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      活性污泥的吸附效果分析

      2014-10-21 18:08:50李鵬
      基層建設 2014年12期
      關鍵詞:吸附平衡吸附活性污泥

      蕪湖市市政工程管理處 蕪湖 241000

      摘要:針對吸附—再生工藝中的吸附階段的污泥吸附性能做了一些研究與討論。結果顯示,活性污泥吸附是在污水與污泥接觸初期(5~15min)進行的,此后將會出現(xiàn)一個小幅度的解吸,然后在30min左右達吸附平衡。經(jīng)過曝氣再生后的污泥吸附性能將有很大的改善。污泥對廢水中有機物的吸附等溫線符合Freundlich型?;钚晕勰嗟奈脚c解吸作用主要是針對懸浮和膠體狀態(tài)的有機污染物。本實驗對脫氮除磷的效果不穩(wěn)定。

      關鍵詞:活性污泥;吸附;解吸;吸附平衡

      前言

      針對活性污泥的絮凝與吸附性能做了一些研究與討論。污泥在微氧(0.2~0.7mg/l)短停留時間(30min),無曝氣的情況下,仍具有一定吸附能力[1]。

      實驗方法

      采用兩組反應器進行平行對比實驗,污泥來源為穩(wěn)定運行的吸附——再生中試裝置中絮凝池與再生池污泥。其中一組采用未經(jīng)曝氣的絮凝池污泥,另一組為曝氣池污泥。污水為化糞池污水配成,PH約6.5~8.0,COD值為250~400mg/l,SCOD(為水樣通過0.22?m濾膜測得的COD值,下同)110~270 mg/l,氨氮15~35mg/l,磷酸鹽5~6mg/l。

      絮凝池與再生池污泥分別經(jīng)濾網(wǎng)過濾除去結塊固體雜質(zhì),靜沉30min,去除上清液,并用蒸餾水洗泥,濾去上清液。經(jīng)上述處理后的污泥MLSS絮凝池約為6100~7000mg/l,再生池5300~8000mg/l。攪拌均勻后與污水分別加入攪拌釜中,比例為250ml污泥+750ml 污水,在100r/min轉(zhuǎn)速下進行攪拌,每間隔5或10分鐘進行取樣測定。

      另取葡萄糖配水,COD為390.69mg/l,其中SCOD達354.81mg/l,與經(jīng)上述處理后的污泥按相同比例加入攪拌釜,作為對比以觀察在溶解性COD為主的條件下,污泥的吸附與解吸情況。

      結果與討論

      (1)污泥吸附性能:通過污泥比吸附量和污泥吸附率來表示。

      污泥的比吸附量

      污泥吸附率η=

      C0、Ct分別為原水和吸附時間為t時沉淀后上清液中COD的濃度(mg.L-1),MLSS為污泥濃度(mg.L-1)。

      圖一 絮凝池與再生池泥比吸附量隨時間變化情況對比

      由圖一可知,前10~15min污泥的吸附效率最高,此時的比吸附量均可達到或接近最高比吸附量,說明活性污泥吸附是在污水與污泥接觸初期快速進行的。此后隨時間延長比吸附量緩慢增加(甚至有負增長現(xiàn)象出現(xiàn)),至25~30min達到吸附平衡,并不同程度地出現(xiàn)解吸現(xiàn)象,這是由于胞外水解酶將吸附的非溶解狀態(tài)的有機物水解為溶解性小分子而擴散到液相中的緣故[2]。對于以葡萄糖配成的溶解性有機廢水,經(jīng)過實驗表明擴散現(xiàn)象不明顯。這種初期高速去除現(xiàn)象是由物理吸附和生物吸附交織在一起而產(chǎn)生的,在此較短的時間段內(nèi),微生物的代謝難于發(fā)生,處于次要地位。

      曝氣池中泥的吸附性能總體好于吸附池。是由于經(jīng)過曝氣的污泥保持了較好的好氧狀態(tài),且殘存有機物(COD值)較低,細菌增殖速度低下或停止,處于內(nèi)源呼吸期或減速增殖期后段,運動性能微弱,動能很低,不能與范德華引力抗衡,并在布朗運動作用下,菌體相互碰撞結合,更容易很好形成顆粒較大的活性污泥絮凝體,其對周圍有機污染物的吸附功能以及絮凝、沉降性能,亦得以更好的發(fā)揮[2]。

      圖二 污泥COD吸附率

      (2)與Freundlich經(jīng)驗公式的擬合:

      Freundlich經(jīng)驗公式:q=KC1/n

      q——吸附量;

      C——質(zhì)量平衡濃度g/L

      K,n——常數(shù)

      將上式改寫為對數(shù)式:㏑q=㏑K+㏑C

      下面以第一次實驗絮凝池數(shù)據(jù)為例,所得方程㏑q=-1.7133㏑C-1.0275(R2=0.9983)

      由污泥吸附率η表達式可得:η與qt為正比關系,η=(qt*MLSS/ C0)*100%。

      由以上分析,污泥對廢水中有機物的吸附等溫線符合Freundlich型

      (3)污水中SCOD的吸附情況:與COD情形類似。前10~15min污泥的吸附效率最高,至25~30min達到平衡。由于胞外水解酶將吸附的非溶解狀態(tài)的有機物水解為溶解性小分子而擴散到液相中而導致負增長。

      (4)經(jīng)過葡萄糖配水與化糞池廢水進行比較,可知對于以溶解性有機污染物為主的廢水,吸附去除的效果較差。同時可見對于葡萄糖配水中解吸效果不明顯,這也說明活性污泥的吸附與解吸作用主要是針對懸浮和膠體狀態(tài)的有機污染物。這是因為活性污泥有很大的表面積,在表面上富集著大量微生物,其外部覆蓋著多糖類粘質(zhì)層。當與污水接觸時,污水中呈懸浮和膠體狀態(tài)的有機物即被活性污泥凝聚和吸附。

      結論

      1.活性污泥吸附是在污水與污泥接觸初期(5~15min內(nèi))快速進行的。此后隨時間延長比吸附量緩慢增加(有時甚至出現(xiàn)負增長),至25~30min達到平衡,之后不同程度地出現(xiàn)解吸現(xiàn)象。這是由于胞外水解酶將吸附的非溶解狀態(tài)的有機物水解為溶解性小分子而擴散到液相中的緣故。

      2.活性污泥的吸附與解吸作用主要是針對懸浮和膠體狀態(tài)的有機污染物,對溶解性有機污染物含量較多的污水處理效果較差。

      3.取自再生池的污泥經(jīng)過曝氣,有機營養(yǎng)物含量低,污泥微生物處于內(nèi)源呼吸期或減速增殖期后段,更容易形成污泥絮凝體,其對周圍有機污染物的吸附功能以及絮凝、沉降性能,亦得以更好的發(fā)揮。

      4.污泥對廢水中有機物的吸附等溫線符合Freundlich型。

      5.對氨氮,磷酸鹽的去除以物理、生物吸附為主,去除效果不穩(wěn)定,其規(guī)律尚不能完全掌握。

      參考文獻:

      [1]周健,苗麗麗,龍騰銳.胞外聚合物對活性污泥吸附及再生的影響研究[J].環(huán)境污染治理技術與設備,2004,5(5):21~24.

      [2]張自杰,林榮忱,金儒霖.排水工程 下冊(第四版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社 2000:125~126.

      [3]顧夏聲.廢水生物處理數(shù)學模式[M].北京:清華大學出版社 1982:113~114.

      作者簡介:

      李鵬(1981-),男,碩士,工程師,主要研究方向為市政工程。

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