖土改善活性污泥沉降与脱水性能的研究

的时闻闻隔分别取出ｌ∞ｍＬ混合液，测定其‘ｌ，的 Ｎａ＋、Ｋ＋、ｅ挂。＋、Ｍ９２＋事＆度。 １．２．２沉降性能试验
取６组浓度为２ ３００ ｍ∥Ｌ的活性污泥（体积为
２ Ｌ），按Ｏ、Ｏ．５、１。０、２．Ｏ、３．Ｏ、５．Ｏ∥Ｌ的浓度梯度 投加腐殖土粉末，在１００ ｒ／ｍｉｎ的转速下搅拌混合 若予时闼（由１．２．１萝试验确定），然后使ｊ辩有效骞 积为ｌ Ｌ的有机玻璃沉淀饪．进行活性污泥沉降试 验，得到活性污泥的沉降曲线，计算初沉速度，测定
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ＩｍｐｒｏＶｅｍｅｎｔ ｏｆ ＳｅｔｔｌｅａｂｉＪｉｔｙ ａｎｄ Ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｓｌｕｄ２ｅ ｂｙ Ｈｕｍ吣Ｓｏｉｌ
ＷＵ Ｍｉｎ， ＰＡＮ Ｘｉａｏ．ｈｕｉ． ＺＨＵ Ｒｕｉ． ＷＥＩ Ｃｈｕａｎ—ｖｉｎ
（＆口据研Ｌ曲。删。秒矿ＰｏｆＺｍ如凡ｃｏ凡￡ｒｏｆ口蒯尺酷ｏｕｒｃｅｓ船珊ｅ，乃凡毋‰妇珊咖， ‰啦缸２０００９２，傀ｉ阳）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｅ琢粥ｔ ｏｆ ｔＩｌｅ ｓｅｔｄｅａｂｊｌｉｔｙ觚ｄ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ｃｈ甜．ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ
８１ｕｄｇｅ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｈｕｍｕｓ ｓｏｉｌ ｗ鹊ｉｎＶｅｓｔｊｇａ州． １＇ｈｅ ｒｅｓＬＩｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｄｄｉｎｇ ｔｈｅ ｈｕｍｕｓ鲥ｌ ｃ龃ｉｍｐｍＶｅ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅａｂｉｌｉｔｙ柚ｄ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ｃｈ岫ｃｔｅ—ｓｔｉｃｓ ｏｆｔｈｅ酏ｔｉＶａｔｅｄ ｓｌｕｄｇｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃ粕ｔｌｙ． Ｗｉ山ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｉｎ－
飚．２ Ｓｅｔ山嵋ｃ帆０ｆ枷ｖ删８ｌｕｄｇｅ加ａｄｄｉⅡｇ ｈｕ姗８０ｉｌ
根据经典沉淀理论，沉降曲线在沉淀初期存在
一个平缓区段，称为初沉滞后期。初沉滞后期之后， 沉降曲线急剧变陡，沉降速度大幅提高。在沉淀最
初段（包括初沉滞后段），沉降曲线呈显著线性特 征，因此，对此段沉降曲线进行线性回归所得到的直 线的斜率，可定义为最初沉淀速度。由图２可知，在 ０—４ ｍｉｎ的最初沉淀段，各条沉降曲线都呈良好的 线性关系，因此，对最初４ ｍｉｎ内的沉降曲线进行线
向活性污泥中投加不同浓度的腐殖土，充分接
万方数据
·４６·
ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｃａｔ．ｃｏｍ
吴敏，等：腐殖土改善活性污泥沉降与脱水性能的研究
第２５卷第９期
触反应３ ｈ，然后放人ｌ Ｌ的沉淀柱中进行沉淀试 验，得到活性污泥的沉降曲线如图２所示。
Ｅ 趔
埋 腥
田旨 杈 芒 瑶
图２投加腐殖土后污泥的沉降曲线
性拟合可得到最初沉速，结果见表２。 表２污泥的最初沉速
１铀．２ ｈｉ血ｌ孵吐ｌｉ唱ｖｅｌ∞畸０ｆ枷Ｖａｍｅｄ ８ｌｕｄｇｅ
腐殖上投加量／ （ｇ·Ｌ＿１）
０ Ｏ．５ １．０ ２．０ ３．０ ５．０
线性相关 系数舻
０．９４３ Ｏ Ｏ．９４５ ４ Ｏ．９４８ ８ Ｏ．９５４ ５ ０．９０８ ４ Ｏ．８９０ ９
著改善污泥的沉降和脱水性能，随着腐殖土投量的增加，活性污泥的初沉速度、压缩比、泥饼含固率
均明显提高，污泥容积指数（ＳＶＩ）、污泥比阻（ＳＲＦ）及毛细吸水时间（ＣＳＴ）均明显降低；当活性污泥
浓度为２ ３００ ｍｇ／Ｌ、腐殖土的投加量为５．Ｏ ｇ／Ｌ时，污泥的初沉速度由原来的１．７２∥ｈ增至３．０ｌ ∥ｈ，压缩比由原来的２．８６增至７．１４，ＳＶＩ由原来的１５２ ｍＬ／ｇ降至６１ ｍＬ／ｇ；当污泥浓度为７ ３００
１（ｅｙ ｗＯｒｄｓ： ｈｕｍｕｓ ｓｏｉｌ； ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｓｌｕｄｇｅ； ∞ｔｔｌｅａｂｉｌｉｔｙ； ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ｃｈ啪ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
微生物絮体与混合液的有效分离是活性污泥处 理系统成功运行的关键因素之一，也是保证出水达
标和好氧反应器内有足够微生物的前提。近年来， 为了改善泥水分离能力、提高压实污泥脱水性和有
基金项目：上海市国际科技合作基金资助项目（０６２３０７０３９）
万方数据
·４５·
第２５誊 第９期
中国给水排水
Ⅵｗｗ．ｗ韪ｌｅｒｇ挂ｓｈｅａｌ．ｃ（｝ｆｎ
效撺制嗅味物质，口本和韩囤一些地区应用装填腐 磺士柱的生物反应器对同流活性污泥进行强化再
生，撼Ｈｉｔｌｅｏ。卜擐道，即使氆现一定数目鹃键状菌， ？‘泥沉降性能也有显蒋提高，鼠污泥比阻（ＳＲＦ）可
骥强
含承 率／％
ｐＨ
袁爹￡魏
枣癸戈捉扬含氧妙％
含量／％ Ｓｉ０２ Ｆｅ２０３ Ａ１２０３ Ｃａｏ Ｍｇｏ
范围 １０ ４．Ｏ一５．５ ≤３０ ≥５０ｌ≤３ ≤４．５ ≤Ｏ．３５ ≤０．４０
试验ｊ毯腐殖±粉末由腐照±柱经磷隳质过国 目筛得到，相对密度约为２．４７；活性污泥取自上海 某城市污水处理厂，浓度约为２ ３００ ｍｇ／Ｌ，沉降试验 袁接采震戴瓤始污泥，脱承试验所用｝‘澎｝舞琢始污 泥浓缩得到，浓度约为７ ３００ ｍｇ／Ｌ；试验用水均为去 离子水。 ｛，２试验方法 １．２．１ 接触反应时问的确定试验
ｍｇ／Ｌ、腐殖土的投加量为５．０ ｇ／Ｌ时，污泥比阻由原来的１．３３×１０“ｎ∥ｋｇ降至５．７×１０”ｎ∥ｋｇ，
ＣＳＴ由原来的２０．３ ｓ降至１５．７ ｓ，泥饼含固率由原来的１３．４％增至３３．０％。 关键词：腐殖土； 活性污泥； 沉降性； 脱水性
中图分类号：Ｘ７０３
文献标识码：Ｃ 文章编号：１０００一４６０２（２００９）０９—００４５一０４
ｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｈｕｍｕｓ∞ｉｌ，ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ∞ｔｔｌｉｎｇ ＶｅＩｏｃｉｔ）ｒ，ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｃａｋｅ ｓｏｌｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ舵ｔｉＶａｔｅｄ
ｓｌｕｄｇｅ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ ｓｌｕｄｇｅ ｖｏｌｕｍｅ ｉｎｄｅｘ（ＳＶｌ），ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉ℃ｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ ６ｌｔｒａｔｉｏｎ（ＳＲＦ）ａｎｄ ｃａｐｉｌ－
硒遗ｅｄ喇毫ｃｔ妇
由网ｌ可知，Ｎａ＋在３０ ｍｉｎ时就摹本析出完企， 析出肇达１４．７５ ｍｇ／Ｌ，丽詹浓度基本保持尽变；与 Ｎａ＋稻类似，Ｋ＋在６０ ｍｉｎ时耩奉析出完全，浓度达 ｏ．６８ ｍｇ／Ｌ；而Ｍ９２＋、ｃａ“则到１８０ ｍｉｎ时才基夺析 出完全，浓度分别必１２。∞、２８。９９ ｍ∥Ｌ，两后浓发 基本不变。综上所述，接触时闻为１８０ ｍｉｎ时，阏种 阳离子都摹奉析出完全。因此，将沉降和脱水性能 试验的接魉反应时阅确定为３ ｈ。 ２．２腐殖±对潘性污泥沉降性能的改善效果
重要指标，对生活污水而占，此值宜为７０一１００“／ｇ。
ｓＶＩ值过低，说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活
件；ＳＶｌ值过高，说明污泥的沉降性能不好，且有产
生膨胀的町能。污泥开始沉淀时泥水界面高度与沉
淀３０ ｍｉｎ时泥水界面高度之比定义为污泥压缩比
（ｒ），压缩比能在一定程度上反映污泥的沉淀速度
和压实度。本研究中污泥的ＳＶＩ和压缩比数据如表
污泥容积撩数（ｓＶｌ）。为消除蹙巍效应予拢，在ｉ式 验过程中，沉淀柱内使用慢速电机与铅丝制成的搅 拌桨，以ｌ ｒ／ｍｉｎ的转速进行搅拌。
１．２．３脱水性能试验 取６组浓度为７ ３００ ｍ∥Ｌ的活性污泥（体积为
２ Ｌ），按Ｏ、Ｏ。５、ｌ。Ｏ、２。０、３。Ｏ、５。Ｏ矿乙的浓度梯度 投加腐殖土粉末，往１００ ｒ／ｍｉｎ的转速下搅拌混合 若干时间（由ｌ。２．１节试验确定），然瑟分别测定污 泥比阻、泥饼含圃牢以及毛细吸水拜于翩（ＣＳＴ）。 １．３分析项目及方法
将４ ｇ腐殖土粉末投加至２ Ｉ。去离子水中并搅 拌混合，随着接触时问的增加，阳离子的析出情况如 蚕ｌ所示。
３５
３０
÷２５ 邑２０
篓１５ 娄撼
５
Ｏ
５０ １００ １５０ ２００ ２５０ ３００ ３５０ ４００
接齄越阁，幽
圈１ 腐殖＿土中的阳离子随接触时间的析出量
董毽。ｌ ｈ∞ｉｐｉｌ硝蛳零啪矗ｌｙ联ｅ蚯。璐缸雌ｈｍ璐础
从１．４×ｌｏ”∥ｋｇ降歪７．１ ｘ ｌＯ拉ｍ／奴。为此，笔 者采笄ｊ静态投臃腐殖ｉ粉末韵方法，考察了腐殖土
对活性污泥沉降和脱水性能的改善效果。
ｌ试验材料与方法
１．１ 试验材料
腐殖土内日本Ｗ．Ｔ．Ｍ公司提供，为直径约２
ｅ瓣、长约７ ｅｍ的禚色孛襄状俸，主瑟弹化特髌见表ｌ。
－Ｉ址．１
表１腐殖土的理化特性 ＰｌｌｙＢｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅⅡｌｉｃａｌ ｐｍｐｅｒｔｉ∞ｏｆ ｈｕｍｕ８ ８０ｉｌ
初沉速度／ （ｍ·ｈ“）
１．７２ ２．４６ ２．５５ ２．６ｌ ２．７９ ３．Ｏｌ
提高 宰／％
４３ ４８ ５２ ６２ ７５
由图２町知，投加腐殖土可缩短活性污泥的初 沉滞后期，且随腐殖土投鼍的增加，初沉滞后期明显 缩短。原污泥的初沉滞后期比较明显，约为２ ｍｉｎ； 投加ｏ．５ ｇ／Ｌ腐殖土后，初沉滞后期明硅缩短；腐殖 土投鼍增加到２．０ ｇ／Ｌ时，初沉滞后期已不明显。
Ｎ敬＋、Ｋ＋、ｃ攫“、酝ｆ＋憋浓度：样慧经ｏ。４５滓ｍ 微滤膜过滤颓处理，采用酗ｏｎｅｘ ｌＣＳ—１０００犁离子 色谱仪测定，其中阳离子分离柱为ＣＳｌ２Ａ型，保护 柱为ＣＧｌ２型，刚离子捧捌器为ＣＳＲＳ—Ｕ盯ＲＡ（碡一 ｍｍ）型，淋洗液为２０ ｍｍｏ扩Ｌ的甲烷磺酸（优级 纯），流速为１．Ｏ ｍＬ／ｍｉｎ；污泥容积指数：容秋法。ｎ； 嚣泥眈阻、滋饶含圈率：真空舶滤法ｏ。；毛缨吸农时 问：标准仪器测试法■。 ２结果与讨论 ２。｛ 接艇反应时闻麓确定
３所示。
ｒＩ曲．３
表３污泥的ＳＶＩ和压缩比 ＳⅥ衄ｄ ｔｌｌｉｃｋｅｒｌｉＩｌｇ ｒａｔｉｏ ０ｆ ａ出ｖ砷ｅｄ ８ｌｕｄｇｅ
腐殖上投加量／（ｇ·Ｌ“） ＳＶＬ／（ｍＬ·ｇ。０．５
１３０
３．３３
１．Ｏ
１２２
３．５７
２．Ｏ
１０９
４．００
３．Ｏ
９ｌ
４．７６
５．０
６ｌ
７．１４
由表３可知，投加腐殖土可大幅降低活性污泥 的ＳＶＩ值，且随投量的增加，ＳＶＩ降低的幅度稳步增 大。原污泥的ＳＶＩ值为１５２ ｍＬ／ｇ；当腐殖土投加量 为３．０ ｇ／Ｌ时，ＳＶＩ值为９ｌ ｍＬ／ｇ；当投加量达到５．０ ｇ／Ｌ时，ＳＶＩ值已降至６１ ｍＬ／ｇ。由表３还可知，投 加腐殖土可提高活性污泥的压缩比，且ｒ随腐殖土 投鼍的增加而增大。当腐殖土投量≤３．０ ｇ／Ｌ时， 压缩比随投量的增加而平稳增大；当投递从３．Ｏ ｇ／Ｌ 增至５．０ ｇ／Ｌ时，ｒ值从４．７６急剧增加到７．１４，提高 率从６７％变为１５０％，而与此同时，ＳＶＩ的降低率由 ４０％变为６０％，变化幅度并没有压缩比的大。这说 明当腐殖土的投加量从３．０ ｇ／Ｌ增至５．０ ｇ／Ｌ时，除 了污泥的沉降性能有所提高外，沉淀柱底部的污泥 密度也有大幅度提高。 ２．３腐殖土对活性污泥脱水性能的改善效果
ｌａｒｙ ｓｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ（ＣｓＴ）ａｒｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｌｕｄｇｅ ｃｏｎｃｅｎ咖ｔｉｏｎ ｉｓ ２ ３００ ｎ∥Ｌ ａｎｄ
ｌｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｈｕｍｕｓ ｓｏｉｌ ｉｓ ５．０ ｇ／Ｌ，山ｅ ｉｎｉｔｉａＪ ｓｅｔｔｌｉｎｇ Ｖｅｌｏｃｉｔ）ｒ ｏｆ ｓｌｕｄｇｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆ而ｍ １．７２ ｍ／ｈ ｔｏ
由表２可知，投加腐殖土可大幅提高活性污泥 的初沉速度，且随腐殖土投量的增加，初沉速度的提 高幅度也在增加。当投加量为０．５ ｇ／Ｌ时，初沉速
度比原污泥的提高了０．７４∥ｈ，提高率为４３％；当
投加量达到５．Ｏ ｇ／Ｌ时，初沉速度比原污泥的提高
了１．２９ ｍ／ｈ，提岛率达７５％。
污泥容积指数足判断活性污泥沉降浓缩性能的
第２５卷 第９期 ２００９年５月
中国给水排水
ＣＨＩＮＡ ＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ
Ｖ０１．２５ Ｎｏ．９ Ｍａｖ ２００９
腐殖土改善活性污泥沉降与脱水性能的研究
吴敏， 潘孝辉， 朱睿， 魏传银 （同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海２０００９２）
摘要： 考察了腐殖土对活性污泥沉降和脱水性能的改善效果。结果表明，投加腐殖土可显
３．０ｌ ｎ∥ｈ，ｔｈｅ ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｕｄｇｅ ｉｓ ｉｎｃＩ．ｅａｓｅｄ ｆ而ｍ ２．８６ ｔｏ ７．１４，ａｎｄ ＳＶＩ ｉ８ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆ而ｍ
１５２ ｍＬ／ｇ ｔｏ ６ｌ ｍＬ／ｇ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｌｕｄｇｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ７ ３００ ｍｇ／Ｌ粕ｄ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆｈｕｍｕｓ鲥ｌ ｉｓ ５．０
Ｃｈｏｉ等１２。根据腐殖土粉末中Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃ８２＋、
鬻９２＋在去离子承牵的析出持续时闻，阁接表示瘸殖 土在液相ｃ｝，的溶解析盛ｊ情况，从而确定合通的腐殖 土与活性污滋的接触反应时间。本研究也采用此方 法，具体步骤如下：投如４ ｇ腐殖主粉末于２ Ｌ去离 子水中，在１００ ｒ／ｍｉｎ的转速下搅拌混合，按照一定
ｇ／Ｌ，ｔｈｅ ＳＲＦ ｉｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆ南ｍ １．３３×１０亿ｎ∥ｋｇ ｔｏ ５．７×１０¨ｎ∥ｋｇ，ｔｈｅ Ｃ！汀ｉｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆ而ｍ ２０．３ ｓ
ｔｏ １５．７ ｓ．卸ｄ ｔｈｅ ｃａｋｅ∞ｌｊｄ ｃｏｎｔｅｎ￡ｉｓ ｉｎｃ凭鼬ｅｄ ｆ－ｍｍ １３．４％ｔｏ ３３．０％．