固定化活性污泥处理生活污水的实验研究.pdf

科 技 论 I 坛 科 固定化活性污泥处理生活污水的实验研究 马 万 权祝 丽 思 ( 内蒙古晟基置业有限公司， 内蒙古建筑职业技术学院市政工程系， 内蒙古， 呼和浩特， 0 1 0 0 5 0 ) 摘要 ： 固定化微 生物技术是 生物 工程领域 中一项新兴 的技术 。 利 用生物 固定化 法处理生活污水 ， 得 到在 本实验条件下最适宜的 固定化条件 ： P VA 溶 液浓度 为 1 0 ， 污泥 与 P V A 溶液的质量 比为 i ： I ， 交联 时间为 2 4 h ， 在 此操作备件下制成的 固定化 生物膜 弹性好 ， 强度较 高， CODc r的去 除率能达到 8 9 6 9 。 关键词 ： 固定化 污泥 ； 生活污水 ； 固定化条件 前 言 固定化技 术是从 2 O世 纪 6 0年代 开始迅 速发展 的一项新技术 ，它是通过采用化学或物 理的手段将游离细胞或酶定位于 限定的空间 区 域 内， 并使其保持活性 ， 反复利用 的方法 。由于 固定化微生物技术具有微生物密度高 、反应速 度快 、 耐毒害 能力 强 、 微生物 流失少 、 产物 分离 容易 、 处理设备小 型化等优点 】 ， 近年来越来 越 成为各 国学者研究的热点。同时也获得了令人 鼓舞的研究成果。 固定化微生物技术在化工、 医 药等行业 的成功应用 ，引起了许 多学者对活性 污泥 固定化 的重视2 1 。 本实验对 固定化生物膜处 理生活污水做一些浅尝研究。 1实验材料与实验装置 1 1 实验材料 研究 中用 到的活 性污泥取 自于兰州雁 儿 湾污水厂二沉池 ， 其他材料 均为化学 纯。 1 2实验废水水质 实验采用兰州交通 大学居 民区生活污水 ， 其水质情况如表 1所示 。 1 3反应装置 如 图 1 所示 ， 反应器是 由长 、 宽 、 高分别 为 1 0 c m、 l O e m、1 5 c m的有 机玻璃制成 的长方体 ， 有效容积为 1 L 。 2实验方法及结果 为 了使 吸 附在 载体上 的微 生物结合 得更 牢 固， 使包埋后的微生 物不易漏 出 ， 本实验采用 包埋和交联联合应用的固定化法 ， 将其制成 固定化生物膜 ，避 免了传统 的固定化小球粘联 破损 ， 微生物流失现象 的发 生。 2 1制备固定化生物膜 固定化的流程如图 2 。 影响 固定化包埋技 术效果 的因素有 ： 主要 包埋剂 的浓度 ， 污泥 的包埋 量 ， 交联剂 的浓度 ， 交联反应时间等等 ， 而包埋剂 的浓度 、 污泥 的包 埋量和交联时间又是这些 因素 中的主要影响 素 3 1 。为确定聚 乙烯醇作 为载体 材料 ，含 2 C a C I 的饱和硼 酸作 为交联 剂的包埋 和交联联 合 固定化的最佳条件 ， 在初 步研究 的基础上 ， 参 考相关 资料 ， 以 P V A的浓 度( A) 、 浓缩 污泥 与 P V A溶液 的质量 比( B) 、 交联时 间( c ) 为影响 因 素 ， 每个 因素 选取 3个水 平 ， 采用 正交表 ( 3 4 ) 目 ，按表 2进 行正交实验 ， 以确定 最 佳的固定化 条件 。 反应器中放置 3片经活化 的生物膜 ， 一次 进水 ，连续 曝气 l O h ，静 置 1 h后 取样 。进水 C O D e r 浓度保 持 4 8 4 m g L ，以 C O De r 的 去除率 作为指标进行考核 ， 具体 的实验结果见表 3 。 由表 3可以看 j ， 在所选 的 3个影响 因素 中 ，交联 时间 的极差最 大 ，其次 是聚 乙烯醇 ( P V A) 溶液 的浓度 ， 最后是 污泥 与P V A溶液 的 表 1实验废水水质 图 2 固定化操作流程 图 表 3 正交实验数据表 目! 2 _ 1 B c )l r | * ， J ， i c 6 。 三 、 1 ， 3 6 - 2 1 0 2 5 l_ 2 4 L ： “ k 6 1 2 =_ _ I ! ! u l f 图 I正 交试验装置 表 2各 因素取值范围及 其水平 表 4各方案的固定化性能 比较 表 5聚 乙烯醇( P V A) 适宜的包埋条件 固 素 聚 慷 醇 P V A)浓 度 、 A) 污泥 与 P V A 溶 液 的质 量 E ( B) 交联 时 司 ( C) c O D 的 去 际率 为指 标 质量 比，由此 ， P VA生物膜对 C O De r 去除率 的 影响由大到小排 列是 ：交联时 间 聚乙烯醇溶 液浓度 污泥与 P V A溶液 的质量 比。 而最佳处 理效果 的方案足第 4号实验 ： A B c 。 。此实验方 案对 C O D( r 的去除率 达到了 8 9 6 9 。 同时 固定 化过程中 ，各个方案 的固定化性能 比较以及观 察到的一些现象如表 4所示 。可以看 出， A 2 B c ： 实验方案制备 的生物膜 的质量也较好 。 根据 实验结果综合考虑各方面 因素 ，最后 确定 P V A一硼酸法处理生活污水的最佳固定化 条件见表 5 。 4 结论 生物固定化技术以其独特的优点引起了人 们 的普遍关注 ， 具有广阔 的发展前景 ， 但 目前 固 定化技术处理废水仍处于起步阶段。相信随着 对生物 固定化技 术的不断深入研 究和发展 ， 该 项 技术必将成 为一项高效而实用的废水处理技 术。 通过利用包埋 固定化微生物技术对生活污 水处理进行初步研究 ， 得到 以下结论及问题 ： a 用 P V A 一硼 酸法将活性 污泥包埋 固定 成 膜板状 ， 比通 常制成颗粒状的方法简单 ， 容易操作 ， 并且 避免了在运行 过程 中的 颗粒粘连破损 现象 ， 是一种 可行的 固定 化方 法。 b 本 实验是在 实验室 研究 的 ， 生物 膜是靠 玻璃钉 固定在反应器上的。应用 到实 际时， 估计生物膜的固定也是一个 问题 ， 还 有待 于研究 。 参 考文献 1 】 闫志明， 普红平， 阳立平 生物固定化技术研究 及应 用评述 J J _ 四川化 工， 2 0 0 4 ， 7 ( 1 ) ： 1 2 1 5 2 闵航， 郑耀 通等 聚 乙烯 醇包埋厌 氧活性 污泥 处理废 水 的 最优 化 条 件研 究fJ 1 _环 境 科 学， 1 9 9 4 ， l 5 ( 5 ) ： 1 0 -1 4 3 李峰， 吕锡武， 严伟 聚乙烯醇作为固定化细胞 包埋 剂的研 究l J 】 中国给水排水， 2