摘要：本研究利用活性污泥反应中的“初期吸附去除作用”，将污泥经过适度好氧处理之后，与高浓度制酒废水混合。实验表明：污泥吸附在去除废水中非溶解性有机物时效果显著，并且在废水温度为40℃左右时吸附效果最好
关键词：吸附，好氧，制酒废水，溶解性
1．实验原理与目的
高浓度制酒废水中不仅含有大量的溶解性有机物质，而且非溶解性固体有机颗粒浓度也很高。如果采用某种方法，可以吸附沉降制酒废水中附带的大量非溶解性固体有机颗粒，使得废水中有机负荷在进入活性污泥处理前就能大大减少，则对后续处理工艺非常有利。而常用的活性污泥法中，污泥中的活性污泥微生物摄取、代谢及利用有机污染物这一过程，也就是所谓的“活性污泥反应”分为（a）初期吸附去除、（b）微生物的代谢这两个阶段。在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间内（5～10min），污水中的有机污染物即被大量去除，出现很高的BOD去除率。这就是“初期吸附去除”过程[1]。因此可以考虑采用活性污泥对高浓度制酒废水进行前期吸附沉降，同时吸附后沉降的污泥有机物含量较高，无论是厌氧发酵处理或是焚烧都能取得较好的效果。
本文主要探索废水温度和污泥曝气时间这两个因素对于污泥吸附性能的影响，并且探索定适当的废水处理温度下污泥吸附沉降性能的变化。同时研究在一定温度下，混合液浓度与处理效果之间的关系。本实验中废水由造酒厂现场排水调理而得。首先将原水稀释到两倍，沉降10min后取上清液即为实验废水。废水pH约为3.3，呈酸性；SS约为2500mg/L。
2.实验步骤与数据分析
2.1 实验步骤
（1）剩余污泥（MLSS约为10000ml/L）有两类：不曝气剩余污泥和曝气1h剩余污泥；
（2）废水分别用水浴恒定至15℃、30℃、40℃、50℃和60℃；
（3）分别取80ml污泥和250ml废水（泥水体积比约为1：3），混合并均匀搅拌10min，适当沉降取上清液进行指标测定实验；
（4）选择合适的反应温度，并在该温度下分别取100ml污泥和200ml废水（泥水体积比约为1：2），以及60ml污泥和240ml废水（泥水体积比约为1：4）重复上一步的实验。
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2.2.实验数据分析
2.2.1沉降性分析
（1）当污泥曝气时间和混合液浓度相同，废水温度不同时：
15℃ 30min内混合液泥水分界面由300ml沉降至140ml
30℃ 30min内混合液泥水分界面由300ml沉降至105ml
40℃ 30min内混合液泥水分界面由300ml沉降至103ml
50℃ 30min内混合液泥水分界面由300ml沉降至106ml
（2）当废水温度相同和混合液浓度，而污泥曝气时间不同时：
曝气0h 混合液泥水分界面由300ml沉降至100ml需要25min
曝气0h 混合液泥水分界面由300ml沉降至100ml需要30min
（3）而30℃时，当曝气时间相同时，不同泥水体积混合时吸附沉降性对比如下：
泥水比=1:2 30min内混合液泥水分界面由300ml沉降至170ml
泥水比=1:3 30min内混合液泥水分界面由300ml沉降至110ml
泥水比=1:4 30min内混合液泥水分界面由300ml沉降至104ml
从以上数据可以看出，在污泥曝气时间固定（0h或者1h）的条件下，在温度从15℃升高到40℃这一范围内，污泥吸附废水后的沉降性能逐步提高的；而50℃时，沉降效果反而明显下降，这可能与温度过高时，污泥活性下降并且沉降性降低有一定的关系；在多次重复实当中，50℃沉降曲线都呈现相似的规律；而从数据对比看出，在30℃和40℃条件下，曝气时间长短对污泥吸附后沉降性能没有多大影响；同时泥水体积比为1：3和1：4时沉降性相似，并且明显好于1：2的情况。
2.2.2吸附性分析
主要从以下几个方面进行探索
pH变化
取实验中30℃和40℃废水pH变化为例：
30℃ 原水pH3.31 曝气0h后pH3.65 曝气1h后pH3.63
40℃ 原水pH3.29 曝气0h后pH3.69 曝气1h后pH3.66
转换成H+浓度（单位mol/L）如下：
30℃ 原水0.00049 曝气0h后0.00022 曝气1h后0.00023
40℃ 原水0.00051 曝气0h后0.00020 曝气1h后0.00022
由上面数据看出，吸附前后（体积不变）废水H+浓度均降低了50﹪以上。这说明污泥吸附沉降在去除如有机酸之类的溶解性有机质时具有一定的效果，这可能是上清液SCOD去除的来源之一。
SS去除率
同样取实验中30℃、40℃和50℃废水SS去除率为例。
计算列表如下：
30℃（1:3） 曝气0h 41.66％ 曝气1h 44.30％
40℃（1:3） 曝气0h 48.81％ 曝气1h 47.35％
50℃（1:3） 曝气0h 56.43％ 曝气1h 56.43％
50℃（1:4） 曝气0h 34.74％ 曝气1h 34.78％
50℃（1:2） 曝气0h 57.63％ 曝气1h 56.91％
可以看出，废水中的固体悬浮颗粒去除率都相对较高，这再次证明污泥吸附沉降作用在降低制酒废水中的非溶解性有机质方面效果比较明显；在泥水体积比一定时（1：3），反应温度从30℃上升到50℃时，去除效果逐渐上升；在温度固定在50℃时，随着污泥与废水混合体积比例由1：4上升到1：2时，污泥对于水中非溶性有机质去除率提高。
3.相关结论
综上所述，首先污泥吸附沉降这一作用在处理制酒废水时，可以部分去除废水中非溶解性有机颗粒和溶解性的有机物质，但是去除前者的效果明显好于后者。其次，在污泥与废水混合时，温度的上下波动会导致吸附沉降性能的较大的变化，根据已有文献，污泥中微生物保持活性的温度上限约为40℃左右，考虑到污泥吸附沉降是微生物作用与吸附物理作用相结合的结果，再考虑到实验中数据显示以及实际中废水排出时的温度，再综合实际情况选择适宜的反应温度。第三，实验中在其他条件固定时，污泥所占混合液体积比例越大，吸附沉降效果越佳，这说明混合液浓度对于污泥吸附沉降性能具有很大的影响；实验中泥水混合液浓度是根据污水厂曝气池混合液浓度范围推算得出的，考虑到吸附沉降与活性污泥法作用不尽相同，在实际利用时，需要对混合液浓度进行进一步的演算推导。
参考文献
[1]张自杰.排水工程（下册，第4版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.
[2]国家环境保护总局.水和废水检测分析方法（第4版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.
[3]周群英，高延耀.环境工程微生物学[M].北京：高等教育出版社，2000.
论文作者:张晗1,苏瞳2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/9
标签：污泥论文; 废水论文; 混合液论文; 泥水论文; 曝气论文; 温度论文; 活性论文; 《基层建设》2018年第13期论文;