活性污泥的吸附效果分析

芜湖市市政工程管理处 芜湖 241000

摘要：针对吸附—再生工艺中的吸附阶段的污泥吸附性能做了一些研究与讨论。结果显示，活性污泥吸附是在污水与污泥接触初期（5～15min）进行的，此后将会出现一个小幅度的解吸，然后在30min左右达吸附平衡。经过曝气再生后的污泥吸附性能将有很大的改善。污泥對废水中有机物的吸附等温线符合Freundlich型。活性污泥的吸附与解吸作用主要是针对悬浮和胶体状态的有机污染物。本实验对脱氮除磷的效果不稳定。

关键词：活性污泥；吸附；解吸；吸附平衡

前言

针对活性污泥的絮凝与吸附性能做了一些研究与讨论。污泥在微氧（0.2～0.7mg/l）短停留时间（30min），无曝气的情况下，仍具有一定吸附能力[1]。

实验方法

采用两组反应器进行平行对比实验，污泥来源为稳定运行的吸附——再生中试装置中絮凝池与再生池污泥。其中一组采用未经曝气的絮凝池污泥，另一组为曝气池污泥。污水为化粪池污水配成，PH约6.5～8.0，COD值为250～400mg/l，SCOD（为水样通过0.22?m滤膜测得的COD值，下同）110～270 mg/l，氨氮15～35mg/l，磷酸盐5～6mg/l。

絮凝池与再生池污泥分别经滤网过滤除去结块固体杂质，静沉30min，去除上清液，并用蒸馏水洗泥，滤去上清液。经上述处理后的污泥MLSS絮凝池约为6100～7000mg/l，再生池5300～8000mg/l。搅拌均匀后与污水分别加入搅拌釜中，比例为250ml污泥+750ml 污水，在100r/min转速下进行搅拌，每间隔5或10分钟进行取样测定。

另取葡萄糖配水，COD为390.69mg/l，其中SCOD达354.81mg/l，与经上述处理后的污泥按相同比例加入搅拌釜，作为对比以观察在溶解性COD为主的条件下，污泥的吸附与解吸情况。

结果与讨论

（1）污泥吸附性能：通过污泥比吸附量和污泥吸附率来表示。

污泥的比吸附量

污泥吸附率η=

C0、Ct分别为原水和吸附时间为t时沉淀后上清液中COD的浓度（mg.L-1），MLSS为污泥浓度（mg.L-1）。

图一 絮凝池与再生池泥比吸附量随时间变化情况对比

由图一可知，前10～15min污泥的吸附效率最高，此时的比吸附量均可达到或接近最高比吸附量，说明活性污泥吸附是在污水与污泥接触初期快速进行的。此后随时间延长比吸附量缓慢增加（甚至有负增长现象出现），至25～30min达到吸附平衡，并不同程度地出现解吸现象，这是由于胞外水解酶将吸附的非溶解状态的有机物水解为溶解性小分子而扩散到液相中的缘故[2]。对于以葡萄糖配成的溶解性有机废水，经过实验表明扩散现象不明显。这种初期高速去除现象是由物理吸附和生物吸附交织在一起而产生的，在此较短的时间段内，微生物的代谢难于发生，处于次要地位。

曝气池中泥的吸附性能总体好于吸附池。是由于经过曝气的污泥保持了较好的好氧状态，且残存有机物（COD值）较低，细菌增殖速度低下或停止，处于内源呼吸期或减速增殖期后段，运动性能微弱，动能很低，不能与范德华引力抗衡，并在布朗运动作用下，菌体相互碰撞结合，更容易很好形成颗粒较大的活性污泥絮凝体，其对周围有机污染物的吸附功能以及絮凝、沉降性能，亦得以更好的发挥[2]。

图二 污泥COD吸附率

（2）与Freundlich经验公式的拟合：

Freundlich经验公式：q=KC1/n

q——吸附量；

C——质量平衡浓度g/L

K，n——常数

将上式改写为对数式：㏑q=㏑K+㏑C

下面以第一次实验絮凝池数据为例，所得方程㏑q=-1.7133㏑C-1.0275（R2=0.9983）

由污泥吸附率η表达式可得：η与qt为正比关系，η=（qt*MLSS/ C0）*100%。

由以上分析，污泥对废水中有机物的吸附等温线符合Freundlich型

（3）污水中SCOD的吸附情况：与COD情形类似。前10～15min污泥的吸附效率最高，至25～30min达到平衡。由于胞外水解酶将吸附的非溶解状态的有机物水解为溶解性小分子而扩散到液相中而导致负增长。

（4）经过葡萄糖配水与化粪池废水进行比较，可知对于以溶解性有机污染物为主的废水，吸附去除的效果较差。同时可见对于葡萄糖配水中解吸效果不明显，这也说明活性污泥的吸附与解吸作用主要是针对悬浮和胶体状态的有机污染物。这是因为活性污泥有很大的表面积，在表面上富集着大量微生物，其外部覆盖着多糖类粘质层。当与污水接触时，污水中呈悬浮和胶体状态的有机物即被活性污泥凝聚和吸附。

结论

1.活性污泥吸附是在污水与污泥接触初期（5～15min内）快速进行的。此后随时间延长比吸附量缓慢增加（有时甚至出现负增长），至25～30min达到平衡，之后不同程度地出现解吸现象。这是由于胞外水解酶将吸附的非溶解状态的有机物水解为溶解性小分子而扩散到液相中的缘故。

2.活性污泥的吸附与解吸作用主要是针对悬浮和胶体状态的有机污染物，对溶解性有机污染物含量较多的污水处理效果较差。

3.取自再生池的污泥经过曝气，有机营养物含量低，污泥微生物处于内源呼吸期或减速增殖期后段，更容易形成污泥絮凝体，其对周围有机污染物的吸附功能以及絮凝、沉降性能，亦得以更好的发挥。

4.污泥对废水中有机物的吸附等温线符合Freundlich型。

5.对氨氮，磷酸盐的去除以物理、生物吸附为主，去除效果不稳定，其规律尚不能完全掌握。

参考文献：

[1]周健，苗丽丽，龙腾锐.胞外聚合物对活性污泥吸附及再生的影响研究[J].环境污染治理技术与设备，2004，5（5）：21～24.

[2]张自杰，林荣忱，金儒霖.排水工程 下册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社 2000：125～126.

[3]顾夏声.废水生物处理数学模式[M].北京：清华大学出版社 1982：113～114.

作者简介：

李鹏（1981-），男，硕士，工程师，主要研究方向为市政工程。