活性污泥法预处理微污染水技术

2021-05-26  来自: 山东环科环保科技有限公司 浏览次数:698

 1、微污染水的特点及处理现状

  微污染水主要是指受到有机物污染的水源水,这些有机物一部分来自生活排放的有机污染,主要污染指标为高锰酸盐指数和氨氮;另一部分来自工业性有机污染,主要污染指标为人工合成的有机物(SOC),这种污染物种类众多,成分比较复杂,易生物积累,对人体危害大。可能会对人体有直接或间接的毒害作用,包括致癌、致畸、致突变的作用。另外,微污染水体中的有机污染物浓度不高,但是难降解物质的相对含量不低。

  针对微污染水特点,常规的处理工艺已经不能去除水中的难降解物质,因此人们不得不探索新的处理方法,目前常规的预处理方法主要包含三个方面:物理、化学、生物处理。

  物理法主要是以活性炭为代表的吸附工艺,活性炭具有巨大的比表面积,对COD、色度以及大多数有机物都有很好的吸附效果,但是一般活性炭都要参与混凝沉淀,难以回收,运行成本比较高,很难推广开来。化学法主要为化学氧化法,利用化学氧化剂的氧化作用,分解破坏水中污染物的结构,达到分解转化污染物的目的,目前采用的氧化剂主要有***、氯1气、臭氧等。另外氧化也可有效地去除浮游生物、细菌等,提高混凝沉淀的效果。生物预处理通常设在常规的净水工艺前,借助微生物的新陈代谢活动去除水中氨氮、有机物等污染物。目前研究多的生物处理方法有生物接触氧化法、生物滤池、生物流化床等。但是,对于借助活性污泥来处理微污染水的研究却很少,因此本研究尝试采用间歇式活性污泥法来去除微污染水中的污染物。

  活性污泥法是处理常规污水使用广泛的一种方法,其对污水的净化过程,主要分为三个阶段:前期吸附、微生物的氧化分解、以及絮凝体的形成和沉降。由于污泥比表面积很大,再加上其表面具有糖质粘层,所以,当污水与活性污泥接触后,活性污泥能够快速吸附污水中悬浮的物质。当水中的有机污染物被吸附后,微生物开始对吸附的有机污染物进行转化、分解,虽然此阶段的效率相对较低,但是水中的有机污染物含量也相对较少,所以也可以使吸附的有机物得到快速的降解。通过沉降,排出上清液及多余的污泥,终使污水得到净化,活性污泥也能恢复其吸附能力。

  2、试验方法

  2.1 试验用水来源及水质

  试验用的活性污泥,取自郑州市五龙口污水处理厂一期曝气池末端,试验用水取自郑州市五龙口污水处理厂的高位井,取回来稀释,试验进水各项水质参数如表1。

活性污泥法

  2.2 试验过程

  试验装置采用的是圆柱形的反应器,有效容积为10L,采用机械搅拌,试验用的活性污泥先用纯净水洗数次,再用试验用水与污泥接触,污泥体积与水体积比为1∶2,匀速搅拌,使泥水混合均匀,控制溶解氧浓度在0.2~0.5mg/L之间,保持微氧环境。试验采用间歇运行,连续搅拌6h,然后静止沉降,排出上清液。重复试验三次后,开始正式试验,从反应开始计时,每隔1h取1次样,并对水样进行检测分析。水样的检测指标主要为***指数CODmn和总有机碳TOC

  3、实验结果分析

  3.1 CODmn的去除效果研究

  CODmn反映的是水受还原性物质的污染程度,是表征水中有机物相对含量的重要指标。

  从图1中可以看出,利用活性污泥处理污染物浓度低的废水,反应到达1h时,***指数已经降到2mg/L左右。这是由于活性污泥具有巨大的比表面积,并且其表面含有糖质粘层,能够快速吸附污水中的有机污染物,所以污水中的有机污染物浓度在很短的时间内能够降低很多。从图1还可以发现,随着反应的进行,CODmn的值并没有继续降低,这是因为微生物开始利用被吸附到活性污泥表面的有机污染物。一方面微生物利用底物进行合成代谢,将有机物分解转化并合成新的细胞物质,另一方面微生物通过对有机污染物的氧化分解,生成CO2、H2O等稳定的物质,并获得生命活动所需的能量,由此,可以将水中的有机污染物彻1底的去除。终经过沉淀,排出上清液及多余的污泥。在这过程中既除去了水中的有机污染物,又恢复了活性污泥的吸附性能,继续对水中的有机污染物进行吸附,进行下一阶段的反应。由图2可知,经过多次的实验验证,实验出水CODmn的平均值均能降低至2mg/L左右,对水中有机污染物的去除率能达到90%左右。说明利用活性污泥处理微污染水也有一定的效果。

活性污泥法

活性污泥法

  3.2 TOC去除效果的研究

  总有机碳TOC表示水样中有机物总量的综合指标,能够将水样中的有机物全部氧化,更能直接表示有机物的总量,也是评价水质受污染程度的常用指标。

  如图3所示,出水TOC的含量在反应进行到1h时,已经降低到3mg/L左右,随着反应的进行,出水TOC几乎不再降低,这与出水CODmn的变化趋势相一致,也符合活性污泥对水中污染物的吸附、降解的规律。另外,对TOC的去除率也能稳定在80%~90%之间,去除效果也较为理想。

活性污泥法

  实验重复进行了10次,从图2、图4中可以看出,每次实验终出水CODmn都能降低到2mg/L左右,去除率基本稳定在90%左右;终出水TOC也能降低到3mg/L左右,去除率也能达到80%以上。由此看来,采用活性污泥法对微污染水进行处理,也有一定的处理效果。

活性污泥法

  5、结语

  从实验结果分析来看,利用活性污泥法,间歇式运行处理微污染水,对有机污染物的去除,去除率能达到80%以上,这说明采用活性污泥法处理微污染水,也可以得到较为理想的去除效果,并且反应时间也很短,整个反应在1h内就可以完成,说明效率很高。另外与其他处理工艺相比较,间歇式活性污泥法工艺简单,便于自动控制,占地面积小,运行费用低等一系列的优点。


关键词: 活性污泥法   预处理   微污染水