絮凝活性（精选4篇）
絮凝活性 篇1
摘要：随着全社会对防污治污的日益重视, 对于污水处理方面加大了重视度, 污水处理厂数量日益增加, 规模不断扩大, 随之而来的就是活性污泥的处理问题。絮凝调理是我国现代城市污水处理中常用的污泥处理方法, 应用比较广泛, 关于其作用机理也是相关领域专家和学者研究的热点问题。大量的研究结果表明, 活性污泥絮凝调理效果的好坏与污泥性质、投药量等因素有直接的关系, 特别是投药量是最为关键, 也是最难控制的。该文基于活性污泥的理化性质, 通过实验观察和测试的方法探讨絮凝剂 (PAM) 投药量与调理效果之间的关系, 为恰当控制絮凝剂的投药量提供可靠的参考依据。
关键词：活性污泥,理化性质,絮凝,调理
面对日益严峻的污染问题, 防污治污已经成为全球普遍关注的问题。在我国, 各种规模的污水处理厂发展建设起来, 有力地推动了我国在污水处理方面的进步。然而, 在看到污水处理方面取得可喜成绩的同时, 剩余活性污泥的处理问题又成为了新的难题。面对污泥产量逐年大幅度增长的局面, 如何对活性污泥进行科学有效的处理, 成为治污行业现今重点关注的问题。通过查阅大量的研究资料和文献可知, 污泥脱水的过程实际上就是采取物理手段和化学手段对其进行脱水的过程, 通过物理和化学调理作用, 能够实现良好的污泥脱水, 使污泥含水率得到大幅度的降低, 进而缩小污泥体积。从现今污泥调理方法的使用情况来看, 絮凝调理是污泥调理的主要手段, 应用十分广泛, 很多专家和学者也致力于对絮凝调理的影响因素及调理过程开展深入的研究。对于污泥的性质确定之后, 在选定了输送系统和采用哪种絮凝剂后, 絮凝剂的投药量就是絮凝效果的决定性因素。文章采用聚丙烯酰胺 (PAM) 作为调理活性污泥的主要药剂, 探讨药剂投入后活动污泥的脱水性能, 分析污泥絮体的形态变化, 以此为基础分析絮凝剂投药量对污泥调理的效果, 为广大同行提供参考。
1 试验步骤与方法
文章选取某城市的一个污水处理厂的配泥井外圈的污泥, 试验室将采样获得的活性污泥样本对其絮体状态进行拍摄, 并进行絮凝调理试验, 测试污泥絮体的性质。经检验, 活性污泥样品本身的含水量达到99.5%, p H值为7.29±0.32, MLVSS/MLSS在62%至70%, 试验室环境温度为21℃, 湿度为32%。
(1) 分别取0.1 g、0.155 g、0.2 g、0.25 g、0.3 g PAM分别溶解于100 m L水中, 将其放在搅拌器上搅拌40 min, 配制成浓度分别为0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%的溶液。取300 m L配泥井溶液, 分别吸取11 m L PAM溶液 (进泥浓度∶进药浓度为30∶11) , 混合10次, 静沉10 min, 观察污泥絮凝现象, 实验如图1所示, 絮团效果如表1所示。
(2) 称取4组0.1 g PAM分别溶于100 m L水中, 并对其进行搅拌熟化, 时间分别为30 min、40 min、50 min、60 min, 配成4份浓度为0.1%溶液。再取4份300 m L配泥井溶液, 分别吸取11 m L PAM溶液, 混合, 静沉10 min, 观察污泥絮凝现象, 絮团效果如表2所示。
2 活性污泥理化性质
对原始污泥样品以及经过絮凝调理的活性污泥絮体样品的离心、Zeta电位、黏度、胶体粒子表面电荷密度进行测量。再对污泥剪切前的粒径 (Di) 和剪切后的粒径 (Da) 进行测定, 以此为条件对污泥絮体的强度 (用FS表示) 利用公式进行计算:
3 活性污泥脱水性能与PAM投药量之间的关系
试验研究发现, 污泥CST与污泥SRF两个值随着PAM投药量的不断增加, 其变化趋势呈现出先降低再转高的走行势头。活性污泥是呈悬浊状态的污泥生物颗粒, 其中带有大量的负电荷, 污泥絮凝的过程实际上是一种电荷吸附和黏附的过程。随着投药量的增加, 絮凝作用也增强了, 污泥中含有的活性水成分从泥体中被释放出来, 药量不断加大, 这种效果也会越来越好, 最终达到药量的最佳点, 效果也随之达到峰值。投药量的持续增加在超过最佳点后, 污泥絮凝团的黏度也随之不断加强, 过量的絮凝剂不仅不会提高污泥絮凝调理的效果, 反而带来负面作用, 泥体中活性水的释放能力也会削弱, 造成污泥CST与污泥SRF两个值的增加。
同时, 从实验中也可以看到, 随着PAM投药量的不断增加, 污泥离心上清液的黏度一开始是呈现出降低的状态, 在超过投药量的最佳点后, 随着投药量的继续增加, 开始呈现出不断增加的趋势。在较低投药量的情况下, 絮凝剂的吸附作用发挥得比较充分, 相应的, 水中絮凝剂的余量逐渐降低, 相应的胶体粒子浓度也保持持续降低的状态, 从而离心上清液的黏度减小。但是当投药量超过最佳点后, 水中絮凝剂浓度不断提高, 胶体黏度随之提高。絮凝剂投药量过大, 远超过最佳点后, 絮凝效果会大打折扣, 离心上清液的黏度提高对于污泥调理是非常不利的。
4 结语
经过污泥采样调理实验分析, 配合查阅大量的文献和研究资料, 研究人员总结发现, 活性污泥的强度随着PAM投药量的不断增加而降低, 当投药量在较低的剂量投入范围内时, 污泥强度迅速降低, 随着剂量的不断增加, 降低速度逐渐放缓, 直至呈现出持续稳定的状态。PAM量的增加使得絮体粒径不断增加, 强度不断降低, 更易产生破碎, 絮体尺寸增加到一定范围的时候, 絮体强度保持稳定不再变化。在实验环境温度为21℃、湿度为32%的条件下, 配制浓度为0.1%浓度的PAM并熟化40 min的PAM, 絮凝调理污泥效果最好。
参考文献
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絮凝活性 篇2
探讨电解絮凝对活性染料废水的.预处理效果,对影响处理效果的各因素进行试验分析,确定最佳试验条件.正交试验结果表明,电解电压对电解处理效果的影响最大,其次是电解后废水的pH,然后依次是极板间距和电解时间.活性炭对电解絮凝处理的促进效果明显.预处理后废水CODcr去除率达59.9%,脱色效果好,废水透光率达到98%,BOD5/CODCr由原来0.1提高至0.3,可生化性大大提高,为生物处理奠定了基础.
作 者：王娟 陆雍森 赵大传 Wang Juan Lu Yong-sen Zhao Da-chuan 作者单位：王娟,陆雍森,Wang Juan,Lu Yong-sen(同济大学环境科学与工程学院,上海,200092)
赵大传,Zhao Da-chuan(山东大学环境科学与工程学院,济南,250061)
絮凝活性 篇3
关键词：实验室,废水,絮凝-活性炭吸附处理
现今中国的高校, 科研单位进行越来越多的科研研究, 而这些研究越来越深入, 实验室排放的污水也就越复杂、危险, 所以如何进行这方面污水的处理是和解决生活污水、工业废水一样的亟待解决的问题。而这里就关于实验室废水的絮凝-活性炭吸附处理的方法进行一定的探讨。
1 实验室废水的处理方法
1.1 臭氧类氧化法
臭氧是一种有效的氧化剂和消毒剂, 其优点是反应的速度快、流程简单, 没有二次污染, 能够氧化单独作用时难以氧化降解的有机物。
1.2 多相光催化氧化法
这种方法能够去除许多难降解或用其他方法难以去除的物质, 如氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等。使许多难以降解有机污染物的去除率可达100%。同样具有能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染等优点。
1.3 Fenton试剂法
由H2O2和Fe2+混合得到的Fenton试剂是一种强氧化剂, 特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。用Fenton试剂法处理有机废水的试验中, 硫酸亚铁 (FeSO4) 和双氧水 (H2O2) 的最佳用量为115g、410mL, 反应时间在30min时, 可以达到较好的处理效果, COD去除率达到75%以上。具有反应迅速、反应条件温和、无二次污染等优点, 但是该方法处理费用高, 只适用于低浓度、少量废水的处理。
1.4 湿式氧化技术
湿式氧化, 是处理高浓度有机废水的一种行之有效的方法。基本原理是在高温高压的条件下通入空气, 使废水中的有机污染物被氧化, 按处理过程有无催化剂可将其分为湿式空气氧化和湿式空气催化氧化两类。湿式空气氧化主要用于处理废水浓度于燃烧处理而言太稀、于生物降解处理而言浓度又太高、或具有较大毒性的废水。湿式空气催化氧化是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂使氧化反应能在更温和的条件下和更短的时间内完成。
1.5 活性炭吸附法
活性炭吸附法多用于去除用生物或物理、化学法不能去除的微量呈溶解状态的有机物。实验室中有机废水含有大量试验残液和废溶剂, 其主要成分为烷烃类、芳香族以及能使液面表面自由能降低很多的物质, 且废水浓度高、量小、呈酸性, 很适合用活性炭吸附处理。处理工艺流程为先经过简单分离把废水中的有机相分离出来, 再经过活性炭二级吸附, COD的去除率可达到93%, 同时活性炭还吸附部分无机重金属离子。
2 絮凝-活性炭吸附处理的方法
2.1 废水材料
由于实验室的实验对象和实验内容的不同, 首先确定好实验时间, 其次对实验室废水进行前期的收集和检测, 确定其中废水的主要污染成分, 检测这一时段的综合水质, 完成废水的水质调查报告。
2.2 絮凝剂的选择和确定
经过调查废水水质后, 要选择适合的絮凝剂。一般来说选择何种絮凝剂要根据具体的废水特性来选择, 同时还要看在哪个环节添加絮凝剂, 做何用途。一般选择无机絮凝剂时要考虑废水的成分及PH等, 然后选择最适合的一种 (如铁盐、铝盐、铁铝盐、硅铝盐、硅铁盐等) 。在选择有机絮凝剂时 (比如:聚丙烯酰胺PAM) , 主要是看要用到阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺还是非离子聚丙烯酰胺。
所有的这些都要根据试验才能最后确定絮凝剂的选型, 在试验中首先确定大致的加药量, 观察絮凝的沉淀速度, 核算处理的成本, 选择经济、适用的絮凝剂。
根据一些学者和专家的研究表明:在常见的一些絮凝剂中, 综合处理效果和成本问题来说, 聚合氯化铝是处理实验室废水中最佳的, 而其条件的控制在:适宜的PH值范围4~6, 适宜的投药量范围为80MG/L~120MG/L, 水利搅拌条件在300r/min, 2min;200r/min, 5min;50r/min, 5min。
2.3 活性炭的选择和确定
活性炭是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。主成分除了碳以外还有氧、氢等元素。结构上由于微晶碳是不规则排列, 在交叉连接之间有细孔, 在活化时会产生碳组织缺陷, 因此它是一种多孔碳, 堆积密度低, 比表面积大。活性炭是孔隙结构发达, 比表面积大 (1500m2/g以上) , 吸附能力很强的炭。
根据专家和学者的实验得出, 活性炭吸附处理实验废水的最佳条件为投入量10g/l~15g/l、pH值为6~7、反应时间为50min~60min、活性炭粒径为20目~100目。而出水流速200ML/h时, 对浊度为65.49NTU、CODcr为403.0mg/L的原水, 其去除率分别能够达到95.20%、71.27%, 其具有良好的吸附效果。
综合各类活性炭自身的物理性质, 应选含水率较低、碘吸附值和苯酚吸附值高、比表面积大的颗粒活性炭为最佳的处理。
2.4 运行过程
实验室废水的絮凝-活性炭吸附处理的一般简单工艺流程为:废水的收集-中和-沉淀-过滤-清水。首先建造污水废水池, 设计好容量以便处理和计算。其次是投入盐酸或氢氧化钠中和水质。然后絮凝, 进行沉淀。接着活性炭进行吸附, 这样层层的处理和过滤, 从而排出能排出的标准。上述只是简单的流程, 而具体的策划, 实际的建筑和整个一体的控制都需要具体和详细的研究和实验。
3 总结
有专家学者研究絮凝-活性炭吸附法对实验室废水的处理, 提出两级絮凝-活性炭吸附法, 用硫酸亚铁与聚合氯化铝结合的絮凝方法, 能有效地降低污水中的重金属和硫化物等其他污染物, 二级使用聚合氯化物对一级絮凝中去除效果不好的Cr6+的去除效果明显, 达90%。而活性炭对挥发酚、硫化物和银的去除效果最佳, 达到了国家要求标准, 改善了污水浊度, 降低了色度。在絮凝温度、搅拌、曝气及污水PH值调节一定的情况下, 去除效果更好。
得出两级絮凝-活性炭处理实验室废水效果显著的结论。而本质上这种两级絮凝-活性炭处理就是进行两次絮凝, 当然这听上去比较简单, 但是具体的两次絮凝应该如何进行和设计, 如何才能达到最大的效果, 这需要严格和系统的实验, 实践上也需要很多的考虑。实验室废水的絮凝-活性炭吸附处理是一项非常好的实验室废
参考文献
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絮凝活性 篇4
EPS的组成比较复杂,主要为蛋白质和多糖,约占EPS总量的70%～80%,还包括一些含量较低的核酸、腐殖质、糖醛酸、脂类和氨基酸等[4]。由于组成EPS的物质均为大分子物质,具有各种极性和非极性基团,因此使EPS具有较强的吸附能力;在适宜条件下,一个分子可以同时与几个悬浮颗粒通过离子键、氢键的作用相结合,迅速形成网状结构而沉降,从而表现出较强的絮凝能力[5]。
本工作采用水浴法、蒸汽法、硫酸法、甲醛-NaOH法对EPS进行提取;考察了EPS在不同废水pH、EPS加入量和CaCl2加入量的条件下对模拟黏土矿尾矿水(简称模拟废水)絮凝效果的影响。
1 实验部分
1.1 试剂、材料和仪器
实验用试剂均为分析纯。实验用活性污泥取自某污水处理厂曝气池。
VIS-7220型可见分光光度计:北京瑞利分析仪器有限公司;U-2800型紫外分光光度计:日本日立公司;DSX-280A型(电热)压力蒸汽灭菌器:上海申安医疗器械厂;PHS-3CA型精密酸度计:上海世义精密仪器有限公司;JBZ-14型磁力搅拌器:上海大中分析仪器厂。
1.2 EPS的提取
实验前将活性污泥在3 000 r/min的转速下离心15 min,弃去上清液,再用蒸馏水补足体积,重复两次,混合后弃去上清液得到活性污泥试样。然后分别采用以下方法提取EPS。
(1)水浴法:将活性污泥试样于80℃水浴中处理2 h,于9 000 r/min的转速下离心15 min,将上清液用0.45μm的滤膜过滤,得粗EPS。
(2)蒸汽法:将活性污泥试样置于高压灭菌锅中,在120℃、100 kPa的条件下加热10 min,然后以9 000 r/min的转速离心15 min,上清液用滤膜过滤,得粗EPS。
(3)硫酸法:向活性污泥试样中加入等体积的质量分数为10%的硫酸,在4℃下提取3 h,然后以9 000 r/min的转速离心15 min,上清液为含EPS的废水。将EPS废水调至中性,再经膜过滤得到粗EPS。
(4)甲醛-NaOH法:向活性污泥试样中加入一定量的甲醛废水,于4℃下提取1 h,然后加人等体积0.02 mol/L的NaOH溶液提取3 h,将混合液以9 000 r/min的转速离心15 min。将上清液调至中性,再经膜过滤得到粗EPS。
将上述方法得到的粗EPS装入透析袋(截留相对分子质量为8 000～14 000),密闭后置于去离子水中,借助磁力搅拌器进行透析,间隔1 h换水,直至检测不出葡萄糖为止。透析后即得到实验用EPS。
1.3 絮凝实验
将2 g/L高岭土悬浊液和0.5 mg/L六偏磷酸钠配制成实验用模拟废水。向1L模拟废水中加入1 mol/L的助凝剂CaC12和质量浓度为1 135.6 mg/L的EPS生物絮凝剂,用6 mol/L的HC1溶液或NaOH溶液调节废水pH,以50 r/min的速率搅拌2min,静置20 min。用虹吸管在液面下2 cm处取样进行分析。
1.4 分析方法
采用紫外分光光度法测定提取液的蛋白质、DNA含量[6,7];采用可见光分光光度计测定模拟废水于550 nm处的吸光度,计算絮凝率[8]。
2 结果与讨论
2.1 不同提取方法对EPS提取效果的影响
不同方法提取的EPS成分含量见图1。由图1可见:在不同提取方法中,蛋白质和DNA的含量由高到低的顺序为蒸汽法、水浴法、硫酸法、甲醛-NaOH法;蒸汽法提取的蛋白质含量为1 775.00mg/g,甲醛-NaOH法提取的蛋白质含量为193.66mg/g。
■蛋白质;■DNA
DNA是细胞内物质的标志物,可反映各种提取方法对细胞的破坏程度。由图1可见:对细胞破坏程度最大的是蒸汽法,其DNA含量为125.00 mg/g;破坏程度最小的是硫酸法,DNA含量为8.42 mg/g。
本实验中采用的4种提取方法包括2种物理提取法和2种化学提取法。蒸汽法和水浴法主要通过外力作用使EPS脱离细胞表面转移到废水中,从而提取EPS。物理方法提取的EPS量多,但由于蒸汽法的热量和压力共同作用对细胞损害较大,故测得DNA含量也相对较多,并且高温也会改变蛋白质、DNA、核酸以及酶等分子的结构形态,在一定程度上破坏它们的活性。
硫酸法、甲醛-NaOH法主要是通过化学试剂的离子或分子与活性污泥絮体接触反应,使大分子EPS在化学试剂的作用下成为水溶性物质而被提取出来。但是酸性或碱性环境在一定程度上也会改变EPS的性质。
综合考虑4种提取方法对EPS的提取效果和对细胞的破坏程度,蒸汽法因其提取效果好、操作方法简单被认为是一种较好的提取方法。
2.2 反应条件对絮凝效果的影响
2.2.1 废水pH对絮凝率的影响
废水pH是絮凝过程中的重要影响因素,不仅影响EPS的表面电荷性质、形态结构,还会影响悬浮物的电荷性质,进而影响悬浮微粒间的相互作用[9]。在EPS加入量为2 mL、未加入助凝剂CaCl2的条件下,废水pH对絮凝率的影响见图2。由图2可见:随废水pH的增加,EPS对模拟废水的絮凝率降低;总体看,酸性条件有利于悬浮物的沉降,絮凝效果较好;当废水pH为2时,絮凝率最大,为89.99%;当废水pH为3时,絮凝率为55.46%;当废水pH增至8时,EPS对模拟废水几乎无絮凝效果。由于将废水pH调至2时所需盐酸量较多,增加了实验药剂成本。因此实验确定较适宜的废水pH为3。
2.2.2 EPS加入量对絮凝率的影响
在废水pH为3、未加入助凝剂CaCl2的条件下,EPS加入量对絮凝率的影响见图3。
由图3可见:EPS加入量小于5 mL时,模拟废水的絮凝率随EPS加入量的增加而增大;当EPS加入量为5mL时,絮凝率最大,为55.8%;继续增加EPS加入量,絮凝率逐渐降低,且模拟废水色度略有增加。这一方面可能是因为EPS加入量较高破坏了沉淀胶体的稳定性,导致絮凝颗粒发生分散而不易沉降;另一方面可能是因为EPS溶液浓度增加后,本身所带有的颜色使吸光度增加导致絮凝率计算值偏低。
2.2.3 CaC12加入量对絮凝率的影响
在EPS加入量为5 mL、废水pH为3的条件下,CaCl2加入量对絮凝率的影响见图4。由图4可见:CaCl2加入量为0.5 mL时,EPS对模拟废水的絮凝率为72.48%;随CaCl2加入量的增加,絮凝率逐渐增大;当CaCl2加入量为7.0 mL时,EPS对模拟废水的絮凝率为86.66%。由此可见,Ca2+具有明显的促进絮凝作用[10]。
3 结论
a)采用水浴法、蒸汽法、硫酸法、甲醛-NaO H法等提取方法提取EPS,比较了4种提取方法的提取效果和细胞破坏程度。蒸汽法提取的蛋白质含量为1 175.00 mg/g,因其提取效果好、操作简单,被认为是一种可行的提取方法。
b)在废水pH为3、EPS加入量为5 mL、CaCl2加入量为7.0 mL的条件下,EPS对模拟废水的絮凝率为86.66%。
摘要：采用水浴法、蒸汽法、硫酸法、甲醛-NaOH法对曝气池活性污泥的胞外聚合物(EPS)进行提取,测定了蛋白质和DNA含量,以评价提取效果和对细胞的破坏程度。实验结果表明,蒸汽法提取的EPS蛋白质含量为1 175.00 mg/g,提取效率高、操作简单,是一种较好的提取方法。在废水pH为3、EPS加入量为5 mL、CaCl2加入量为7.0 mL的条件下,EPS对模拟黏土矿尾矿水的絮凝率为86.66%。
关键词：胞外聚合物,活性污泥,提取,生物絮凝,尾矿水
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