汙水除磷劑對處理含鹽廢水汙泥活性及絮體結構的影響

生物／化學協同除磷技術是基於(yu) 生物除磷難以穩定地實現出水總磷達一級排放要求所提出的工藝。但是，汙水除磷劑的投加會(hui) 給生物處理係統帶來一定的影響。Valve等發現在UCT工藝中投加硫酸亞(ya) 鐵時，Fe2+與(yu) 聚磷菌對磷酸根存在競爭(zheng) 從(cong) 而抑製了生物除磷。侯豔玲等采用生物／化學協同除磷技術研究了Fe3+、Al3+的投加對活性汙泥呼吸速率的影響，發現Al3+的影響強於(yu) Fe3+，Al3+的投加對亞(ya) 硝化細菌和異養(yang) 菌的呼吸速率均存在抑製作用，而對硝化細菌的抑製作用不明顯。淩宵等發現在曝氣生物濾池中投加鋁鹽強化除磷對微生物種類和數量的影響很小。也有研究表明，聚合矽酸鐵作為(wei) 混凝劑投加到生物反應器中能夠使汙泥絮體(ti) 變得更密實，沉降性能得到改善。基於(yu) 汙水除磷劑對生物處理係統中活性汙泥的影響，筆者采用生物/化學強化除磷的方法研究汙水除磷劑對汙泥活性及絮體(ti) 結構的作用。

1試驗裝置與(yu) 方法

1.1試驗裝置

試驗裝置如圖1所示。CASS反應器有效容積為(wei) 0.5m3，生物選擇區和主反應區的有效容積比為(wei) 1:5。生物選區采用水下攪拌器對進水和主反應區的同流硝化液進行充分混合，主反應區采用曝氣泵經微孔隔膜曝氣盤供氧，硝化液由回流泵回流至生物選擇區，連接生物選擇區和主反應區的隔板底部開導流孔。

1.2試驗方法

1.2.1運行工況

采用4個(ge) 有效容積為(wei) 0.5m3的CASS反應器進行試驗，接種汙泥為(wei) 高鹽榨菜廢水與(yu) 城鎮汙水協同處理係統穩定運行時的汙泥，通過調節高鹽榨菜廢水的摻入比以控製協同處理係統的鹽度為(wei) 5g/L。CASS反應器的周期運行時間為(wei) 8h，排水比為(wei) 40%，回流比為(wei) I50%，主反應區DO控製在2-3mg/L，生物選擇區DO控製在0.5mg/L以下，MLSS保持存3000mg/L左右。

1.2.2汙水除磷劑及投加方式

采用硫酸鋁、氯化鐵和聚合矽酸鐵為(wei) 強化除磷的化學藥劑，在曝氣停止前0.5h分別向3個(ge) 反應器的主反應區內(nei) 投加硫酸鋁、氯化鐵和聚合矽酸鐵，另外一組反應器不投加汙水除磷劑作為(wei) 對照。係統的進水總磷為(wei) 7.3-8.7mg/L，通過投加硫酸鋁、氯化鐵和聚合矽酸鐵三種汙水除磷劑使係統出水TP濃度穩定達到一級B排放標準，分別研究三種汙水除磷劑對活性汙泥的絮體(ti) 結構、耗氧速率及脫氫酶活性的影響。

2結果與(yu) 討論

2.1汙水除磷劑對活性汙泥絮體(ti) 結構的影響

圖2是未投加汙水除磷劑以及投加了聚合矽酸鐵、氯化鐵和硫酸鋁後活性泥絮體(ti) 的電鏡掃描照片。

出圖2可以看出，末投加汙水除磷劑時活性汙泥絮體(ti) 的結構比較鬆散，絮體(ti) 顆粒之間並沒有明顯的界限，原因是活性汙泥顆粒上帶有大量的胞外聚合物（EPs)，EPS之間相互結合並形成較大的生物聚集體(ti) 。在投加了聚合矽酸鐵和氯化鐵後，由於(yu) 水解出來的Fe3+與(yu) EPS的親(qin) 和力要強於(yu) 其他陽離子，Fe3+通過離子交換作用將其他陽離子從(cong) EPS中置換出來，同時，Fe3+較高的化合價(jia) 能使每一個(ge) Fe3+與(yu) 更多的帶負電基團相互結合，因此投加含Fe3+的除磷劑能使活性汙泥絮體(ti) 變得更密實，且活性汙泥絮體(ti) 之間的界限也非常明顯，而投加硫酸鋁時的活性汙泥絮體(ti) 之間的界限不如前兩(liang) 者就是這種原因所致，另外，投加聚合矽酸鐵時的活性汙泥絮體(ti) 顆粒要明顯大於(yu) 投加氯化鐵的，分析認為(wei) ，聚合矽酸鐵既有納米級矽顆粒的吸附作用，又有聚合鐵離子的架橋作用，這種合力作用比氯化鐵中單獨聚合鐵離子的架橋作用強。

2.2汙水除磷劑對汙泥活性的影響

汙水除磷劑對汙泥活性的影響主要是由汙水除磷劑中的金屬離子引起的，金屬離子的存在會(hui) 對微生物產(chan) 生毒害作用，導致代謝功能減弱，嚴(yan) 重影響到汙水生物處理係統的穩定運行，筆者主要考察了三種汙水除磷劑對活性汙泥OUR和脫氫酶活性的影響。

2.2.1對OUR的影響

試驗中，通過投加0.06g/L的次氯酸鈉溶液抑製汙泥中硝化菌活性，分析三種汙水除磷劑對亞(ya) 硝化菌和異養(yang) 菌OUR的影響；通過投加0.05mg/L的烯丙基硫脲溶液抑製汙泥中亞(ya) 硝化菌活性，分析三種汙水除磷劑對硝化菌和異養(yang) 菌0UR的影響；通過投加0.05mg/L的烯丙基硫脲(ATU）和0.06g/L的次氯酸鈉溶液抑製硝化菌和亞(ya) 硝化菌活性，分析三種汙水除磷劑對異養(yang) 菌OUR的影響。投加三種汙水除磷劑和不投加汙水除磷劑時異養(yang) 菌、硝化菌和亞(ya) 硝化菌的oUR值見表1.

由表1可以看出，鐵鹽的投加對異養(yang) 菌、硝化菌和亞(ya) 硝化菌的OUR影響很小；鋁鹽的投加對硝化菌和異養(yang) 菌活性均存在定的抑製作用但不明顯，而對亞(ya) 硝化菌活性的抑製作用較強。因此，鋁鹽的投加對係統中活性汙泥的OUR有一定影響，但不會(hui) 破壞係統的穩定運行。

2.2.2汙水除磷劑對脫氫酶活性的影響

不投加汙水除磷劑及分別以聚合矽酸鐵、氯化鐵和硫酸鋁為(wei) 汙水除磷劑時，活性汙泥的脫氫酶活性分別為(wei) 3.60、3.54、3.49和3.15μgTF/（mgMLSS.h）。這進一步表明以聚合矽酸鐵和氯化鐵為(wei) 汙水除磷劑時對係統的汙泥活性影響甚微：而以硫酸鋁為(wei) 汙水除磷劑時，活性汙泥的脫氫酶活性有所降低，但是並沒有發生顯著的變化。

3結論

在進水鹽度為(wei) 5g/L、總磷為(wei) 7.3~8.7mg/L，采用生物／化學強化除磷方式控製出水TP濃度穩定達到級B排放標準的條件下，聚合矽酸鐵、氯化鐵和硫酸鋁的投加改善了汙泥的絮體(ti) 結構，提高了其密實度。同時，三種藥劑對異養(yang) 菌和硝化菌的OUR及汙泥脫氫酶活性影響很小，但硫酸鋁對亞(ya) 硝化菌OUR的影響明顯強於(yu) 聚合矽酸鐵和氯化鐵。