煤粉活性污泥處理廢水的試驗研究

余 潔

（山西迅速環(huán)境工程技術有限公司，山西 太原 030000）

廢水處理是當前對水資源進行充分利用，解決并減少廢水對環(huán)境污染的主要途徑之一。對于廢水治理而言，一方面要求可對廢水進行高效處理，另一方面要求處理后的產(chǎn)物避免對環(huán)境造成二次污染。本文通過煤粉為核心載體馴化活性污泥制備煤粉活性污泥，旨在達到提高廢水處理效果的同時，極大提升廢水處理的副產(chǎn)物污泥的燃燒性能，實現(xiàn)對廢水處理副產(chǎn)物的充分利用，并重點開展了煤粉活性污泥對廢水處理效果的影響，包括煤粉投加量、煤粉顆粒等指標[1]。

1 煤粉活性污泥的制備

本次試驗所采用的基于煤粉為載體馴化活性污泥制備煤粉活性污泥的裝置如圖1 所示：

圖1 煤粉活性污泥制備試驗裝置

如圖1 所示，所采用基于煤粉載體馴化活性污泥根本核心反應器的直徑為35 cm，高度為60 cm；同樣基于上述裝置對應的對污水進行處理的小型反應器的直徑為15 cm，高度為32 cm。如圖1 所示的煤粉活性污泥反應器和污水處理裝置的曝氣方式通過在裝置底部采用鼓風機的方式進行供氧，動力來源為氣泵，期間通過轉(zhuǎn)子流量計對所輸入氧氣的量進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對曝氣速率的控制[2]。

在試驗前對生活污水進行采樣，并采用相關方法對生活污水中的水質(zhì)指標進行檢測。其中，COD 通過重絡酸鉀法進行檢測；NH4+-N 通過鈉氏試劑分光光度法進行檢測；TP 值通過鉬酸銨分光光度法進行檢測；pH 值通過pH 計進行檢測，檢測結果如表1 所示：

表1 生活污水水質(zhì)指標檢測結果

本次試驗所采用的污泥為某污水處理廠曝氣池獲得，該污泥屬于活性污泥，顏色呈現(xiàn)為深灰褐色。

本次試驗所采用的煤粉屬于常用的燃料，從原理上講該煤粉可對污水中的重金屬等污染物進行有效吸附，要求所采用的煤粉的顆粒直徑小于0.5 mm，并根據(jù)試驗需求將煤粉進行分等級，包括有60～80 目（0.178～0.25 mm）、80～100 目（0.150～0.178 mm）、100～120 目（0.125～0.150mm）、120～140 目（0.106～0.125 mm）；對分等級的煤粉在105 ℃的溫度下進行烘干操作后將對其進行2 h 的冷卻，并最終密封等待后續(xù)的試驗。

2 煤粉投加量對廢水處理效果的影響

本節(jié)試驗對普通活性污泥與煤粉活性污泥對廢水處理效果進行對比外，針對煤粉活性污泥對在馴化期間所投加的煤粉量對最終所得煤粉活性污泥對廢水處理效果進行對比。本次試驗通過對廢水中COD、氨氮、總磷以及其他污染物的去除效果進行對比反應對廢水的處理效果。

2.1 煤粉投加量對廢水COD 去除效果的影響

煤粉投加量為0 g/L 對應的為普通活性污泥，并對煤粉活性污泥中所投加的煤粉量分別對0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L 對廢水中COD 的去除效果進行對比。本次試驗中所采用生活污水的樣品中COD 值為430～450 mg/L，COD 的平均值為440.80 mg/L。試驗結果如表2 所示：

表2 煤粉投加量對生活污水中COD 的去除率對比

如表2 所示，采用普通活性污泥和煤粉活性污泥對生活污水中COD 去除后，最終出水的平均濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A 排放標準的要求；而且，隨著煤粉投加量的增加，對應污水中COD 的去除率呈現(xiàn)先增大后變小的變化趨勢，且在當煤粉投加量為0.4 g/L 時對應所馴化的煤粉活性污泥對污水中COD 的去除率最大[3]。

總的來講，采用煤粉活性污泥可對生活污水中COD 污染區(qū)進行大部分去除。

2.2 煤粉投加量對廢水氨氮去除效果的影響

煤粉投加量為0 g/L 對應的為普通活性污泥，并對煤粉活性污泥中所投加的煤粉量分別對0.2、0.4、0.6、0.8、1 g/L 對廢水中氨氮的去除效果進行對比。本次試驗中所采用生活污水樣品中氨氮的質(zhì)量濃度為45～55 mg/L，氨氮的平均質(zhì)量濃度為49.33 mg/L。試驗結果如表3 所示：

表3 煤粉投加量對生活污水中氨氮的去除率對比

如表4 所示，采用普通活性污泥和煤粉活性污泥對生活污水中氨氮去除后，最終出水的平均濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A排放標準的要求；而且，隨著煤粉投加量的增加，對應污水中氨氮的去除率呈現(xiàn)先增大后變小的變化趨勢，且在當煤粉投加量為0.4 g/L 和0.2 g/L 時對生活污水中氨氮的去除率相近，兼顧經(jīng)濟性和去除效果，確定煤粉投加量為0.4g/L 時對應所馴化的煤粉活性污泥對污水中氨氮的去除率最大[4]。

表4 煤粉投加量對生活污水中總磷的去除率對比

2.3 煤粉投加量對廢水總磷去除效果的影響

煤粉投加量為0 g/L 對應的為普通活性污泥，并對煤粉活性污泥中所投加的煤粉量分別對0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L 對廢水中總磷的去除效果進行對比。本次試驗中所采用生活污水樣品中總磷的質(zhì)量濃度為3～4.5 mg/L，總磷的平均質(zhì)量濃度為3.56 mg/L。試驗結果如表4 所示：

如表4 所示，采用普通活性污泥和煤粉活性污泥對生活污水中總磷去除后，最終出水的平均濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A排放標準的要求；而且，隨著煤粉投加量的增加，對應污水中總磷的去除率呈現(xiàn)先增大后變小的變化趨勢，且當煤粉投加量為0.4 g/L 時對應所馴化的煤粉活性污泥對污水中總磷的去除率最大[5]。

綜上所述，當制備煤粉活性污泥時采投加的煤粉量為0.4 g/L 可實現(xiàn)對生活污水中總磷、氨氮和COD的高效去除。

3 結語

目前，污水主要通過普通污泥進行處理，在處理后所產(chǎn)生的污泥會對環(huán)境造成二次污染。為此，通過在普通活性污泥中投加一定量的煤粉，在提高對污水中污染物去除率的同時，最終所得污泥在煤粉的作用下可進行焚燒進行處理。本文重點開展了不同煤粉投加量對污水中COD、氨氮以及總磷的去除效果進行對比。

通過試驗研究可知，投加0～1 g/L 煤粉時，隨著煤粉投加量的增加對污水中COD、氨氮和總磷的去除率呈現(xiàn)為先增大后減小的變化趨勢；而且，當煤粉投加量為0.4 g/L 時對應的污水治理效果最佳，最終對COD 的去除率可達93.99%，對氨氮的去除率可達97.88%，對總磷的去除率可達96.61%，最終出水均滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A 排放標準的要求。