化学生物絮凝工艺生物作用的

化学生物絮凝工艺生物作用的研究摘要：通过工艺的对比试验，指出化学生物絮凝工艺去除效果要优于化学絮凝工艺，当投加相同量的絮凝剂和混凝剂时，前者比后者的去除效率提高了20%以上。同时通过测定耗氧速率证实化学生物絮凝系统内存在明显的生物作用。关键词：化学生物絮凝；化学絮凝；生物絮凝；生物去除效果；耗氧速率StudyontheBiologicalRemovalEffectofChemicalandBiologicalFlocculationProcessAbstractThroughparallelexperimentsondifferentprocesses,itindicatedthattheremovaleffectofchemicalandbiologicalflocculationprocesswasbetterthanthatofchemicalflocculationprocess,whenaddedtothesameamountofflocculantandcoagulant,theremovalefficiencyoftheformerenhancedbyover20percentthanthatofthelatter.Atthesametime,bymeasuringtheoxygenuptakerate,itprovedthattherewasobviousbacteriaactivityinchemicalandbiologicalflocculationsystem.Keywords:chemicalandbiologicalflocculation;chemicalflocculation;biologicalflocculation;biologicalremovaleffect;oxygenuptakerate化学生物絮凝强化一级处理是利用化学混凝和生物絮凝联合作用的污水处理工艺。生物强化一级处理由一个停留时间较短（30min左右）的曝气池和沉淀池构成[1]。在此系统中，进水中的可沉固体可以得到活化，具有絮凝吸附作用和沉降性。而以化学混凝作用为主的单纯化学强化一级处理，以去除颗粒状的和胶体状物质为主，对溶解性的CODcr和BOD5的去除率不高，但对磷的去除效果很好，只是所需投药量较大，运行费用亦较高，特别是污水中总磷含量较高时，效果更好。根据化学强化一级处理及生物絮凝强化一级处理的特点，它们各有特色，如果将两者有机结合起来，从理论上分析，可以得到加药量少、污泥产量少、运行成本低、处理效果好的化学生物絮凝强化一级处理工艺。本试验通过不同工艺的对比，对化学生物絮凝强化一级处理工艺中的生物作用及其去除效果是否优于单纯的化学絮凝工艺等问题进行了研究。1.试验概况中试试验装置安置在浦东合流污水预处理厂内。本试验的进水即为预处理厂的出水，设计进、出水水质指标如表1所示：表1中试试验设计进、出水水质指标蛾项目粪COD摩cr芒(mg/l诚)扬BOD泊5波(如mg/l)袭NH卵3舌-N(mg/盼l)邮TP(mg/酷l)忍SS(mg/黑l)判p粘H差值币进水讲250阵120汤30肿4睬150趴7.0乘出水殖≤行150抗≤词60隙≤插30微≤驼1燕≤隙40中试试验装置的工艺流程如图1所示，其处理量为50m3/d，主要构筑物包括快速混合池、絮凝反应池和沉淀池。快速混合采用穿孔管曝气搅拌，混合时间60秒，有效容积0.03m3；絮凝反应池最大停留时间35min，采用微孔曝气管曝气，分三个廊道，每各廊道可独自调节曝气量。絮凝反应池与沉淀池间采用穿孔配水墙，沉淀池设计水力停留时间1.5h。试验中污泥回流采用气提装置，回流的污泥直接从沉淀池的泥斗中经管道流回反应絮凝池，并在第一廊道的前端完成泥水的混合。混凝剂及有机高分子絮凝剂分别在溶解桶中溶解后通过计量泵投加。本试验所选用的混凝剂为聚合铝铁（PAFC），有机高分子絮凝剂为聚丙烯酰铵（PAM），其投加点分别在快速混合池及絮凝反应池第三廊道前端。通过调整加药及污泥回流，本套中试装置可以灵活地进行纯化学絮凝工艺、纯生物絮凝工艺和化学生物絮凝工艺地研究，各种运行方式的流程见图2~4：图1化学生物絮凝强化一级处理的试验流程图2纯化学混凝运行方式工艺流程图图3纯生物运行方式工艺流程图图4化学生物絮凝运行方式工艺流程图2.试验结果及分析2.1运行工况和参数商中试装置分别缺按纯化学絮凝泄工艺、纯生物繁絮凝工艺和化逐学生物絮凝工低艺运行，待系酱统稳定时，连座续监测进、出贸水夺COD帮cr除及西T拼P毒等指标。试验鹊工况如击表子2归所示。捎表屑2厌厕中试试验工况钱及主要运行参偶数迎工纯笛况用工动亿艺短主要运行参数铲加药量充回流比趴水温（衰℃泻）房1叶化学絮凝探PAFC10浅0mg/洋l瓦，赛PAM0.5抗mg/l莫0墨28~31盒2喂化学絮凝竭PAFC8多0mg/松l呈，搏PAM0.5律mg/l炭0固29~32蝴3枪生物絮凝短0组50%亿23~28止4可化学生物絮凝萝PAFC8娱0mg/彼l闪，篮PAM0.5扑mg/l萝25%使24~28抓5忙化学生物絮凝调PAFC8婆0mg/赵l求，狐PAM0.5叠mg/l隆50%格25~30啊2.2疏活主要污染物的莲去除效果含各运行工况对集污染物的去除王效果（平均值王）如直表劫3僚所示。从愧表和3零可以看出，如悄果不考虑进水代水质波动的影犬响，出化水妥CO捞D汁、场T管P铁浓度最优的情条况均为工罪况斧1搂，即投药量最朵大的情况，其宴出禾水害COD胞cr精、筹T湾P吩浓度分别立为桌46mg巨/l诸及虹0.18mg搅/l浮，远远低于担表圾1毛中所列出的设县计出水要求，赢尤其美是竟TP材的去除率，更父是达集到起90榆%锈。工洁况习2碍将嫂PAF掠C促的投加量减少它至锡80mg园/箱l沿后，出水民的粉COD秘cr替及条T玩P贫浓度陷均不同程度地糟上升，去除率麻也降成为究55.7混%严及查83.9谊%越。考额察塞COD点cr码的去除量，可爆见投药量减品少概20碎%龄后奔，月COD回cr维的去除量仅减胀少柄了定5mg椅/l眨，这说明超过挣一定的投药量寻后追，好COD蕉cr汪的去除并不与聚絮凝剂的投加墓量成正比，汽对京COD签cr鹿去除而言，存许在一个临界的痕最佳投加量。烛由于工雷况希1辅和迫2讲株均没有污泥回仪流，所以系统短对污染物的去余除主要靠化学冒药剂的絮凝沉你降作用，而恳且样T絮P习处理效果直接浇与药剂投加量冰密切相关，即蚂投加量越大，该出讲水担T桨P束越低。拨工槐况痒3恳彻底将加药停班止，打开污泥子回流系统，保冰持反应池各廊延道平龙均怒MLS绸S乐在凭2.0g/烤l猜、崇D瑞O伐在想2.0mg/贡l肾左右，按生物东絮凝工艺运行光，由于絮凝反胀应池的停留时纳间仅高仅辨35mi餐n序，故此工况条遭件键表何3战吊不同工况题下招COD畅cr乘及班T寇P岂去除效果统计椒工超映况其COD戒cr暗(mg/l裳)言TP(mg/算l)疯进水旦出水犹去除量哭去除率迷进水供出水笋去除量式去除率绘1辟124谷46涌78除62.9猴%熟1.77蝴0.18深1.59沸89.9肝%望2菌131丹58撞73隔55.7丹%济1.55返0.25沈1.30剑83.9妄%牵3岸182师81雪101穷55.5朵%趣2.75样2.34蛇0.41西14.9节%屋4轰153贱62看91递59.5膜%贡2.09储0.49僻1.60漏76.6朽%酸5汤141核52点89抖63.1有%屠2.40鞭0.39它2.01漂83.8坡%读下生物降解作授用比较微弱，李其污染物的去句除主要靠活性胆污泥的絮凝吸晴附作用。与工裕况枪2盖相比，虽然出款水相的剖COD探cr宅上升了，械但局COD随cr像的去除量却酸从片73mg涂/l扮提高到胞101mg/青l倾，其去除率仍齐保持糖在涉55逼%病左右，单票从讨COD歌cr达的去除量角度踏看，生物絮凝笼工艺甚至更优醋于化学絮凝工予艺；但对爽于偏T计P负的去除却急剧生恶化，去除量粒不州到斜0.5mg曾/科l窄，出唯水磨T济P纤也大大超值过芬1.5mg候/l盲的标准。分析州进水水质，我休们发现由于进驰水的悬浮物很饺低，基本保持煌在狡100mg就/很l部左右，进贩水度T掀P味中溶解久性鹿PO届4托3-悟所占比例较大锣，而以微生物愧絮凝沉淀作用嫁为主的生物絮信凝工艺只能去欺除非溶解性的贫磷，溶解科性既PO诉4面3-羽用于微生物增惜长的又极其微弃小。因此，对浮于进效水古T僵P喇浓度超扣过谢1.5mg梨/l为且溶解算性益PO接4保3-坝所占比例较大繁时，采用生物抚絮凝工艺就无小法保证出挡水旋T醉P漠的达标排放。宅工装况仆4污和渣5欺是在工趴况状2余的基础上增加确了污泥回流，呼回流比分别渠为搬25佳%暮和债50%造，测得反应池婚平牛均宵的围MLS宋S搞分别下为在1贡.2g/l裤和性2.盾3肺g/l接。与工劫况锋2抱相比，虽然絮纳凝剂投加量一谨样，出水平均旗浓度也亿相当，但工则况蓝4姥和扫5喊的醋COD忆cr转及哪T誉P器的去除量均明虫显提高，其去使除效率均比工榨况嗽2涨提高仰了侮20猎%篮以上。尤其是导工鞠况皱5尤，券其玉COD粘cr宝及们T杰P卵的去除量分别微为维89mg壁/l娘和镇2.01mg表/l泊，均远远超过暂了工格况糕2拨，甚至超过了妇投药量远大于星它的工挡况群1甚。这主要是絮孟凝剂和活性污站泥协同作用的漠结果，一方面宰，由于絮凝剂档及助凝剂的投敞加，使得活性梯污泥的絮凝沉鞭淀作用得到了蛮加强，活性污堡泥的絮体更加输密实，沉降性洞能更好；另一样方面，由于回洲流污泥，使得冈部分未发挥作难用的絮凝剂得掀以继续发挥其质絮凝除磷作用宜。比较工欠况艇4事和绞5姨，则更能说明猴活性污泥回流叮对音T弱P江处理能力的影程响。在其他条革件均不变的情源况下，工辣况烟5饮增加巷了越25井%涝的污泥回流，附结果出水税的帽T弓P亲浓度龄由村0.49mg睛/l它降涉为饺0.39mg勺/l锹，去除量也上事升至愧2.外0雪1mg/l仪。螺2.3杆检化学生物强化编絮凝的生物作慨用式为了进一步证漠明化学生物絮碰凝强化一级处示理工艺中存在竖生物作用，试漏验期间还对工燥况坦2刻，变3艇，廉5罪絮凝反应池第逃三廊道末端混乐合液进行了耗匀氧速率试验坝[2]谷，试验结果如予图络5旁所示。丸从图可以看出捆，工胃况泉2箩在投加絮凝剂畅后污水内的溶航解氧基本成一坟水平直线，即但不消耗溶解氧常，这表明在仅表投加药剂的化猎学絮凝工艺系怠统内，微生物弹好氧呼吸作用迅很小，基本不饶存在好氧生物支降解作用；而毛在工魂况访3步中，反应池混伐合液的溶解氧趣在短奴短具18mi羡n典内即寿从柔5.4mg洋/l辞降脂为准0态，联D碰O蚁的下降速率达电到眨0.31mg沫/(l·mi正n)丘，这是因为系邻统中存在大量筹微生物，这些攀微生物的活性舰较强，表现在宜宏观方面则是雷活性污泥混合茄液的溶解氧的普迅速下降；工惠况刮5吧的化学生物絮愤凝工艺，其耗船氧速率正好介硬于两者之间持，瞎D桐O净下降速率骑为萄0.17m纱g炼/(l·mi索n)驳，表明尽管回尚流到反应池内蹄的是化学污泥徐及活性污泥的逆混合体，但其卖中的微生物仍税具有相当的活泪性，其生物作市用明显。该耗匹氧速率试验也躺从侧面验证了播为何化学生物贪絮凝要比单纯扒的化学絮凝工漂艺处理效果好芽。图5不同工况条件下絮凝反应池内混合液耗氧速率曲线图5不同工况条件下絮凝反应池内混合液耗氧速率曲线4.结论熟（计1绍）通过不同工姻艺的对比试验盟，表明化学生缓物絮凝工艺处永理能力要优于寨单纯的化学絮锤凝工艺。在加肚药量相同的情逗况下，化学生狭物絮凝工艺比共化学絮凝工艺狂的去除效率均听提高骨了息20她%质以上。