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废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理中文摘要 中文摘要 磷是引起水体富营养化的主要因素之一，磷污染严重威胁到人类的生产生活 和生态平衡。因此废水除磷的理论研究与技术开发一直都是环境科学与工程领域 的研究热点。化学生物联合除磷结合了化学除磷与生物除磷的优点，但这使得工 艺变得复杂，增加了运行成本。因此，研究适合我国国情且经济、有效的化学生 物联合除磷工艺，具有重要的理论与实际意义。 本文选用硫酸铝作为化学除磷阶段的试剂，实验结果表明，舢”与p 0 4 3 。反应 的物质的量之比为4 ：1 ，也就是说真正参与反应的舢3 + 量为约总铝量的l 4 。生物 除磷阶段的影响因素很多，本文以好氧厌氧交替循环工艺为基础，探讨不同c o d 种类、p h 、d o 、温度、c o d 浓度、泥龄对除磷微生物的影响。实验表明，利用乙 酸钠和葡萄糖( c o d 比为1 ：2 0 1 ：4 0 ) 的混合基质驯化除磷活性污泥与用其他基 质驯化的比较起来，对c o d 、n h 4 + - n 、p 0 4 3 都具有更好的去除效果，当运行参数 在：p h 为7 8 ( 7 5 ) 、温度为2 0 3 0 、厌氧阶段d o 为小于( 等于) o 1 6 m g l 、好氧 阶段d o 为2 - 4 m g l 、c o d 在3 0 0 5 0 0 m g 几、污泥龄为1 5 天时体系除磷效果最佳。 铝和氧对整个除磷体系存在胁迫。实验结果显示，在体系厌氧( 通氮气) 时， 微生物能保持正常的厌氧代谢，体系并没有受到损伤，此时体系中0 2 “ o 0 2 4 9 m m o 垤、m d a 耋3 1 2 5 m o 垤，出水时c o d 、n h 4 + - n 、p 0 4 j 。的去除率分别 在9 6 5 、9 7 4 、9 2 ；但当氧胁迫增强，抽真空时间超过6 n 血时，微生物无法 进行正常的厌氧代谢，体系受到损伤，此时体系中0 2 “ 0 0 2 4 9 m m o 垤、m d a 3 1 2 5 r 皿。垤时，且当0 2 “和m d a 浓度产生的越大，损伤越严重，出水c o d 和 n h 4 + - n 去除率下降了近一半多，而p 0 4 3 。的去除率下降的更加多，最低值为o 1 0 ， 相差峰值为0 8 0 以上。m ”浓度对生物除磷系统c o d 去除率的影响并不明显，当 进水趾3 + 浓度低于5m g l 时，随着a l ”的增加，c o d 去除率随之增加，最大可提 高2 左右；当进水a l ”浓度超过此值后，c o d 去除率随之下降，但保持在9 0 左右；舢”对p 0 4 弘去除率的影响明显比对c o d 的影响大，当进水灿”低于1 5 m g l 时，随着a l 的增加，p 0 4 弘的去除率略有提高，最大可提高1 左右，进水甜3 + 大于1 5m g l 时，随着舢”的增加，p 0 4 3 的去除率随之明显的下降，峰值之差达 到5 6 以上；当舢”浓度小于1 5 m g l 时，体系m d a 值在3 1 2 5 n m o 垤左右，当 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理 中文摘要 a 1 3 + 浓度大于1 5 m g l 时，m d a 随之增加，体系受到损伤，p 0 4 弘去除率降低。 经过实验发现，m d a 和0 2 。能准确、及时地反映体系运行状态，由于s o d 与m d a 和0 2 。有内在对应联系，因此我们可通过在线检测体系s o d 量，来管理 整个除磷体系。 本文还研究了p h 值、时间、温度、搅拌以及加入不同官能团小分子化合物等 因素对酸化处理污泥溶出铝盐的影响，得出在p h 值 8 5 时，氢氧化铝胶体转化为偏铝酸根等阴离子，混凝 除磷的效果较差阱l 。 化学法的除磷效率较高，将高于生物除磷，可达7 5 8 5 ，且稳定可靠。一般 情况下，出水t p 含量可满足1 m g l 的排放要求；当化学法结合后续生物处理时， 出水的t p 含量可望满足0 5 m g l 的排放要求，在化学法后增加出水过滤，出水 t p 达到o 2 m g l 1 2 5 j 。 按工艺流程中的化学药剂投加点不同，化学沉淀工艺可分为前置沉淀、协同 沉淀和后置沉淀。前置沉淀工艺是指污水在经机械格栅和除砂后仅经沉淀处理， 工艺流程如图2 图2 前置沉淀工艺流程图 f i g 2 1 km 印o f p r e - s e d i i n e n t a t i o np r o c e s s 总停留时间3 4 h ，s s 的去除效率 9 0 ；b o d 7 5 ；总磷 9 0 ；总氮2 5 。 混凝剂可采用铝盐、三价铁盐、石灰等，不能采用亚铁盐。直接沉淀工艺为 北欧国家很多处理厂所采用，磷去除率可达9 0 以上，有机物去除率大约为 7 5 【2 6 1 ，因此是一种很经济有效的处理工艺。 协同沉淀工艺是指将化学混凝剂投加到活性污泥阶段，生化池即为混凝池， 生物污泥与化学污泥在随后的沉淀池一同沉淀，工艺流程如图3 ： 5 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第一章引言 图3 协同沉淀工艺流程图 f i g 3 1 h em 印o fc o l l a b o r a t i v ep r e c i p i t a t i o np r o c e s s 总水力停留时间约为1 1 5 h ，s s 的去除效率9 0 ；b o d 9 0 ；总磷 9 0 ；b o d 9 0 ；总磷 9 5 ；总 氮2 5 。 混凝剂可采用铝盐、三价铁盐、石灰等，不能采用亚铁盐。后置沉淀工艺的 出水磷浓度一般为0 5 m g l 【2 6 1 ，如采用过滤为最终固液分离手段，出水磷浓度可降 至0 1 m g l 以下。通常是将后沉淀的化学污泥打回到初沉段与初沉污泥共沉，这可 使污泥更易于浓缩并有助于提高初沉池的处理效率。化学后沉淀处理对生物处理 起到把关作用，在负荷高时可防止敏感的生物污泥的流失，因此在除磷的同时也 提高了b o d 等去除效果。 6 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理 第一章引言 化学除磷是一种古老的方法，其处理效果稳定可靠，受季节温度变化影响不 大。污泥在处理处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染，耐冲击负荷的能力 也较强。但在我国应用该项技术的主要问题是药剂价格昂贵、运行费用较高、由 于消耗一定量药品及产生大量化学污泥，污泥处理处置的难度加大，所投的化学 药剂在出水中有一定的残留会带来进一步的环境污染。 因此，除严格控制污染源外，须加强化学除磷工艺的科学研究工作，积极解 决以上影响化学除磷技术应用的主要障碍因素，力求降低药剂费用和减少污泥量 为该项技术在生产上应用创造有利条件。此外还需经过对比试验和工程实例剖析， 对前置、协同、后置化学除磷以及其他活性污泥除磷系统作出全面的技术经济比 较后才能得出可靠结果。 在用铝盐作为絮凝剂的处理过程中必然产生大量的化学污泥，这必须要进行 进一步的无害化处理、环境安全管理或资源回收，以免造成铝的二次污染现象。 目前其处理方法主要有酸化法、碱化法和膜法等。 ( 1 ) 酸化法。在低p h 值条件下( 如p h 3 7 5 ) 【2 7 1 ，铝主要以铝离子的形式存在， 因此采用强酸即可将铝盐从絮凝体中溶析出来，此类方法称为酸化法。酸化法包 括三个步骤：( 1 ) 污泥脱水：脱水的目的是减小污泥的体积，可使污泥的含固率从 5 提高到2 0 以上，从而确保回用的污泥中有足够的含铝量。( 2 ) 酸化处理：经脱 水后的污泥同硫酸或盐酸反应，生成相应的铝盐溶液。( 3 ) 分离净化：将不需要 的固体剩余物与铝溶液进行分离。分离通过沉淀和过滤完成。沉淀分离时，含铝 溶液从池的上部溢流，而固体物从底部排走。该方法的不足之处是选择性差，回 用的金属除了铝以外，还有其它一些可溶性或胶体性物质。用回用的铝盐作为混 凝剂，会使出水中的有机物质产生累积。若酸化污泥不经脱色过滤和结晶，则某 些金属也可能会在回用的污泥中累积，影响处理水的出水水质。 ( 2 ) 碱化法。铝是两性物质，除了和酸反应生成溶解性铝盐外，还可以和过 量的碱反应生成溶解性的铝酸盐，反应方程式如下【z 他 a 1 ( 0 h ) 3 + 3 0 h 。 a 1 0 2 - + 3 h 2 0 常用的碱为氢氧化钠或石灰乳，这种方式可以使铁等非两性物质以氢氧化物 的形式沉淀下来，从而与铝盐分离，但对锌等两性物却没有分离效果，有可能在 回用中累积。铝酸盐并不象硫酸铝那样是有效的絮凝剂，因此要加酸调节，以形 成具有絮凝作用的铝盐。和酸化法相比，它在铝盐与固体剩余物分离方面有一定 的优势，回用的絮凝剂纯度较高，但不够经济。 7 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理 第一章引言 ( 3 ) 膜法。所采用的复合膜是由厚约o 5 m m 的多孔聚四氟乙烯膜及嵌入其中 的直径约1 0 0 岬的细球粒组成【2 刀。细球粒起到交换剂的作用，它对铝离子有很强 的亲和力。铝回收分两步进行。第一步，选择性吸附：将泥的p h 值调到3 5 左右，在 此条件下，污泥的沉降性和铝的溶解性都很好。第二步，解吸和膜的再生：将已达 饱和状态的膜从泥中抽回，并放入装有2 1 0 硫酸的搅拌池中，这样可使细球粒 交换剂获得较高的再生效率并生成液体铝盐。经再生后的膜就可以重新投到污泥 中继续使用。试验结果表明，( 1 ) 复合膜对溶解铝的吸附具有选择性和排它性， 可大大降低回用铝盐中的杂质浓度：( 2 ) 复合膜有较好的持久性，可使用3 0 轮以 上；( 3 ) 吸附于膜上的部分铝盐有可能会重新回到水中，使得经膜吸附后的污泥 中仍含有一定量的铝盐。 1 2 2 生物除磷技术 生物除磷是使磷以溶解态为微生物所摄取，与微生物成一体并随同微生物从 污水中分离的除磷方法。它利用聚磷菌( p a b ) 一类的细菌，过量地、超出其生理 需要地从外部摄取磷，并将其以聚合形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统， 达到从废水中除磷的效果。 在厌氧环境中，p a o s 将体内的聚磷分解成溶解性p 0 4 3 。并释放到水中，利用聚 磷水解及胞内糖酵解获得的能量将酵解产物合成有机储备物质( 如p h b ) ；在适宜环 境下，p a o s 体内的p h b 被氧化产生大量的能量，p a o s 利用产生的能量进行生长并 过量吸收溶解态的磷酸盐在细胞内合成聚磷。吸磷后细胞内积累的磷大大超过微 生物生长所需要的磷量。这种适宜环境对好氧聚磷菌来说就是好氧条件，对反硝 化聚磷菌则是存在硝酸盐的缺氧条件。聚磷菌的除磷机制如图5 【2 8 】所示： 厌氧好氧 图5 聚磷菌作用机制 f i g 5 f u n c t i o i 血1 9m e c h 砌s m o fp a o s 8 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第一章引言 生物除磷法的优点是可使污泥产量低并具有良好的脱水性能，无需再进行消 化处理，为此可以取消污泥消化池；生物除磷污泥的肥料价值高；并且可减少活 性污泥的膨胀现象，节约能源，且运行费用较低，降低化学药剂残留在出水中的 危害，因此，是目前流行的除磷方法。按照磷的最终去除方式和构筑物的组成， 现有的除磷工艺流程可以分为主流除磷工艺和侧流除磷工艺两类【2 9 1 。侧流工艺以 l c v i n 【3 0 l 首提出的p h o s t 邱i 艺为代表，厌氧池在污泥回流的侧流中；主流工艺的厌 氧池在污水水流方向，磷的最终去除通过剩余污泥排放。主流工艺有多个系列， 包括b a r d e n h p o 系列、a o 系列、s b r 系列以及活性污泥系统的运行改进，基本 上都具有除磷脱氮功能的系统【3 l 】。现着重介绍几种常见的生物除磷工艺及其在此 基础上的改进和发展工艺。 a o 工艺：美国的s p e c t o r 【3 2 】于2 0 世纪7 0 年代中期从控制活性污泥法膨胀出发， 研究开发了与b a r d e n p h o 脱氮工艺类似的a 0 工艺，这是目前最为简单的一种生物 除磷方法【3 3 】( 如图6 实线部分) ，这种工艺要求没有硝化反应。 混合液回流( a 2 o ) 图6a o 和o 工艺流程图 f i g 6 f l o wc h a r to f a oa 1 1 da ? op r o c e s s a 2 o 工艺：常见的a 2 o 工艺是在a o 工艺的基础上增设一个缺氧区( 如图6 虚线) ，并使好氧区中的混合液回流至缺氧区，这样就使厌氧、缺氧和好氧3 种不同 的环境条件及不同功能的微生物菌群能有机配合协作，具有除磷脱氮双重功能【3 4 1 。 此工艺具有抗冲击负荷能力强、水力停留时间长、运行稳定的特点。a 2 o 法在废 水处理流程中设置厌氧、缺氧、好氧段，为除磷脱氮供了有利条件。其具体运行 过程为：进水进入厌氧段，聚磷菌释放磷，进人缺氧段，聚磷菌继续放磷，同时 南异养型反硝化菌对硝酸盐进行硝化，将其还原为氨气从水中逸出，进入好氧段， 聚磷菌大量吸磷，由于自养型硝化菌进行作用，将氨氮硝化为硝酸盐一混合液回流 到厌氧段重复以上过程二沉池，污泥沉淀回流出水。除磷脱氨是在重复的厌氧 缺氧好氧过程中完成，使磷氮的出除率提高。a 2 o 法的优点在于除磷脱氮效果较 9 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第一章引言 好，无需投药，厌氧和缺氧段只进行缓速搅拌，故运行费用低。但该工艺中污泥 增长有一定的限度，因此除磷效果难于再提高。另外，a 2 o 工艺中聚磷菌厌氧释磷、 好氧吸磷，硝化菌硝化反硝化菌反硝化，完成每一过程都有不同的环境要求，硝 酸盐对厌氧释磷不利【3 5 1 。这个矛盾使a 2 0 工艺实际运行中除磷脱氮效果不稳定， 除磷效果好时脱氮效果不好。脱氮效果好时除磷效果不好。目前a2 o 工艺在国 内外应用非常广泛。张波等【3 6 】在此基础上，将a 2 0 工艺的厌氧缺氧环境倒置运 行，将厌氧区置于缺氧区之后，反硝化优先获得碳源，既提高了缺氧区的反硝化 速率，又避免了回流污泥中硝酸盐对厌氧区的不利影响。这种布置方式使倒置a 2 o 工艺的厌氧区的厌氧程度更充分，从而强化了微生物的过度吸磷能力。因此， 尽管倒置a 2 o 工艺释磷水平低，但由于厌氧环境充分，微生物过度吸磷动力大， 其生物除磷功能反而优于常规a2 0 工艺。 b 删e n p h o 工艺：其工艺流程如下图实线部分，该工艺由b 锄d e r l p h o 阳于1 9 7 3 年提出，系统在m l e 工艺的好氧池后再增加一个厌氧池，成为四阶段b a r d e n p h o 工 艺，在四阶段工艺的前端再增加一个厌氧池，即为五阶段b a r d e n p h 0 工艺( 如图7 实线) 。在四阶段工艺中，磷的吸收主要在第2 好氧池中完成，第l 好氧池也有吸收 磷的作用，但首要功能是去除b o d ；而第2 好氧池的首要功能才是吸收磷。工艺要 优点是各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其主要功能，并兼行其他 功能，除磷效果良好，但工艺复杂，反应器单元多，运行繁琐，成本高。 混合液回流 叫塑 咂寸吨圈叫堕耐 回流污泥 i 剩余污彩 图7b a r d e n p h o 工艺和p h o r e d o x 工艺 f i g 7 f l o wc h a r to fb a r d e i l p h oa n dp h o r e d o xp r o c e s s p h o r e d o x 工艺：此工艺是b 锄砌为了提高除磷效果而对b a r d e n p h o 工艺做的一 个改进【3 卅( 见图7 虚线) 。他在第一缺氧区前加了一个厌氧发酵区。此工艺一般在低 负荷条件下运行。原污水或初沉池出水与回流污泥在厌氧池混合。在第一缺氧池 进行反硝化使硝态氮还原为氮气，而b o d 去除、氨氮氧化和磷的吸收都是在第一 好氧池完成。第二缺氧池则提供了足够的停留时间，通过混合液内源呼吸进一步 l o 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第一章引言 去除残余的硝态氮。第二好氧池则为混合液提供短暂曝气，防止二沉池出现厌氧 状态。这样由于在两组缺氧池中完成了彻底的反硝化，回流污泥中将不存在n 0 3 。 或n 0 2 。这种工艺在美国又被称之为改良型b a r d e n p h 0 工艺【3 9 j 。 u c t 工艺：在以上的工艺流程中污泥都是直接回流到厌氧区，而回流污泥中 很难完全保证不含有任何硝酸盐及亚硝酸盐，这对厌氧区就会带来不利影响【4 0 】。 在厌氧区会发生反硝化作用，反硝化菌将与除磷菌竞争有机物而影响处理效率。 该工艺( 见图8 ) 就是把沉淀池回流污泥回流到缺氧区，然后再由缺氧区将混合液回 流到厌氧区。由于在缺氧区中反硝化作用完全，缺氧区中的硝酸盐浓度非常低。 混合液从缺氧区回流到厌氧区，则厌氧区中的硝酸盐浓度亦非常低，从而保证了 厌氧区的理想厌氧条件。故u c t 工艺是目前各国应用最广泛的生物除磷工艺【4 l 】。 混合液回流 图8u c t 工艺 f i g 8 f 1 0 wc h a n0 fu c t p r o c e s s d e p h a n o x 工艺：进水和回流污泥完全混合后进入厌氧池，d p b 吸收易于降解 的有机底物进行p h a 储备，同时大量放磷【4 2 1 ；随后混合液进入中间沉淀池进行泥 水分离。富集氨氮的上清液直接进入侧流好氧固定生物膜反应池中进行硝化反应； 而含有大量有机物的d p b 沉淀污泥，横跨同定膜反应池与从好氧同定生物膜反应 池流出的硝化液一起进入缺氧悬浮生长反应池内，通过利用氧化d p b 在厌氧池储 备的p h a 放出的能量，以n 0 3 作为电子受体反硝化除磷；反硝化除磷后的混合液 进入曝气池利用0 2 作为电子受体继续除磷，同时氧化d p b 细胞内残余的p h a ，使 其在下一循环中发挥最大的放磷和p h a 储备能力。混合液最后进入二沉池内完成 泥水分离，上清液排放，部分含有大量d p b 的污泥回流进入厌氧池中，剩余污泥 排出。此工艺( 如图9 ) 的优点在于能解决除磷系统反硝化碳源不足的问题，降低 系统的能耗，降低剩余污泥量。 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理 第一章引言 回流污泥 富磷剩余污泥 图9d e p h a i l o x 工艺图 f i g 9 f l o wc h a r to fd e p h a n o xp r o c e s s a ： n 工艺：为克服传统的脱氮除磷工艺中脱氮和除磷存在的泥龄矛盾、反硝化 菌和p a o s 的竞争以及污泥膨胀等问题，l 1 7 ( 酸浓度 0 0 2 m o i l ) 的条件下，铝溶出量为零，也就是说污泥中铝一般不易溶出。但随着酸浓度不断 增加铝溶出量也迅速增加；当酸浓度由0 4 m o 儿( p h 值= 0 4 ) 增大到1 0 m o 儿( p h 值= o ) 时，铝溶出率变化不大；当酸浓度大于1 0 m o 儿时，铝溶出率继续增加：直 至4 o m o 儿时，铝溶出率达到最大值。随后，随着酸浓度增大，铝溶出率反而呈 下降趋势。这可能与大量s 0 4 2 。的存在与溶液中聚合态铝发生反应有关。因此在回 收铝盐时，应控制好酸度，太小或太大都不利于铝的溶出。 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第三章结果与讨论 兰 删 求 妞 丑 终 q 位n 矾a n n 1 0 酸的浓度佃o l 1 ) 图4 0 硫酸浓度在o 0 2 0 1 m o 儿时铝的溶出规律 f i g 4 0 a 】d i s s o l v e dl a wa tc o n c e i l t i a t i o n0 0 2 0 1o fh 2 s 0 4 2 5 2 0 哪! 5 求 骂，。 缝 5 o o24681 0 硫酸浓度血o l 1 ) 图4 1 硫酸浓度在0 1 1 0 m o 儿时铝的溶出规律 f i g 4 1 a jd i s s o l v e dl a wa tc o n c e n n a t i o n0 1 - 1 0o f h 2 s 0 4 3 7 3 时间对铝溶出率的影响 保持反应温度不变，用0 4 m o 儿( p h = 0 4 ) 的硫酸溶液萃取污泥，改变萃取时间， 发现酸性溶液的铝溶出时间较短，污泥中的铝一般在4 m i n 后就达到了溶解平衡， 其后随着时间的延长，铝的溶出量基本保持不变，参见图4 2 。 4 9 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理 第三章结果与讨论 o5 o1 5加箱 时间( i i n ) 图4 2 不同时间下铝的溶出规律 f i g 4 2 a ld i s s o l v e dl a wa td i 仃b r e n tt i m e 3 7 4 温度对铝溶出率的影响 在萃取液的酸度( p h = o 4 ) 保持不变，当反应温度发生变化时，铝的溶出也存 在明显的差异，实验结果参见图4 3 。从图可以清楚地看出，随着温度的升高，铝 的溶解平衡浓度显著升高，当温度达到4 0 时，铝的溶出量达最大值。其后随着 温度的继续升高，铝的溶解平衡浓度反而下降，并导致铝的溶出量下降。因此， 夏季气温高时，有利于污泥中铝的溶出。有余热条件或排除热污泥的污水处理厂， 可及时加酸溶铝。 2 0 2 霉2 2 泰2 0 l 皿 檀 锋1 8 1 6 o2 00 01 温度( ) 图4 3不同温度下铝的溶出规律 f i g 4 3 舢d i s s o l v e dl a wa td i 髓r e mt e m p e r a n i r e 3 7 5 搅拌对铝溶出率的影响 5 0 纠 伯 侣 仃 懵 一笮一咖求忸疆棼 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第三章结果与讨论 在酸度( p h = 0 4 ) 和温度( 2 5 ) 保持不变，在搅拌与不搅拌两种情况下，酸溶 1 0 i i l i n ，结果如图4 4 所示。实验结果表明，搅拌可以明显提高铝溶出率。 o 1 0 0 0 5 0 咖 s0 5 魁 乱。 o 0 7 5 o 0 7 0 0 0 6 5 0 2o 4 0 60 8 1 o 硫酸浓度( l 1 ) 图4 4 不同酸度下搅拌对铝溶出的影响规律 f 嘻4 4 s t i 玎e de 舵c tl a wo n 舢d i s s o l v e da td i 位r e n ta c i d i t y 3 7 6 小分子化合物对铝的增溶效果 污泥中含有或向其中加入不同功能团小分子化合物也是影响铝溶出的重要因 素之一。在酸度( p h = 0 4 ) 、温度( 2 5 ) 、溶出时间( 1 0 血n ) 保持不变，并在搅拌 的条件下，向污泥中添加含一种或几种官能团小分子有机物，并以仅加0 4 m o 儿 硫酸的为对照。实验结果参见图4 5 。从图中可看出，含不同官能团( 例如o h 、- n h 2 、 c o o h ) 的小分子有机物( 例如乙醇、乙二胺、冰醋酸等) 都能够增加污泥中铝 的溶出，特别是含有o h 或o h 与- n h 2 有机物共存时对铝的增溶效果最为明显， 与对照样相比可以增溶1 0 以上；同时也发现当加入不同功能团小分子化合物时， 可使得铝的溶出酸度由p h 1 7 延伸到3 o 左右。因此，一般含铝化学污泥都含有 一定浓度的具有特定功能团的有机物，这对于酸化回收铝十分有利。 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第三章结果与讨论 宅 v 碍 脚 磐 o 0 2o 0 4o 0 0 1 00 1 2 加入浓度( 1 1 ) 图4 5 不同功能团小分子化合物对铝的增溶效果 f i g 4 5 舢e i l l l a n c e m e n to fd i s s o l u t i o na td i 虢r e n t 缸1 c t i o n a l g r o u p so fs m a l lm o l e c u l a ro 唱a i l i cm a t t e r s 5 2 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理第四章结论 第四章结论 4 1 利用铝盐处理含磷废水，是以舢3 + p 0 4 3 。的物质的量之比为4 ：l 进行反应， 其体系中真正参与反应的舢3 + 量为约总铝量的1 4 ；利用乙酸钠和葡萄糖( c o d 比 为l ：2 0 1 ：4 0 ) 的混合基质驯化除磷活性污泥与用其他基质驯化的比较起来，对 c o d 、n h 4 + - n 、p 0 4 都具有更好的去除效果；当运行参数在：p h 为7 8 ( 7 5 ) 、温 度为2 0 3 0 、厌氧阶段d o 为小于( 等于) 0 1 6 m g l 、好氧阶段d o 为2 4 m g l 、c o d 在3 0 0 5 0 0 m g l 、污泥龄为1 5 天时体系除磷效果最佳。 4 2 当体系由好氧转变到厌氧时，体系中0 2 不超过0 0 2 4 9m m o 垤、m d a 不 超过3 1 2 5 m o 垤时，微生物能保持正常的厌氧代谢，即在这样的氧胁迫下，体系 并没有受到损伤，当然也没影响到好氧阶段微生物处理废水能力，体系c o d 、 n h 4 + - n 、p 0 4 3 的去除率分别在9 6 5 、9 7 4 、9 2 ；但当氧胁迫增强，体系中 0 2 “大于o 0 2 4 9m m o 垤、m d a 大于3 1 2 5 衄。垤时，微生物无法进行正常的厌氧 代谢，即在这样的氧胁迫下，体系受到损伤，且当0 2 “和m d a 浓度产生的越大， 损伤越严重，这严重影响到好氧阶段微生物处理废水能力，体系c o d 和n h 4 + - n 去除率下降了近一半多，而p 0 4 3 的去除率下降的更加多，最低值为o 1 0 ，相差峰 值为o 8 0 以上，体系基本失去处理废水能力；灿”浓度对生物除磷系统c o d 去除 率的影响并不明显，当进水铝浓度低于5m g l 时，随着铝的增加，c o d 去除率随 之增加，最大可提高2 左右，当进水铝浓度超过此值后，c o d 去除率随之下降， 但保持在9 0 左右；a l ”对p 0 4 弘去除率的影响明显比对c o d 的影响大，当进水 舢”低于1 5 m g l 时，随着a l ”的增加，p 0 4 3 。的去除率略有提高，最大可提高1 左右，进水a l ”大于1 5m g l 时，随着舢3 + 的增加，p 0 4 孓的去除率随之明显的下 降，峰值之差达到5 6 以上；当a l ”浓度小于1 5 m 胡时，体系m d a 值在3 1 2 5 m o 垤 左右，由上面得出的结论可知，微生物细胞没有受到损伤，整个除磷体系将能正 常运作，不影响出水时c o d 和p 0 4 3 。的值，但当舢”浓度大于1 5 m g l 时，m d a 随之增加，体系受到损伤，p 0 4 3 。去除率降低。 4 3 由于在现有的除磷工艺中，都是通过检测出水中c o d 、n h 4 + - n 、p 0 4 3 。的 值，然后通过寻找最佳点来确定运行参数的，当体系受重金属干扰或运行到无氧 管道时，此管理方法就显得不合理，因为它不能及时，准确地反应体系运行状态， 废水化学生物联合除磷工艺及其生物标志物管理 第四章结论 而如果将s o d 作为生物标志物，由于s o d 与m d a 和0 2 有内在对应联系，由上 面实验所得出的结论，我们可通过在线检测体系s o d 量，来管理整个除磷体系。 4 4 在石化等行业用铝盐作为水处理絮凝剂所产生的化学污泥往往含有大量的 铝，具有综合利用的价值，对其回收能