PEO 與粉煤灰組合對厭氧污泥顆?；绊?/h1>
2011-08-21 00:44:34孫建升劉雅巍王志富
山西建筑 2011年28期
孫建升 劉雅巍 王志富
0 引言
聚氧化乙烯是一種高性能的絮凝劑，其絮凝作用機理存在幾種理論。Rubio和Kichener的理論認為氫鍵合和疏水性相互作用共同導致PEO吸附。PEO通過其分子中醚鍵的氧原子和懸浮顆粒表面的羥基產(chǎn)生氫鍵締合，形成網(wǎng)狀結構，同時乙烯基與懸浮物顆粒表面的疏水膠體相互作用。
試驗以聚氧化乙烯(PEO、高分子聚合物)為篩選物，結合粉煤灰的吸附特性，評價了絮凝劑與粉煤灰組合后對厭氧污泥顆?；挠绊憽?/p>
1 確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組合
本研究采用非離子型的聚氧化乙烯的濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L，50 mg/L 及粉煤灰的濃度為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L，將此正交組合。隔天測定產(chǎn)氣量、30 d試驗結束時測定各反應瓶中上清液的COD，SS，厭氧污泥的區(qū)域沉降速度(ZSV)和污泥容積指數(shù)(SVI)以確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組成。圖1～圖4分別為粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L時投加不同濃度的聚氧化乙烯的反應瓶與空白試樣反應瓶的累計產(chǎn)氣曲線，表1～表4分別為粉煤灰的投量為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L 時投加PEO反應瓶的試驗數(shù)據(jù)。圖1～圖4中:累計產(chǎn)氣量=反應瓶累計產(chǎn)氣量－內源反應瓶累計產(chǎn)氣量。
圖1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
由圖1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的總產(chǎn)氣量小于空白試樣的總產(chǎn)氣量，說明此濃度PEO對厭氧污泥有抑制作用;濃度為40 mg/L PEO反應瓶的產(chǎn)氣曲線和空白試樣的產(chǎn)氣曲線接近，說明此濃度的PEO未起太大作用;濃度為10 mg/L和20 mg/L PEO反應瓶的產(chǎn)氣量均高于空白試樣，且濃度為10 mg/L PEO在第14天時出現(xiàn)了一個上升階段，而后趨于平緩。
圖2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
圖3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
圖4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
表1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由表1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的甲烷轉化率、COD去除率、比產(chǎn)甲烷活性均低于其他濃度，且厭氧污泥的區(qū)域沉降速度也是最低的，說明在此粉煤灰投量下，50 mg/L PEO對厭氧污泥的活性有抑制作用。
表2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由圖2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，濃度為10 mg/L，40 mg/L和50 mg/L PEO反應瓶的產(chǎn)氣曲線與空白試樣的產(chǎn)氣曲線相接近，說明這些濃度下的PEO對厭氧污泥的產(chǎn)甲烷活性未起作用，而濃度為20 mg/L PEO的總產(chǎn)氣量為18.05 mL，高于空白試樣。
由表2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，20 mg/L PEO的COD去除率、甲烷轉化率及厭氧污泥的比產(chǎn)甲烷活性均是最高的，可視為此粉煤灰濃度下PEO的最佳濃度。
由圖3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的產(chǎn)氣量高于空白試樣，說明此濃度下PEO對厭氧污泥的產(chǎn)氣量有一定的促進作用。
表3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由表3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的甲烷轉化率、COD去除率、比產(chǎn)甲烷活性及區(qū)域沉降速度均是較高的，可以將10 mg/L的PEO視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
表4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由圖4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，PEO濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L時的產(chǎn)氣曲線與空白試樣相接近，說明這些濃度下的 PEO未對厭氧污泥的活性起作用;濃度為50 mg/L時PEO的總產(chǎn)氣量高于空白試樣的總產(chǎn)氣量，說明此濃度下的PEO對厭氧污泥的活性有一定的促進作用。
由表4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，濃度為10 mg/L，20 mg/L和40 mg/L的COD去除率、甲烷轉化率和比產(chǎn)甲烷活性較為接近，而50 mg/L PEO的這三項指標明顯高于它們，因此可以將其視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
2 結語
通過以上分析可以得出，當粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L時，低濃度PEO的反應瓶中COD去除率、甲烷轉化率、比產(chǎn)甲烷活性及厭氧污泥的區(qū)域沉降速度是較高的，而當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，50 mg/L PEO的這些指標卻是最好的，說明PEO對厭氧污泥的影響和粉煤灰的濃度有關，這是因為當粉煤灰濃度較低時，投加高濃度的PEO時，粉煤灰的晶核作用是有限的，不能迅速形成大量生物絮體;而當投加高濃度的粉煤灰時，隨著溶液中粉煤灰濃度的增加，粉煤灰的晶核作用增強，生物絮體大量形成，處理效果也就隨之提高。
[1]AMY M.BOLLINGER.聚氧化乙烯在工業(yè)廢水處理中的應用[J］.水處理信息報導，1997，78(5):3-6.
[2]徐青林，胡惠仁，謝來蘇.一種適用于機械漿的新型有效助留劑[J］.造紙化學品，2000(1):24-26.
[3]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999.
[4]李亞峰，孫鳳海.粉煤灰處理廢水的機理及應用[J］.礦業(yè)安全與環(huán)保，2001，28(2):30-32.
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試驗以聚氧化乙烯(PEO、高分子聚合物)為篩選物，結合粉煤灰的吸附特性，評價了絮凝劑與粉煤灰組合后對厭氧污泥顆?；挠绊憽?/p>
1 確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組合
本研究采用非離子型的聚氧化乙烯的濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L，50 mg/L 及粉煤灰的濃度為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L，將此正交組合。隔天測定產(chǎn)氣量、30 d試驗結束時測定各反應瓶中上清液的COD，SS，厭氧污泥的區(qū)域沉降速度(ZSV)和污泥容積指數(shù)(SVI)以確定聚氧化乙烯與粉煤灰的最佳組成。圖1～圖4分別為粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L時投加不同濃度的聚氧化乙烯的反應瓶與空白試樣反應瓶的累計產(chǎn)氣曲線，表1～表4分別為粉煤灰的投量為 100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L，500 mg/L 時投加PEO反應瓶的試驗數(shù)據(jù)。圖1～圖4中:累計產(chǎn)氣量=反應瓶累計產(chǎn)氣量－內源反應瓶累計產(chǎn)氣量。
圖1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
由圖1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的總產(chǎn)氣量小于空白試樣的總產(chǎn)氣量，說明此濃度PEO對厭氧污泥有抑制作用;濃度為40 mg/L PEO反應瓶的產(chǎn)氣曲線和空白試樣的產(chǎn)氣曲線接近，說明此濃度的PEO未起太大作用;濃度為10 mg/L和20 mg/L PEO反應瓶的產(chǎn)氣量均高于空白試樣，且濃度為10 mg/L PEO在第14天時出現(xiàn)了一個上升階段，而后趨于平緩。
圖2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
圖3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
圖4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶累計產(chǎn)氣曲線
表1 粉煤灰為100 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由表1可知，當粉煤灰濃度為100 mg/L時，濃度為50 mg/L PEO反應瓶的甲烷轉化率、COD去除率、比產(chǎn)甲烷活性均低于其他濃度，且厭氧污泥的區(qū)域沉降速度也是最低的，說明在此粉煤灰投量下，50 mg/L PEO對厭氧污泥的活性有抑制作用。
表2 粉煤灰為200 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由圖2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，濃度為10 mg/L，40 mg/L和50 mg/L PEO反應瓶的產(chǎn)氣曲線與空白試樣的產(chǎn)氣曲線相接近，說明這些濃度下的PEO對厭氧污泥的產(chǎn)甲烷活性未起作用，而濃度為20 mg/L PEO的總產(chǎn)氣量為18.05 mL，高于空白試樣。
由表2可知，當粉煤灰濃度為200 mg/L時，20 mg/L PEO的COD去除率、甲烷轉化率及厭氧污泥的比產(chǎn)甲烷活性均是最高的，可視為此粉煤灰濃度下PEO的最佳濃度。
由圖3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的產(chǎn)氣量高于空白試樣，說明此濃度下PEO對厭氧污泥的產(chǎn)氣量有一定的促進作用。
表3 粉煤灰為400 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由表3可知，當粉煤灰的濃度為400 mg/L時，濃度為10 mg/L PEO的甲烷轉化率、COD去除率、比產(chǎn)甲烷活性及區(qū)域沉降速度均是較高的，可以將10 mg/L的PEO視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
表4 粉煤灰為500 mg/L時投加PEO反應瓶試驗數(shù)據(jù)
由圖4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，PEO濃度為10 mg/L，20 mg/L，40 mg/L時的產(chǎn)氣曲線與空白試樣相接近，說明這些濃度下的 PEO未對厭氧污泥的活性起作用;濃度為50 mg/L時PEO的總產(chǎn)氣量高于空白試樣的總產(chǎn)氣量，說明此濃度下的PEO對厭氧污泥的活性有一定的促進作用。
由表4可知，當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，濃度為10 mg/L，20 mg/L和40 mg/L的COD去除率、甲烷轉化率和比產(chǎn)甲烷活性較為接近，而50 mg/L PEO的這三項指標明顯高于它們，因此可以將其視為此粉煤灰投量下的最佳濃度。
2 結語
通過以上分析可以得出，當粉煤灰的濃度為100 mg/L，200 mg/L，400 mg/L時，低濃度PEO的反應瓶中COD去除率、甲烷轉化率、比產(chǎn)甲烷活性及厭氧污泥的區(qū)域沉降速度是較高的，而當粉煤灰的濃度為500 mg/L時，50 mg/L PEO的這些指標卻是最好的，說明PEO對厭氧污泥的影響和粉煤灰的濃度有關，這是因為當粉煤灰濃度較低時，投加高濃度的PEO時，粉煤灰的晶核作用是有限的，不能迅速形成大量生物絮體;而當投加高濃度的粉煤灰時，隨著溶液中粉煤灰濃度的增加，粉煤灰的晶核作用增強，生物絮體大量形成，處理效果也就隨之提高。
[1]AMY M.BOLLINGER.聚氧化乙烯在工業(yè)廢水處理中的應用[J］.水處理信息報導，1997，78(5):3-6.
[2]徐青林，胡惠仁，謝來蘇.一種適用于機械漿的新型有效助留劑[J］.造紙化學品，2000(1):24-26.
[3]嚴煦世，范瑾初.給水工程[M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999.
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