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2013-12-05 15:15 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
國內外諸多研究表明,活性污泥ECP(胞外多聚物)能大量吸附溶液中的金屬離子,尤其是重金屬離子,他們與ECP的絡(luò )合更為穩定。關(guān)于吸附機制,在ECP的復雜成分中吸附重金屬離子的似乎是糖類(lèi)。Brown和Lester(1979)指出ECP中的中性糖和陰離子多糖有著(zhù)吸附不同金屬離子的結合點(diǎn)位,不同價(jià)態(tài)或不同電荷的金屬離子可以在不同的點(diǎn)位與ECP結合,如中性糖的羥基、陰離子多聚物的羥基都可能是金屬的結合位。表面吸附是指活性污泥微生物的胞外多聚物(甲殼素、殼聚糖等)含有配位基團—OH,—COOH,—NH2,PO43-和—HS等,他們與金屬離子進(jìn)行沉淀、絡(luò )合、離子交換和吸附,其特點(diǎn)是快速、可逆和不需要外加能量,與代謝無(wú)關(guān);胞外吸收通過(guò)金屬離子和胞內的透膜酶、水解酶相結合而實(shí)現,速度較慢需要能量,而且與代謝有關(guān)。
此外,Ralinske指出:好氧生物能大量富集各種重金屬離子,這些離子積累于細胞外多聚物中,并在厭氧條件下釋放回液相中。這就有利于我們在二沉池中分離和沉降重金屬離子。
在活性污泥法處理含砷廢水的實(shí)驗中,存在許多影響因素,主要影響因素如下:
。1)不同價(jià)態(tài)的砷對活性污泥的毒性不同
實(shí)驗表明,As(III)對脫氫酶的毒性比As(V)平均大53倍。As(III)對蛋白酶活性的毒性約為As(V)的75倍。還有,As(III)對活性污泥脲酶活性的毒害作用是As(V)的35倍。所以處理含砷廢水時(shí)有必要將As(III)氧化成As(V)。實(shí)驗還表明,活性污泥對低濃度砷的去除率高于對高濃度砷的去除率,這是由于污泥的吸附能力有限所造成的。此外,重金屬離子濃度小于5mg?L-1時(shí),活性污泥法對污水中有機物的處理效果不受重金屬影響,當重金屬離子濃度大于30mg?L-1時(shí),活性污泥法污水中有機物的處理效果則大大受到影響。
。2)有機負荷
有機負荷對活性污泥去除五價(jià)砷也有較大的影響,有機負荷高,去除率也高。主要有兩方面的原因:一是污水中的有機物本身可和五價(jià)砷相結合,降低了污水中砷的濃度;二是有機物濃度高有利微生物生長(cháng)繁殖,這進(jìn)一步提高活性污泥對五價(jià)砷的去除率。此外,有機負荷高還可以防止污泥膨脹。因為在高有機負荷環(huán)境中絮狀菌比大多數絲狀菌有更強的吸附和存貯營(yíng)養物能力,能夠充分利用高濃度的底物迅速增殖,具有較高的比生長(cháng)速率,抑制了絲狀菌的生長(cháng)。在低負荷下混合液中底物濃度長(cháng)時(shí)間都低,由于缺少足夠的營(yíng)養底物,絮狀菌的生長(cháng)受到抑制,而絲狀菌具有較大的比表面積,當環(huán)境不利于微生物的生長(cháng)時(shí),絲狀菌會(huì )從菌膠團中伸展出來(lái)以增加其攝取營(yíng)養物質(zhì)的表面積。一方面,伸出絮體之外的絲狀菌更易吸收底物和營(yíng)養,其生長(cháng)速率高于絮狀菌,從而成為活性污泥中的優(yōu)勢菌種;另一方面,絲狀菌越多,其菌絲越長(cháng),活性污泥越不易沉降,SVI越高,導致了污泥膨脹。
。3)pH
pH對金屬去除影響很大,因為pH不僅影響金屬的沉降狀態(tài),而且影響吸附點(diǎn)的電荷。一般pH升高有利于污泥對陽(yáng)離子金屬的吸附。直至產(chǎn)生氫氧化物沉淀,反之則有利于對呈負電荷狀態(tài)存在的金屬的吸附。但是,過(guò)高或過(guò)低的pH對微生物生長(cháng)繁殖不利,具體表現在以下幾個(gè)方面:①pH過(guò)低(pH=1.5),會(huì )引起微生物體表面由帶負電變?yōu)閹д,進(jìn)而影響微生物對營(yíng)養物的吸收。②過(guò)高或過(guò)低的PH還可影響培養基中有機化合物的離子化作用,從而間接影響微生物。③酶只有在最適宜的pH時(shí)才能發(fā)揮其最大活性,極端的pH使酶的活性降低,進(jìn)而影響微生物細胞內的生物化學(xué)過(guò)程,甚至直接破壞微生物細胞。④過(guò)高或過(guò)低的pH均降低微生物對高溫的抵抗能力。
。4)生物固體停留時(shí)間(Qc)
Qc對陽(yáng)離子金屬去除有較大影響,因為活性污泥表面常被難溶性或微溶性的多聚物所包圍(如多糖),這些多聚物表面的電荷可使金屬迅速地得以去除。已經(jīng)證實(shí),細菌多聚物產(chǎn)生和細菌生長(cháng)相有關(guān),穩定相和內源呼吸階段多聚物產(chǎn)量最大,而Qc增大,污泥中細菌處于穩定相和內源呼吸階段,有利于對金屬的去除。
。5)污泥濃度
污泥濃度高,吸附點(diǎn)也隨著(zhù)增加,從而有利于金屬的去除。從去除金屬的角度出發(fā),高有機負荷,高污泥濃度的運行方式最為理想;钚晕勰喾ㄌ幚砗閺U水,不論在處理費用,還是二次污染,或者工程化方面,都比傳統處理方法具有相當突出的優(yōu)勢。雖然在理論研究方面還不是十分完善,但是在處理機制和影響因素方面都已達成一定的共識。如果在處理工藝上再進(jìn)行一定的改進(jìn),如往污泥中投加優(yōu)勢菌種,可以改善污水的處理效果;此外,還可以引進(jìn)生活污水進(jìn)行混合處理并進(jìn)行曝氣,這樣不僅降低了砷的濃度以及砷對污泥的毒害作用,同時(shí)還解決了活性污泥的營(yíng)養源問(wèn)題,為活性污泥法處理含砷廢水的工程化應用開(kāi)辟了一片新天地。
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