投加三氯化铁对活性污泥系统的影响试验研究

处理单元内投加化学混凝剂 ,利用混凝法突出的除 磷效果 ,辅助以化学除磷 [ 1 - 2 ] ,近年来受到了污水处 理界的广泛关注 。由于铁盐价格便宜 ,是微生物生 长所必需的微量元素 ,同时铁盐会使活性污泥重量 增加 ,避免活性污泥膨胀 , 所以铁盐是常用的混凝 剂。
本文研究了向 SBR 系统中投加混凝剂三氯化 铁对活性污泥系统处理效率的影响及对活性污泥系 统的微生物群落组成和结构的影响 。
照反应器处理出水 NH3 - N 平均浓度为 4168 mg /L , 平均去除率为 86% , 投加混凝剂反应器处理出水 NH3 - N 平 均 浓 度 为 5. 47 mg /L , 去 除 率 平 均 为 83 % 。
图 5 NH3 - N 去除效果比较 (2#投加 23 mg /L三氯化铁 )
采用两个完全相同的装置进行平行对照试验 , 1 #反应器为对照生物反应器 ,不投加混凝剂 ; 2 #反应 器为生物 - 化学反应器 ,投加混凝剂 。 SBR 的运行 工况为 :瞬间进水 ,厌氧搅拌 2 h,好氧曝气 415 h,再 缺氧搅拌 015 h,静沉 1h后虹吸出水 。每周期 8 h, 每天运行 3周期 。用记时器控制每周期搅拌和曝气 时间 ,控制厌氧段溶解氧低于 012 mg /L ,好氧段溶
物降解的有机物随生物与化学的絮凝体一起沉淀 , 因而与 对 照 反 应 器 相 比 , 投 加 三 氯 化 铁 提 高 了 CODcr去除率 。 4. 2 对 TP 去除效果的影响
两反应器对 TP去除效果的比较见图 3。在整 个试验过程中 ,投加三氯化铁的 2 #反应器出水 TP 浓度始终比对照 1#生物反应器低 , 1#反应器处理出
图 3 TP去除效果比较 (2#每日投加 23 mg/L三氯化铁 )
4. 3 对氮去除效果的影响
度平均为 22197 mg /L ,去除率平均为 47%。试验前
两反应器对 TN 去除效果的比较见图 4。投加 期 ,投加混凝剂反应器 TN 去除率大于对照生物反
三氯化铁的反应器出水 TN 平均浓度为 21176 mg / 应器 ,但随着投加期延长 ,两反应器的 TN 处理效果
解氧控制在 2 mg /L 以上 。控制反应器内混合液污 泥浓 度 在 3 000 ～4 000 mg /L。每 周 期 进 水 4 500 m l,出水 4 500 m l,排水率 60%。
装置运行稳定后 ,于每天的第二个处理周期 ,曝 气结束前 1 m in,向 2#反应器投加 23 mg /L 的 1%三 氯化铁溶液 ,收集每天三个周期的进水及出水各约 100 m l,进行水质检测 ,主要测试指标有 CODcr、TP、 TN、NH3 - N 浓 度 , 取 每 天 三 周 期 CODcr、TP、TN、 NH3 - N 去除率的平均值进行对比分析 。水质分析 按国家环保总局《水和废水监测分析方法 ) 》(第四 版 )规定的方法进行 。
L ,平均去除率为 50%。对照反应器处理出水 TN 浓 渐趋同 。
图 4 TN去除效果比较 (2#每日投加 23 mg/L 三氯化铁 )
投加三氯化铁对 NH3 - N 去除效果的比较见图 5。由图可知 ,两个反应器对 NH3 - N 的去除在试验 前期几乎没有差别 ,此后投加三氯化铁的 2#生化反 应器的处理效果渐渐不如对照 1 #生物反应器 。对
Key words: FeCl3 ; removal efficiency; m icrobial community
近年来 ,水环境污染和水质富营养化问题的尖 锐化迫使越来越多的国家和地区制定严格的污水有 机物和氮 、磷排放标准 。中国于 2003年 7月 1日起 开始 实 施《城 镇 污 水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准 》 ( GB18918 - 2002) ,和旧标准《污水综合排放标准 》 ( GB 8978 - 1996)中有关城市污水处理厂的部分相 比 ,新标准明显提高了对出水氨氮的要求 ,首次对总 氮提出明确要求 ,这迫使城镇污水处理厂必须考虑 氮磷去除问题 。因氮 、磷去除过程复杂 ,单纯地依靠 生物法很难实现高效稳定的脱氮除磷效果 。向生物
(新疆伊犁师范学院 生命资源环境系 ,新疆 奎屯 833200)
摘 要 :由于氮 、磷去除过程复杂 ,单纯地依靠生物法很难实现高效稳定的脱氮除磷效果 。近年来向生物处理
单元内投加化学混凝剂来强化去除污染物受到了污水处理界的广泛关注 。本文研究了向 SBR 系统中投加混
凝剂三氯化铁对活性污泥系统的影响 。试验结果表明 :投加三氯化铁辅助除磷效果较好 ,但对去除 COD 和氮
无明显的强化作用 ,且随投加期延长 ,还出现不利影响 。 PLFA s法测定结果说明 :污泥微生物群落的总生物量
有所减少 ,但微生物群落结构基本没变化 。
关键词 :三氯化铁 ;处理效率 ;微生物群落
中图分类号 : X703. 5
文献标识码 : A
Experimental Study on the Influences of Feeding FeCl 3
整个试验结束前 ,分别取两反应器中一定量活 性污泥 ,用磷脂脂肪酸 ( PLFA s)法测定活性污泥微 生物组成与结构 ,分析投加混凝剂对活性污泥微生 物群落组成和结构的影响 。
4 结果与讨论
4. 1 对 CODcr去除效果的影响 两反应器对 CODcr去除效果的比较见图 2。试
验前期 ,投加三氯化铁的 2#反应器出水浓度比对照 1#反应器稍低些 ,但运行后期 ,两个反应器出水浓度 没有明显差异 。总的来说 ,投加三氯化铁的反应器 CODcr平均去除率为 84%。对照反应器 CODcr平均 去除率为 82%。
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氮的去除主要依靠的是生物脱氮 。生物脱氮的 用减弱的原因之一 。此外 ,铁盐本身对活性污泥微
基本原理是在生物处理过程中使废水中含氮有机物 生物也有毒性 , Carter and M cKinney[8 ]认为 : 尽管铁
18. 28～46. 57
pH 6. 5～7. 5
水温 ( ℃) 18～31
2 试验装置
1 - 电源 ; 2 - 搅拌器 ; 3 - 排泥孔 ; 4 - 空气扩散器 ; 5 - 转子流量计 ; 6 - 空气压缩机 图中实线为进水最终液面高度 ,虚线为排水最终液面高度
图 1 试验装置图
3 试验方法
微生物完成 ,该类微生物具有在厌氧条件下释放磷 , 好氧条件下大量吸收磷的特性 ,且这种积磷作用大
大超过微生物正常生长所需的磷量 ,好氧吸磷量大 于厌氧释磷量 ,通过剩余污泥排放可实现高效地除 磷目的 。投加三氯化铁可辅助化学除磷 ,不仅通过 生成 FePO4 沉淀除磷 , Fe3 + 和 OH - 及 PO34 - 之间的 强亲和力 , 使溶液中可能会有 Fe215 PO4 (OH ) 4. 5及 Fe116 H2 PO4 (OH ) 3. 8等难溶络合物生成 ,且生成的络 合物表面有很强吸附作用 ,通过吸附作用可除去更 多的磷 [ 4 ] 。
图 2 CODcr去除效果比较 (2#每日投加 23 mg /L三氯化铁 )
可见 , 活性污泥系统中投加三氯化铁对去除 CODcr有强化作用 ,但强化作用不明显 ,且随投加期 延长强化作用消失 。由于三氯化铁溶于水后在水解 的同时发生各种聚合反应 ,生成了具有较长线性结 构的含铁羟基络合物 ,这些羟基络合物能有效降低 或消除水体中胶体的 ξ电位 ,通过电中和 ,吸附架桥 及絮体的卷扫作用使胶体凝聚 [ 3 ] ,从而使一些难生
1 试验用水及污泥来源
收稿日期 : 2009 - 05 - 15 作者简介 :王琳娜 (1970 - ) ,女 ,新疆伊宁人 ,硕士 ,伊犁师范学院生
命资源环境系副教授 ,主要研究方向 : 水污染控制理论与 应用 。
试验用水为校园生活污水 。试验期间进水水质 指标见表 1。活性污泥取自城市污水处理厂生物曝 气池 。
into B ioreactor on Activated Sludge System
W ang L inna
( Yili Normal University, Kuitun 833200, China)
Abstract: Problem s w ill inevitably arise because the different function m icrobes grow in the same system in the biological phosphorus and nitrogen removal p rocess. And these p roblem s make it hard to synchronously remove phosphorus and nitrogen ef2 fectively by the biological treatment p rocess alone. In recent years feeding coagulant into the bioreactor to enhance pollutant re2 moval receives extensive concern in sewage disposal circle. The influences of feeding FeCl3 into the SBR reactor on activated sludge system were researched. The results indicate that the effect of feeding FeCl3 for accessorial phosphorus removal was obvi2 ous, but there were negatively impacts on the removal of COD and N , and the longer duration day of feeding FeCl3 , the worse the removal efficiency of COD and N. The conclusions of PLFA s confirm that feeding FeCl3 into the bioreactor continuously for a long time could decrease the total m icrobial biomass. But m icrobial community structure still kep t invariant basically.
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水 TP浓度 0148 mg / l～2. 49 mg / l, 平均去除率为 76% , 2#反应器处理出水 TP 浓度为 0120 mg / l～ 2102 mg / l,出水平均浓度为 1102 mg /L ,去除率平均 为 84%。与对照 1#生物反应器相比 , TP去除率提 高了 8%。显然 ,这是生物除磷和化学除磷共同作 用的结果 。生物除磷主要由一类统称为聚磷细菌的
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COD (mg /L ) 176 ～523
TP (mg/L) 2. 30～8. 41
表 1 进水水质
TN (mg/L)
NH3 - N (mg/L )
22. 39～60106
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环境科学与管理 ENV IRO NM ENTAL SC IENCE AND M ANAGEM ENT
文章编号 : 1674 - 6139 (2009) 07 - 0057 - 05
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王琳娜