1、微污染水的特點(diǎn)及處理現(xiàn)狀
微污染水主要是指受到有機(jī)物污染的水源水,這些有機(jī)物一部分來自生活排放的有機(jī)污染,主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)和氨氮;另一部分來自工業(yè)性有機(jī)污染,主要污染指標(biāo)為人工合成的有機(jī)物(SOC),這種污染物種類眾多,成分比較復(fù)雜,易生物積累,對(duì)人體危害最大??赡軙?huì)對(duì)人體有直接或間接的毒害作用,包括致癌、致畸、致突變的作用。另外,微污染水體中的有機(jī)污染物濃度不高,但是難降解物質(zhì)的相對(duì)含量不低。
針對(duì)微污染水特點(diǎn),常規(guī)的處理工藝已經(jīng)不能去除水中的難降解物質(zhì),因此人們不得不探索新的處理方法,目前常規(guī)的預(yù)處理方法主要包含三個(gè)方面:物理、化學(xué)、生物處理。
物理法主要是以活性炭為代表的吸附工藝,活性炭具有巨大的比表面積,對(duì)COD、色度以及大多數(shù)有機(jī)物都有很好的吸附效果,但是一般活性炭都要參與混凝沉淀,難以回收,運(yùn)行成本比較高,很難推廣開來。化學(xué)法主要為化學(xué)氧化法,利用化學(xué)氧化劑的氧化作用,分解破壞水中污染物的結(jié)構(gòu),達(dá)到分解轉(zhuǎn)化污染物的目的,目前采用的氧化劑主要有高錳酸鉀、氯氣、臭氧等。另外氧化也可有效地去除浮游生物、細(xì)菌等,提高混凝沉淀的效果。生物預(yù)處理通常設(shè)在常規(guī)的凈水工藝前,借助微生物的新陳代謝活動(dòng)去除水中氨氮、有機(jī)物等污染物。目前研究最多的生物處理方法有生物接觸氧化法、生物濾池、生物流化床等。但是,對(duì)于借助活性污泥來處理微污染水的研究卻很少,因此本研究嘗試采用間歇式活性污泥法來去除微污染水中的污染物。
活性污泥法是處理常規(guī)污水使用最廣泛的一種方法,其對(duì)污水的凈化過程,主要分為三個(gè)階段:前期吸附、微生物的氧化分解、以及絮凝體的形成和沉降。由于污泥比表面積很大,再加上其表面具有糖質(zhì)粘層,所以,當(dāng)污水與活性污泥接觸后,活性污泥能夠快速吸附污水中懸浮的物質(zhì)。當(dāng)水中的有機(jī)污染物被吸附后,微生物開始對(duì)吸附的有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化、分解,雖然此階段的效率相對(duì)較低,但是水中的有機(jī)污染物含量也相對(duì)較少,所以也可以使吸附的有機(jī)物得到快速的降解。通過沉降,排出上清液及多余的污泥,最終使污水得到凈化,活性污泥也能恢復(fù)其吸附能力。
2、試驗(yàn)方法
2.1 試驗(yàn)用水 >
試驗(yàn)用的活性污泥,取自鄭州市五龍口污水處理廠一期曝氣池末端,試驗(yàn)用水取自鄭州市五龍口污水處理廠的高位井,取回來稀釋,試驗(yàn)進(jìn)水各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)如表1。
2.2 試驗(yàn)過程
試驗(yàn)裝置采用的是圓柱形的反應(yīng)器,有效容積為10L,采用機(jī)械攪拌,試驗(yàn)用的活性污泥先用純凈水洗數(shù)次,再用試驗(yàn)用水與污泥接觸,污泥體積與水體積比為1∶2,勻速攪拌,使泥水混合均勻,控制溶解氧濃度在0.2~0.5mg/L之間,保持微氧環(huán)境。試驗(yàn)采用間歇運(yùn)行,連續(xù)攪拌6h,然后靜止沉降,排出上清液。重復(fù)試驗(yàn)三次后,開始正式試驗(yàn),從反應(yīng)開始計(jì)時(shí),每隔1h取1次樣,并對(duì)水樣進(jìn)行檢測分析。水樣的檢測指標(biāo)主要為高錳酸鉀指數(shù)CODmn和總有機(jī)碳TOC。
3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.1 CODmn的去除效果研究
CODmn反映的是水受還原性物質(zhì)的污染程度,是表征水中有機(jī)物相對(duì)含量的重要指標(biāo)。
從圖1中可以看出,利用活性污泥處理污染物濃度低的廢水,反應(yīng)到達(dá)1h時(shí),高錳酸鉀指數(shù)已經(jīng)降到2mg/L左右。這是由于活性污泥具有巨大的比表面積,并且其表面含有糖質(zhì)粘層,能夠快速吸附污水中的有機(jī)污染物,所以污水中的有機(jī)污染物濃度在很短的時(shí)間內(nèi)能夠降低很多。從圖1還可以發(fā)現(xiàn),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,CODmn的值并沒有繼續(xù)降低,這是因?yàn)槲⑸镩_始利用被吸附到活性污泥表面的有機(jī)污染物。一方面微生物利用底物進(jìn)行合成代謝,將有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化并合成新的細(xì)胞物質(zhì),另一方面微生物通過對(duì)有機(jī)污染物的氧化分解,生成CO2、H2O等穩(wěn)定的物質(zhì),并獲得生命活動(dòng)所需的能量,由此,可以將水中的有機(jī)污染物徹底的去除。最終經(jīng)過沉淀,排出上清液及多余的污泥。在這過程中既除去了水中的有機(jī)污染物,又恢復(fù)了活性污泥的吸附性能,繼續(xù)對(duì)水中的有機(jī)污染物進(jìn)行吸附,進(jìn)行下一階段的反應(yīng)。由圖2可知,經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)出水CODmn的平均值均能降低至2mg/L左右,對(duì)水中有機(jī)污染物的去除率能達(dá)到90%左右。說明利用活性污泥處理微污染水也有一定的效果。
3.2 TOC去除效果的研究
總有機(jī)碳TOC表示水樣中有機(jī)物總量的綜合指標(biāo),能夠?qū)⑺畼又械挠袡C(jī)物全部氧化,更能直接表示有機(jī)物的總量,也是評(píng)價(jià)水質(zhì)受污染程度的常用指標(biāo)。
如圖3所示,出水TOC的含量在反應(yīng)進(jìn)行到1h時(shí),已經(jīng)降低到3mg/L左右,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,出水TOC幾乎不再降低,這與出水CODmn的變化趨勢(shì)相一致,也符合活性污泥對(duì)水中污染物的吸附、降解的規(guī)律。另外,對(duì)TOC的去除率也能穩(wěn)定在80%~90%之間,去除效果也較為理想。
實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行了10次,從圖2、圖4中可以看出,每次實(shí)驗(yàn)最終出水CODmn都能降低到2mg/L左右,去除率基本穩(wěn)定在90%左右;最終出水TOC也能降低到3mg/L左右,去除率也能達(dá)到80%以上。由此看來,采用活性污泥法對(duì)微污染水進(jìn)行處理,也有一定的處理效果。
5、結(jié)語
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析來看,利用活性污泥法,間歇式運(yùn)行處理微污染水,對(duì)有機(jī)污染物的去除,去除率能達(dá)到80%以上,這說明采用活性污泥法處理微污染水,也可以得到較為理想的去除效果,并且反應(yīng)時(shí)間也很短,整個(gè)反應(yīng)在1h內(nèi)就可以完成,說明效率很高。另外與其他處理工藝相比較,間歇式活性污泥法工藝簡單,便于自動(dòng)控制,占地面積小,運(yùn)行費(fèi)用低等一系列的優(yōu)點(diǎn)。因此,利用活性污泥法工藝對(duì)微污染水進(jìn)行處理具有很不錯(cuò)的前景,值得繼續(xù)深入地研究。( >
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