活性污泥的吸附效果分析

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。