PEO 與粉煤灰組合對厭氧污泥顆?；绊?/h1>
2011-08-21 00:44:34孫建升劉雅巍王志富
山西建筑 2011年28期
孫建升 劉雅巍 王志富
0 引言
聚氧化乙烯是一種高性能的絮凝劑，其絮凝作用機理存在幾種理論。Rubio和Kichener的理論認為氫鍵合和疏水性相互作用共同導致PEO吸附。PEO通過其分子中醚鍵的氧原子和懸浮顆粒表面的羥基產生氫鍵締合，形成網狀結構，同時乙烯基與懸浮物顆粒表面的疏水膠體相互作用。
試驗以聚氧化乙烯(PEO、高分子聚合物)為篩選物，結合粉煤灰的吸附特性，評價了絮凝劑與粉煤灰組合后對厭氧污泥顆粒化的影響。
1 確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組合
本研究采用非離子型的聚氧化乙烯的濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L，50 mg/L 及粉煤灰的濃度為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L，將此正交組合。隔天測定產氣量、30 d試驗結束時測定各反應瓶中上清液的COD，SS，厭氧污泥的區域沉降速度(ZSV)和污泥容積指數(SVI)以確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組成。圖1～圖4分別為粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L時投加不同濃度的聚氧化乙烯的反應瓶與空白試樣反應瓶的累計產氣曲線，表1～表4分別為粉煤灰的投量為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L 時投加PEO反應瓶的試驗數據。圖1～圖4中:累計產氣量=反應瓶累計產氣量－內源反應瓶累計產氣量。
圖1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
由圖1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的總產氣量小于空白試樣的總產氣量，說明此濃度PEO對厭氧污泥有抑制作用;濃度為40 mg/L PEO反應瓶的產氣曲線和空白試樣的產氣曲線接近，說明此濃度的PEO未起太大作用;濃度為10 mg/L和20 mg/L PEO反應瓶的產氣量均高于空白試樣，且濃度為10 mg/L PEO在第14天時出現了一個上升階段，而后趨于平緩。
圖2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
圖3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
圖4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
表1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由表1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的甲烷轉化率、COD去除率、比產甲烷活性均低于其他濃度，且厭氧污泥的區域沉降速度也是最低的，說明在此粉煤灰投量下，50 mg/L PEO對厭氧污泥的活性有抑制作用。
表2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由圖2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，濃度為10 mg/L，40 mg/L和50 mg/L PEO反應瓶的產氣曲線與空白試樣的產氣曲線相接近，說明這些濃度下的PEO對厭氧污泥的產甲烷活性未起作用，而濃度為20 mg/L PEO的總產氣量為18.05 mL，高于空白試樣。
由表2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，20 mg/L PEO的COD去除率、甲烷轉化率及厭氧污泥的比產甲烷活性均是最高的，可視為此粉煤灰濃度下PEO的最佳濃度。
由圖3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的產氣量高于空白試樣，說明此濃度下PEO對厭氧污泥的產氣量有一定的促進作用。
表3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由表3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的甲烷轉化率、COD去除率、比產甲烷活性及區域沉降速度均是較高的，可以將10 mg/L的PEO視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
表4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由圖4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，PEO濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L時的產氣曲線與空白試樣相接近，說明這些濃度下的 PEO未對厭氧污泥的活性起作用;濃度為50 mg/L時PEO的總產氣量高于空白試樣的總產氣量，說明此濃度下的PEO對厭氧污泥的活性有一定的促進作用。
由表4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，濃度為10 mg/L，20 mg/L和40 mg/L的COD去除率、甲烷轉化率和比產甲烷活性較為接近，而50 mg/L PEO的這三項指標明顯高于它們，因此可以將其視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
2 結語
通過以上分析可以得出，當粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L時，低濃度PEO的反應瓶中COD去除率、甲烷轉化率、比產甲烷活性及厭氧污泥的區域沉降速度是較高的，而當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，50 mg/L PEO的這些指標卻是最好的，說明PEO對厭氧污泥的影響和粉煤灰的濃度有關，這是因為當粉煤灰濃度較低時，投加高濃度的PEO時，粉煤灰的晶核作用是有限的，不能迅速形成大量生物絮體;而當投加高濃度的粉煤灰時，隨著溶液中粉煤灰濃度的增加，粉煤灰的晶核作用增強，生物絮體大量形成，處理效果也就隨之提高。
[1]AMY M.BOLLINGER.聚氧化乙烯在工業廢水處理中的應用[J］.水處理信息報導，1997，78(5):3-6.
[2]徐青林，胡惠仁，謝來蘇.一種適用于機械漿的新型有效助留劑[J］.造紙化學品，2000(1):24-26.
[3]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M］.第4版.北京:中國建筑工業出版社，1999.
[4]李亞峰，孫鳳海.粉煤灰處理廢水的機理及應用[J］.礦業安全與環保，2001，28(2):30-32.
孫建升 劉雅巍 王志富
0 引言
聚氧化乙烯是一種高性能的絮凝劑，其絮凝作用機理存在幾種理論。Rubio和Kichener的理論認為氫鍵合和疏水性相互作用共同導致PEO吸附。PEO通過其分子中醚鍵的氧原子和懸浮顆粒表面的羥基產生氫鍵締合，形成網狀結構，同時乙烯基與懸浮物顆粒表面的疏水膠體相互作用。
試驗以聚氧化乙烯(PEO、高分子聚合物)為篩選物，結合粉煤灰的吸附特性，評價了絮凝劑與粉煤灰組合后對厭氧污泥顆粒化的影響。
1 確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組合
本研究采用非離子型的聚氧化乙烯的濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L，50 mg/L 及粉煤灰的濃度為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L，將此正交組合。隔天測定產氣量、30 d試驗結束時測定各反應瓶中上清液的COD，SS，厭氧污泥的區域沉降速度(ZSV)和污泥容積指數(SVI)以確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組成。圖1～圖4分別為粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L時投加不同濃度的聚氧化乙烯的反應瓶與空白試樣反應瓶的累計產氣曲線，表1～表4分別為粉煤灰的投量為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L 時投加PEO反應瓶的試驗數據。圖1～圖4中:累計產氣量=反應瓶累計產氣量－內源反應瓶累計產氣量。
圖1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
由圖1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的總產氣量小于空白試樣的總產氣量，說明此濃度PEO對厭氧污泥有抑制作用;濃度為40 mg/L PEO反應瓶的產氣曲線和空白試樣的產氣曲線接近，說明此濃度的PEO未起太大作用;濃度為10 mg/L和20 mg/L PEO反應瓶的產氣量均高于空白試樣，且濃度為10 mg/L PEO在第14天時出現了一個上升階段，而后趨于平緩。
圖2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
圖3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
圖4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶累計產氣曲線
表1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由表1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的甲烷轉化率、COD去除率、比產甲烷活性均低于其他濃度，且厭氧污泥的區域沉降速度也是最低的，說明在此粉煤灰投量下，50 mg/L PEO對厭氧污泥的活性有抑制作用。
表2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由圖2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，濃度為10 mg/L，40 mg/L和50 mg/L PEO反應瓶的產氣曲線與空白試樣的產氣曲線相接近，說明這些濃度下的PEO對厭氧污泥的產甲烷活性未起作用，而濃度為20 mg/L PEO的總產氣量為18.05 mL，高于空白試樣。
由表2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，20 mg/L PEO的COD去除率、甲烷轉化率及厭氧污泥的比產甲烷活性均是最高的，可視為此粉煤灰濃度下PEO的最佳濃度。
由圖3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的產氣量高于空白試樣，說明此濃度下PEO對厭氧污泥的產氣量有一定的促進作用。
表3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由表3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的甲烷轉化率、COD去除率、比產甲烷活性及區域沉降速度均是較高的，可以將10 mg/L的PEO視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
表4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數據
由圖4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，PEO濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L時的產氣曲線與空白試樣相接近，說明這些濃度下的 PEO未對厭氧污泥的活性起作用;濃度為50 mg/L時PEO的總產氣量高于空白試樣的總產氣量，說明此濃度下的PEO對厭氧污泥的活性有一定的促進作用。
由表4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，濃度為10 mg/L，20 mg/L和40 mg/L的COD去除率、甲烷轉化率和比產甲烷活性較為接近，而50 mg/L PEO的這三項指標明顯高于它們，因此可以將其視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
2 結語
通過以上分析可以得出，當粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L時，低濃度PEO的反應瓶中COD去除率、甲烷轉化率、比產甲烷活性及厭氧污泥的區域沉降速度是較高的，而當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，50 mg/L PEO的這些指標卻是最好的，說明PEO對厭氧污泥的影響和粉煤灰的濃度有關，這是因為當粉煤灰濃度較低時，投加高濃度的PEO時，粉煤灰的晶核作用是有限的，不能迅速形成大量生物絮體;而當投加高濃度的粉煤灰時，隨著溶液中粉煤灰濃度的增加，粉煤灰的晶核作用增強，生物絮體大量形成，處理效果也就隨之提高。
[1]AMY M.BOLLINGER.聚氧化乙烯在工業廢水處理中的應用[J］.水處理信息報導，1997，78(5):3-6.
[2]徐青林，胡惠仁，謝來蘇.一種適用于機械漿的新型有效助留劑[J］.造紙化學品，2000(1):24-26.
[3]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M］.第4版.北京:中國建筑工業出版社，1999.
[4]李亞峰，孫鳳海.粉煤灰處理廢水的機理及應用[J］.礦業安全與環保，2001，28(2):30-32.
