Ca2+、Na+離子與阻垢劑對(duì)活性污泥特性的影響研究.pdf

1、由于工業(yè)廢水中成分復(fù)雜并含有大量的氯鹽，如氯化鈉，氯化鈣。在活性污泥法處理的過(guò)程中污水中的金屬離子一般都會(huì)沉積在活性污泥中，增大剩余污泥量。剩余污泥不僅會(huì)提高污水廠的運(yùn)行成本，還會(huì)污染環(huán)境。本文研究了不同濃度的鈉鹽和鈣鹽對(duì)活性污泥特性的影響，并通過(guò)在處理高濃度鈣的反應(yīng)器中投加阻垢劑（PESA）的方法來(lái)降低污泥產(chǎn)量。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了氯化鈉濃度對(duì)活性污泥中的△MLSS（污泥增長(zhǎng)速率）、△MLVSS（微生物增長(zhǎng)速率）、Yobs（產(chǎn)率

2、系數(shù)）、SV30（污泥沉降比）、（污泥容積指數(shù)）、COD（化學(xué)需氧量）去除率的影響情況。在NaCl濃度為0～4500mg/L時(shí)，△MLSS從202.14mg/L·d遞增至546.14mg/L·d、△MLVSS從251.86mg/L·d遞增至701.86mg/L·d、Yobs從0.88△mgMLVSS/△mgBOD·d遞增至3.12△mgMLVSS/△mgBOD·d；SV30從17%下降至15.43%、SVI從67.89mL/g下降至49

3、.43mL/g、COD去除率從90.86%下降到61.25%，對(duì)污泥起到了壓縮作用，沒(méi)有發(fā)生污泥膨脹的現(xiàn)象，細(xì)胞結(jié)構(gòu)并未遭到破壞，促進(jìn)了污泥的增長(zhǎng)。氯化鈉濃度為6500mg/L，SV30和SVI增加至25.89%、92.16mL/g，△MLSS、△MLVSS、Yobs分別降低至314.67mg/L·d、486.89mg/L·d、2.91△mgMLVSS/△mgBOD·d，微生物不能通過(guò)本能的調(diào)節(jié)使得自身細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓平衡，細(xì)胞遭到了毀

4、壞，出水水質(zhì)變差，污泥發(fā)生膨脹，抑制了污泥中微生物增長(zhǎng)。4500mg/L的氯化鈉達(dá)到了促進(jìn)污泥增長(zhǎng)的閾值。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了鈣離子的濃度對(duì)活性污泥中的?MLSS、△MLVSS、Yobs、SVI、COD去除率的和無(wú)機(jī)灰分的影響情況。發(fā)現(xiàn)鈣離子濃度為404～1604mg/L，△MLSS從286mg/L·d遞增至479mg/L·d、△MLVSS從575mg/L·d遞增至1067mg/L·d、Yobs從1.82△mgMLVSS/△mgB

5、OD·d遞增至4.92△mgMLVSS/△mgBOD·d；SVI從55mL/g下降至43mL/g、COD去除率從90%下降至58%、無(wú)機(jī)灰分1026mg/L下降621mg/L，對(duì)污泥起到了壓縮作用，污泥的合成作用大于分解作用，促進(jìn)了污泥的增長(zhǎng)，但污泥量的增長(zhǎng)主要是因?yàn)槲⑸锪康脑鲩L(zhǎng)而非無(wú)機(jī)灰分的增長(zhǎng)；鈣離子濃度為1904mg/L，無(wú)機(jī)灰分和SVI增加至1112mg/L和58mL/g，COD去除率、△MLSS、△MLVSS和Yobs分別降

6、低至58%、332mg/L·d、505mg/L·d和2.39△mgMLVSS/△mgBOD·d，出水水質(zhì)惡化，活性污泥無(wú)法適應(yīng)此范圍內(nèi)鈣離子的沖擊負(fù)荷，使污泥活性受阻，抑制了微生物的生長(zhǎng)，細(xì)胞解體死亡，鈣離子會(huì)與微生物分解產(chǎn)生的CO2結(jié)合成無(wú)機(jī)灰分沉淀，此時(shí)分解作用大于合成作用，抑制了污泥的增長(zhǎng)。1604mg/L的鈣離子達(dá)到了促進(jìn)污泥增長(zhǎng)的閾值。
　　在處理高鈣廢水的反應(yīng)器中投加阻垢劑（PESA）后，改變了原有反應(yīng)體系中的碳酸平衡

7、，出水水質(zhì)和污泥膨脹現(xiàn)象得到了改善，阻垢劑（PESA）主要是通過(guò)減少無(wú)機(jī)灰分達(dá)到污泥減量化的目的，在第（8）梯度（Ca2+濃度1904mg/L、20mgPESA）達(dá)到最佳值，△MLSS、無(wú)機(jī)灰分和SVI下降至217mg/L·d、604mg/L和48.55mL/g，COD去除率、△MLVSS和Yobs分別上升至68%、922.66mg/L·d和3.97△mgMLVSS/△mgBOD·d最佳投加量為20mg。
　　根據(jù)OECD301B

8、（化學(xué)品快速生物降解性）標(biāo)準(zhǔn)，阻垢劑（PESA）在28d降解率為69.54%，為易生物降解物質(zhì)，其和鈣離子生成的螯合物PESA-Ca2+在28d降解率為24.74%，為可生物降解物質(zhì)；PESA濃度對(duì)應(yīng)COD的關(guān)系符合線性方程y=0.34687x+0.2，不會(huì)增加進(jìn)水的COD值。在活性污泥法處理高鈣廢水中，PESA為綠色型阻垢劑，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
　　通過(guò)高通量技術(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)過(guò)程中五個(gè)階段的微生物群落多樣性，五個(gè)階段分別為：進(jìn)

9、水鈣離子濃度104mg/L（A組）、404mg/L（C組）、1604mg/L（D組）、1904mg/L（E組）和進(jìn)水20mg/LPESA與1904mg/L鈣離子（B組）的活性污泥。五組樣本中A組Shannon（香農(nóng)指數(shù)）最高，這是因?yàn)殁}離子濃度最低，其水質(zhì)接近普通生活污水，活性污泥表面幾乎沒(méi)有鈣鹽附著，細(xì)菌多樣性指數(shù)最高；B組的OTU（可操作分類單元）最高，這說(shuō)明阻垢劑減少了污泥表面的無(wú)機(jī)灰分附著，增大了產(chǎn)率系數(shù)，同時(shí)增加了細(xì)菌的豐富度