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固定化生物硅藻土强化CAST工艺处理含盐污水研究
更新时间:2017-02-16 来源:《工业水处理》 作者:张晓青,王文华,王静,邱金泉,张雨山

摘要:采用9%聚乙烯醇+0.5%海藻酸钠包埋耐盐菌群的固定化生物硅藻土小球投加到循环式活性污泥(CAST)反应器中,对比传统CAST 工艺和投加固定化小球的CAST 工艺对含盐污水COD 和氨氮的去除效果,考察固定化生物硅藻土小球强化CAST 工艺处理含盐污水性能。试验结果表明:在相同运行条件下,投加固定化生物硅藻土小球的CAST 工艺出水COD、氨氮去除率基本维持在88%和90%以上,与传统CAST 工艺相比分别提高了15%和10%。同时,向CAST 工艺添加固定化生物硅藻土有助于维持反应器中微生物浓度稳定,提高出水水质及其稳定性。

海水利用的途径主要是海水淡化和海水直接利用。直接利用包括海水冲厕、洗浴、空调等生活用水〔1〕。随着我国海水利用的大幅度发展,海水被用于景观、消防、海水源热泵等居民生活方面〔2〕。但海水利用后的处理问题也随之而来。由于废水的盐度较高,传统的生化法常规处理工艺处理效率降低〔3〕。固定化微生物技术使用化学或物理的手段将游离微生物定位于限定的载体空间领域,并使其保持活性,反复利用〔4〕。目前,固定化生物技术应用于高浓度有机废水〔5〕、苯酚废水〔6〕、养殖废水〔7〕、含油废水〔8〕等污水处理。

在循环式活性污泥工艺基础上, 结合固定化微生物技术,在循环式活性污泥工艺(CAST)反应器内投加固定化生物硅藻土小球, 对比传统CAST 工艺运行情况, 考察包埋固定化生物硅藻土小球处理含盐污水的性能。

1 试验部分

1.1 仪器和试剂

仪器:UV-2102PC 型紫外可见分光光度计,美国Unico 公司;PL2002 型电子天平,瑞士Mettler Toledo公司;HCA-100 COD 消解仪, 江苏姜堰市爱尔仪器有限公司;生物安全柜,美国Thermo 公司。试剂:重铬酸钾、葡萄糖、碘化钾、硫酸银等试剂均为天津市江天化工科技有限公司生产,分析纯。

1.2 试验用水水质和污泥

试验所用海水取自天津市塘沽海岸。污水中海水的体积分数为40% , 添加一定量的葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4等调节污染物浓度, 含盐污水(盐度12‰~14‰)水质指标:COD 286.50~335.35 mg/L,氨氮19.35~26.77 mg/L,TP 1.04~2.79 mg/L,浊度10.2~36.9 NTU,pH 7.42 ~8.08, 含盐质量浓度12 000 ~14 000 mg/L。试验中CAST 反应器中使用的活性污泥取自天津市纪庄子污水处理厂污泥回流池,经过盐度驯化后作为接种污泥。

1.3 试验用固定化生物硅藻土小球的制备

菌种:包埋所用的高效复合菌群筛选自天津市塘沽区泥滩采回的样品。固定化生物硅藻土小球的制备:先将离心收集混合菌群菌泥中加入0.5% CaCO3和2%硅藻土,搅拌均匀后与等体积的9%聚乙烯醇溶液(含0.5%海藻酸钠)混合,搅拌均匀后用注射器滴入2% CaCl2的硼酸饱和溶液(NaCO3调节pH 到6.7) 中交联,4 ℃交联成型后,取出用生理盐水冲洗2~3 次,再用1 mol/L 的磷酸二氢钾溶液硬化,备用〔9〕,小球直径在3 mm 左右。

1.4 试验装置

循环式活性污泥装置由有机玻璃材料制作,反应器总容积20 L, 主反应区底部设置曝气管路,空气扩散装置曝气头采用钛合金材质,整个过程采用PLC 编程控制。反应器运行周期8 h, 其中进水/曝气/搅拌/污泥回流4 h,静置2 h,排水10 min,闲置110 min。试验装置如图1 所示。

1.5 CAST 试验装置的启动

将接种的活性污泥投入到主反应池中并加入部分污水后闷曝24 h,待系统运行稳定后,控制进水COD 在250~350 mg/L 内, 逐步加大进水中海水的比例,培养、驯化活性污泥,直至生物相重新恢复正常。试验分为两个阶段, 第一阶段是接种活性污泥后CAST 工艺对含盐污水处理, 第二阶段按好氧区体积的20%投加活化后固定化生物硅藻土小球后处理含盐污水, 测定这两个阶段进水和出水的COD、NH3-N 等指标。

1.6 测定项目及方法

COD 采用重铬酸钾法测定, 氨氮采用纳氏试剂光度法测定〔10〕,pH 采用电极法测定。

版权、出处:《工业水处理》

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