如何优工业废水活性污泥法降解的工艺条件,提升降解效率

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  [摘要]:工业废水是指工业生产中产生的废水,污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物,讨论其工艺运行的基本条件和达到最佳处理效果的最优条件,根据对污水指标中COD和氨氮的数据分析,来找到达到最优处理效果时,系统对营养物质,温度,溶解氧DO,以及pH等条件的要求。
  [关键词]:活性污泥 工业废水 条件 降解
  前言
  工业废水造成的污染主要有:有机需氧物质污染,化学毒物污染,无机固体悬浮物污染,重金属污染,酸污染,碱污染,植物营养物质污染,热污染,病原体污染等。许多污染物有颜色、臭味或易生泡沫,因此工业废水常呈现使人厌恶的外观,造成水体大面积污染,直接威胁人民群众的生命和健康,因此控制工业废水尤为重要。
  工业废水中的主要污染物根据性质的不同,也有多种不同的分类,同时根据不同的行业领域性质也有多种不同的处理方法和工艺,本文主要针对活性污泥生物法处理降解工业废水,讨论其运行控制中的各项分析指标和条件,本文通过对不同条件下废水处理指标COD、氨氮等的比对,讨论达到最优处理效果时,系统对营养物质,温度,溶解氧,PH值以及有毒物质的要求。
  1.系统对溶解氧的要求
  参与污水活性污泥处理的是以好氧呼吸的好氧菌为主体的微生物种群。这样,在曝气池内必须有足够的溶解氧。溶解氧不足,必将对微生物的生理活动产生不利影响,从而污水处理进程也必将受到影响,甚至遭到破坏。
  在其他外界条件相同的情况下,我们向曝气池提供不同的曝气,致使池内溶解氧不同,测试出水的COD,根据溶解氧和出水COD数值的比对情况,可以得出结论:溶解氧不足,微生物生理活动减弱不利于有机物的降解;而当溶解氧过高时,导致有机物分解过快,从而使微生物缺乏营养,污泥易于老化,结构松散,对微生物的生长不利。
  2.系统对营养物质的要求
  参与污水活性污泥处理的微生物,在生命过程中,需要不断从周围环境污水中吸取所必须的营养物质,这里包括碳源、氮源、无机盐及某些生长素等,待处理的污水中必须充分的含有这些物质。
  碳是构成微生物细胞的主要物质,氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的主要元素,一般来说,工业废水中含有的碳源和氮源都足够满足微生物生长的需要,工业废水中微生物对营养物质的要求主要是磷、钠、钾、钙、镁、铁等无机盐的要求,微生物一般从污水所含的各种盐类获取,微量元素对微生物的生理活动有刺激作用,但对其需求量极少,在一般情况下,对生活污水、城市污水以及绝大部分有机性工业废水进行生物处理时,都无需另行投加。
  通过大量的运行经验数据,微生物对磷的需求量,可按BOD:N:P=100:5:1考虑,经过初次沉淀池或水解酸化工艺等预处理后,BOD值有所降低,相对N、P的含量有所提高,所以经过预处理工艺后的污水,其营养物质含量是高于所需要的。
  3.系统对温度的要求
  在影响微生物活动的各项因素中,温度的作用非常重要。温度适宜,能够促进、强化微生物的生理活动,温度不适宜,能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。温度不适宜还能导致微生物形态和生理特性的改变,甚至可能使微生物死亡。
  由于活性污泥中含有多种多样的微生物,而每种微生物对温度的需求又各不相同,所以我们只能界定一个温度的范围,在这个范围内,大多数微生物世代周期短,繁殖能力强,对于污水的处理能力好。
  参与活性污泥处理的微生物,多数为嗜温菌,其适宜温度介于10℃-45℃之间。为安全计,一般将活性污泥处理的最高与最低的温度值分别控制在15℃和35℃之间。在常年或多半年处于低温的地区,应考虑将曝气池建于室内,建于室外露天的曝气池,则应考虑采取适当的保温措施。在进水温度比较高的企业,应考虑修建冷却塔,降低进水温度,使系统的水温保持在适当的范围内。
  4.系统对PH值的要求
  微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关,只有在适宜的酸碱度条件下,微生物才能进行正常的生理活动,以PH值表示的氢离子浓度能够影响微生物细胞质膜上的电荷性质。电荷性质改变,微生物细胞吸收营养物质的功能也会发生改变,从而对微生物的生理活动产生不良影响,PH值过大的偏离适宜数值,微生物的酶系统催化功能就会减弱,甚至消失。
  由于活性污泥中含有多种多样的微生物,不同种属的微生物适应的PH值,都有一定的范围,在范围内,还可以分为最低PH值、最高PH值和最适PH值。在最低或者最高的PH值的环境中,微生物虽然能够成活,但生理活动微弱,易于死亡,增值速率大为降低。pH值与硝化过程关系密切,当系统pH值在7.2~8.2时,增加DO质量浓度可显著地升高硝化反应速率。当pH值7.0时,硝化过程受到严重抑制,增加DO质量浓度的方法对提高硝化速率不再有效。另外,当pH值在7~8时,活性污泥放磷量和吸磷量都随着pH值的升高而升高,但是当pH值进一步升高时,变化不再明显.活性污泥沉降性对pH值变化不敏感,试验期间差异不大.不同的是酸性条件下污泥沉后上清液较浑浊,而碱性条件下的污泥沉后上清液较清澈。
  在曝气池内,保持微生物最佳PH值范围是十分必要的,这是使活性污泥处理进程正常,取得良好处理效果的必要条件。将污水的PH变化较大时,应考虑设置调节池,使污水的PH值调节到适宜范围后在进入曝气池。
  5.系统对有毒物质的要求
  活性污泥系统中所谓的有毒物质是指对微生物的生理活动具有抑制作用的某些无机物质及有机物质,如重金属离子、酚、氰等。
  重金属离子对微生物都产生毒害作用,他们能够和细胞的蛋白质结合,而使其变性或者沉淀。汞银砷的离子对微生物的亲和力较大,能与微生物酶蛋白结合,而抑制其正常的代谢功能。但是,有毒物质对微生物毒害作用,有一个量的概念,只有在有毒物质在环境中达到某一浓度时,毒害和抑制作用才显现出来。这一浓度称之为有毒物质极限允许浓度,污水中的各种有毒物质只要低于这一浓度,微生物的生理功能不受影响。
  由于微生物对于有毒物质有一个适应过程,如果逐步驯化,微生物有可能提高有毒物质的极限浓度,甚至适应,并使其得到降解,另一方面,有毒物质的毒害作用还与PH值、水温、溶解氧,有无其他有毒物质有无其他有毒物质及微生物的数量以及是否经过驯化等因素有关,所以以上提供的浓度值仅供参考。
  总之,有毒物质对微生物生理功能的毒害作用的原因,效果都比较复杂,取决与较多的因素,应慎重对待。
  6.结语
  和所有的生物相同,活性污泥微生物只有在对他适宜的条件下生活,它的生理活动才能得到正常进行,活性污泥处理技术就是人为的为微生物创造良好的生活环境条件,使微生物对有机质降解为主体的生理功能得到强化。
  能够影响微生物生理活动的因素较多,其中主要有,营养物质、温度、溶解氧、以及有毒物质等,要满足微生物正常生理活动,达到良好处理效果,我们在控制系统的参数和条件时,要尽量使营养物质均衡,C、N、P比达到100:5:1,溶解氧含量一般不低于2mg/l,小于4mg/l,pH值的最佳范围介于6.5-8.5之间,系统进水水温适宜温度要控制在15到35之间,对于有毒物质的浓度要尽量保持在极限容许浓度的范围以内,这样就可以使系统达到一个良好的运行条件,使活性污泥中的微生物处于一个良好的繁殖环境中,提高微生物对废水的处理效果。
  参考文献:
  [1]秦麟源编著,废水生物处理,上海:同济大学出版社,1989
  [2]国家环境保护局编,石油石化工业废水治理,北京:中国环境科学出版社
  [3]张自杰,周帆编著,活性污泥法生物学与反应动力学,北京:中国环境科学出版社
  [4]张自杰,林容忱,金儒霖编著,排水工程,中国建筑工业出版社,2000
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