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好氧颗粒污泥培养及其吸附重金属性能的研究

董丽  
【摘要】: 好氧颗粒污泥处理技术作为近几年发展起来的废水处理新技术,它除了可以用于去除废水中的COD、氨氮、难降解有毒有机废水和含磷废水的处理外,也可以有效地处理含重金属废水。由于其具有良好的处理性能,已成为国内外学者关注的热点。 本研究分为两个部分,包括好氧颗粒污泥的培养和对重金属的吸附,分别考察以普通活性污泥作为接种污泥在sequencing batch reactor(SBR)中培养好氧颗粒污泥及重金属离子浓度、吸附时间、pH值、转速及吸附温度对好氧颗粒污泥吸附效果的影响。 首先以普通的活性污泥为接种污泥,采用人工合成的模拟废水,在SBR反应器中,通过控制SBR系统的运行周期、沉降时间、上升气体流速等运行参数,以缩短沉降时间形成选择压的方式,经过20天的培养成功获得结构密实、形态规则、沉降性能和微生物活性良好的好氧颗粒污泥。 试验培养的好氧颗粒污泥初步形成之后,颗粒污泥成为反应器中污泥的主要存在形式。此时的颗粒轮廓清晰,呈浅黄色,结构密实且表面光滑,沉降性能好,污泥指数(SVI)值基本维持在40-50mL/g之间,污泥浓度(MLSS)达到7.5mg/L,沉降速度为29-72m/h,远高于普通活性污泥。同时,试验培养的颗粒污泥也具备高效稳定的有机物去除和脱氮除磷的能力。其COD的平均去除率达到92.75%,NH_4-N的平均为75.8%,TP的平均去除率达到95.1%。并且研究发现好氧颗粒污泥由于其特殊的形态结构具有较高效的同步硝化反硝化脱氮功能和反硝化除磷功能。 其次,以实验培养的颗粒污泥对重金属离子进行了吸附。研究表明:好氧颗粒污泥对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)具有较强的吸附效果。pH值是吸附重金属离子的重要影响因素之一。好氧颗粒污泥吸附重金属的最佳pH值随重金属离子而不同,对3种金属离子的吸附较理想的pH范围在4-6。时间对吸附的结果表明生物吸附过程可分为两个阶段:第一阶段是表面快速吸附过程,在吸附刚开始30-60min内,溶液中的重金属离子浓度下降很快;第二个阶段吸附量增加的速度很慢并逐渐达到平衡,是一个慢速过程。温度增加有利于好氧颗粒污泥对金属离子的吸附,但温度过高,会导致吸附量的下降。适当增加转速有利于吸附,但转速过高,吸附量会下降。


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