活性污泥法對生活污水中AOX的去除效果及改進建議

王磊 王云

（1合肥學院生物與環(huán)境工程系，安徽 合肥 230601）（2污水凈化與生態(tài)修復材料安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230088）（3安徽省環(huán)境污染防治與生態(tài)修復協(xié)同創(chuàng)新中心，安徽 合肥 230601）

活性污泥法對生活污水中AOX的去除效果及改進建議

王磊1，2，3王云1

（1合肥學院生物與環(huán)境工程系，安徽 合肥 230601）（2污水凈化與生態(tài)修復材料安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230088）（3安徽省環(huán)境污染防治與生態(tài)修復協(xié)同創(chuàng)新中心，安徽 合肥 230601）

通過實驗對完全混合活性污泥法處理生活污水中COD、AOX去除率進行分析，結果完全混合活性污泥法在生活污水處理中最佳曝氣時間為5h，在2500mg·L-1濃度時，COD、AOX去除率達到最高值；進水量的濃度在200～400mg·L-1濃度范圍時，COD及AOX去除率呈穩(wěn)定上升趨勢，證實完全混合式活性污泥法擁有較強耐沖擊能力，對高濃度生活污水處理比較適宜。

完全混合活性污泥法；生活污水；COD；AOX

隨國民經濟發(fā)展，城市規(guī)模擴大，城市內水資源日趨緊張。我國城市每年生活污水排放量超過1000億噸，但污水的處理率還不到50%，生活污水很多沒有經過處理就被直接排放，水體被嚴重污染，尤其是有機鹵代物（AOX）有嚴重致癌、致畸作用，對人體健康有嚴重危害[1]。當前我國超過90%城市的水體被破壞，水體面臨嚴峻污染問題。污水處理為環(huán)境保護、資源節(jié)約的一個重要組成部分。完全混合活性污泥法是對活性污泥法的一種改進，擁有較強抗沖擊負荷的能力，在此工藝下，污泥可以自動回流，工藝流程簡潔，污水處理效果好。

1 材料及方法

1.1 實驗裝置

完全混合式曝氣沉淀池為實驗裝置中的核心裝置。通過高位水箱完成進水，進水之后，進水同回流污泥會在反應池中進行完全充分混合，隨后反應液流入到出水池中，添加擋板的作用是要通過擋板將反應池分為曝氣池及二沉池這兩部分，具體的實驗流程圖如圖1所示。

圖1 實驗流程圖

1.2 污水配置

實驗中的污水來自城市污水池，主要污水來源為居民生活污水。

1.3 活性污泥

1.3.1 接種污泥

取XX市污水處理廠中的二沉池內的回流污泥當作是實驗過程中的接種污泥。

1.3.2 污泥馴化培養(yǎng)

污泥取回后放入到進行活性培養(yǎng)的專門裝置內，對裝置連續(xù)曝氣，并加入人工配置營養(yǎng)液（由硫酸銨、氯化物、葡萄糖等按照一定比例進行配置）中進行連續(xù)5天的培養(yǎng)，隨后逐漸增加居民生活污水濃度，生活污水濃度每次都小幅度進行提升，每次濃度提升后增加曝氣量，對上層上清液定期進行排除。污泥在經過15天左右馴化培養(yǎng)之后，混合液污泥的濃度在基本達到2000mg·L-1，而污泥沉降比位于30%左右的時候，證明污泥的馴化培養(yǎng)已經基本完成[2]。

2 實驗部分

2.1 COD及AOX去除

按照400mg·L-1濃度對原水COD、AOX進行配置，配置后對裝置進行運行，裝置運行后將污泥濃度控制在2300mg·L-1，曝氣量50L·h-1，裝置達到穩(wěn)定運行狀態(tài)之后，進行計時，取原水100mL對原水中COD、AOX含量進行測定；隨后每間隔1個小時，在出水口取100mL水樣，并通過水樣測定出水COD、AOX含量，連續(xù)運行7小時之后，運行停止，并對裝置進行清洗。

2.2 污泥濃度對污水處理效果的影響

按照400mg·L-1左右濃度對原水COD、AOX進行配置，空氣曝氣量50L·h-1，曝氣的時間定為6小時，分別從污泥培養(yǎng)池中取出一定量活性污泥放入到反應池中，將反應池內污泥濃度變?yōu)?000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、6000mg·L-1，對不同污泥濃度下的COD及AOX去除率進行分析，測定完畢后，對裝置進行清洗。

2.3 進水量對污水處理效果的影響

按照200～400mg·L-1濃度范圍配置8組不同濃度原水，空氣曝氣量50L·h-1，曝氣的時間定為6小時，裝置運行后將污泥濃度控制在2300mg·L-1，對裝置進水、出水COD、AOX含量進行測定，計算COD及AOX去除率，測定完畢后，對裝置進行清洗。

3 結果與討論

3.1 最佳曝氣時間的確定

實驗過程中，進水PH7.1，溫度25.3℃，進水流量0.5mL·s-1，進水COD量為435 mg·L-1，，進水AOX量為420 mg·L-1，通過連續(xù)曝氣對最佳曝氣時間進行選定，并對出水COD及AOX進行測定，計算各自去除率。具體如表1所示。

表1 不同曝氣量下的COD、AOX去除率

從表格中計算數據可以看出，第一小時，污水內COD及AOX去除率是最快的，都在55%以上，因為污泥都在曝氣前一小時內內進行吸附，吸附過程中，細菌利用分泌粘液將有機物、鹵化物都吸附于活性污泥之上，因此污水中COD及AOX降幅達到最大值；連續(xù)曝氣，活性污泥吸附逐漸穩(wěn)定，污染物處于氧化分解階段，COD及AOX去除的速率逐漸降低。當曝氣時間為5小時時，COD及AOX去除率分別為86.1%及86.6%；綜合經濟效益及去除效率考慮，5小時活性污泥法最佳的曝氣時間。

3.2 污泥濃度對污水處理效果的影響

實驗過程中，進水PH7.1，溫度25.3℃，進水流量0.5mL·s-1，進水COD量為435 mg·L-1，，進水AOX量為420 mg·L-1，實驗中按照逐漸增加污泥濃度后，對不同污泥濃度下的COD、AOX去除率進行計算，可得到如圖2所示結果。

表2 不同污泥濃度下的COD、AOX去除率

圖2 不同污泥濃度下的COD、AOX去除率

從圖2中可以看出，隨污泥濃度增加，COD、AOX去除率逐漸增加，但是在2500mg·L-1濃度時，COD、AOX去除率達到最高值，污泥濃度超過此值后，COD、AOX去除率反而出現下降，這主要是因為污泥擁有較高濃度時，沉淀上清液中存在更多絮狀物質，活性污泥氧化分解的速度也逐漸加快，使得活性污泥中有機底物的濃度出現了降低。且污泥內環(huán)境適宜絲狀菌生長，絲狀菌同基質競爭，過度繁殖，對出水水質造成了影響，活性污泥的沉降性差，因此COD、AOX去除率出現了降低[3]。

3.3 進水量對污水處理效果的影響

實驗過程中，進水PH7.1，溫度25.3℃，進水流量0.5mL·s-1，進水COD、AOX量為不定值，范圍在200～400mg·L-1，曝氣時間5h，對不同進水量下，出水COD及AOX進行測定，計算各自去除率。具體如圖3所示。

表3 不同進水量下的COD、AOX去除率

圖3 不同進水量下的COD、AOX去除率

從圖3中可以看出當進水量的濃度在200～400mg·L-1濃度范圍時，COD及AOX去除率都保持在80%以上，COD去除率略高于AOX去除率，COD及AOX去除率均呈穩(wěn)定上升趨勢。這應該同生活污水同回流污泥在反應池同其他混合液混合，污泥中有機濃度混合下濃度稀釋降低，完全混合式活性污泥法擁有較強耐沖擊能力，對高濃度生活污水處理比較適宜[4]。

4 結語

（1）對于生活污水處理，完全混合式活性污泥法最佳曝氣時間應定為5小時，這樣更具經濟優(yōu)勢。

（2）隨活性污泥污泥濃度增加，出水COD、AOX含量降低，COD及AOX去除率增加，但在2500mg·L-1濃度時，COD、AOX去除率達到最高值，超過此污泥濃度，COD及AOX去除率會有所降低。

（3）進水量的濃度在200～400mg·L-1濃度范圍時，COD及AOX去除率都在80%以上，隨進水量增加，COD及AOX去除率沒有出現下降趨勢，保持穩(wěn)定上升趨勢，證實完全混合式活性污泥法擁有較強耐沖擊能力，對高濃度生活污水處理比較適宜。

[1]萬樹興,李繼容,杜甫義,等.鐵氧體對活性污泥法處理農村生活污水中氨氮的影響[J].排灌機械工程學報,2015,33(6):499-503.

[2]馬培,李剛,王偉,等.生活污水-活性污泥聯(lián)合法去除酸性礦山廢水中鉛的初步研究[J].安徽農業(yè)科學,2015(19):220-222.

[3]官慶果,吳繼雄.淺談好氧活性污泥法在污水治理中的應用[J].引文版:工程技術,2016(6):19-19.

[4]趙雅舟.污水處理中活性污泥法的應用原理及影響因素[J].城市建設理論研究:電子版,2016(9):.

項目號

2015年度合肥學院科研發(fā)展基金項目（15KY02ZR）

安徽高校自然科學研究重點項目（KJ2016A877）

合肥學院科研發(fā)展基金自然科學重點項目（16ZR03ZDB）

安徽省科技重大專項項目（16030801119）