煤粉活性污泥處理廢水的試驗(yàn)研究

余 潔

（山西迅速環(huán)境工程技術(shù)有限公司，山西 太原 030000）

廢水處理是當(dāng)前對(duì)水資源進(jìn)行充分利用，解決并減少廢水對(duì)環(huán)境污染的主要途徑之一。對(duì)于廢水治理而言，一方面要求可對(duì)廢水進(jìn)行高效處理，另一方面要求處理后的產(chǎn)物避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。本文通過煤粉為核心載體馴化活性污泥制備煤粉活性污泥，旨在達(dá)到提高廢水處理效果的同時(shí)，極大提升廢水處理的副產(chǎn)物污泥的燃燒性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水處理副產(chǎn)物的充分利用，并重點(diǎn)開展了煤粉活性污泥對(duì)廢水處理效果的影響，包括煤粉投加量、煤粉顆粒等指標(biāo)[1]。

1 煤粉活性污泥的制備

本次試驗(yàn)所采用的基于煤粉為載體馴化活性污泥制備煤粉活性污泥的裝置如圖1 所示：

圖1 煤粉活性污泥制備試驗(yàn)裝置

如圖1 所示，所采用基于煤粉載體馴化活性污泥根本核心反應(yīng)器的直徑為35 cm，高度為60 cm；同樣基于上述裝置對(duì)應(yīng)的對(duì)污水進(jìn)行處理的小型反應(yīng)器的直徑為15 cm，高度為32 cm。如圖1 所示的煤粉活性污泥反應(yīng)器和污水處理裝置的曝氣方式通過在裝置底部采用鼓風(fēng)機(jī)的方式進(jìn)行供氧，動(dòng)力來源為氣泵，期間通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)對(duì)所輸入氧氣的量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)曝氣速率的控制[2]。

在試驗(yàn)前對(duì)生活污水進(jìn)行采樣，并采用相關(guān)方法對(duì)生活污水中的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。其中，COD 通過重絡(luò)酸鉀法進(jìn)行檢測(cè)；NH4+-N 通過鈉氏試劑分光光度法進(jìn)行檢測(cè)；TP 值通過鉬酸銨分光光度法進(jìn)行檢測(cè)；pH 值通過pH 計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表1 所示：

表1 生活污水水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

本次試驗(yàn)所采用的污泥為某污水處理廠曝氣池獲得，該污泥屬于活性污泥，顏色呈現(xiàn)為深灰褐色。

本次試驗(yàn)所采用的煤粉屬于常用的燃料，從原理上講該煤粉可對(duì)污水中的重金屬等污染物進(jìn)行有效吸附，要求所采用的煤粉的顆粒直徑小于0.5 mm，并根據(jù)試驗(yàn)需求將煤粉進(jìn)行分等級(jí)，包括有60～80 目（0.178～0.25 mm）、80～100 目（0.150～0.178 mm）、100～120 目（0.125～0.150mm）、120～140 目（0.106～0.125 mm）；對(duì)分等級(jí)的煤粉在105 ℃的溫度下進(jìn)行烘干操作后將對(duì)其進(jìn)行2 h 的冷卻，并最終密封等待后續(xù)的試驗(yàn)。

2 煤粉投加量對(duì)廢水處理效果的影響

本節(jié)試驗(yàn)對(duì)普通活性污泥與煤粉活性污泥對(duì)廢水處理效果進(jìn)行對(duì)比外，針對(duì)煤粉活性污泥對(duì)在馴化期間所投加的煤粉量對(duì)最終所得煤粉活性污泥對(duì)廢水處理效果進(jìn)行對(duì)比。本次試驗(yàn)通過對(duì)廢水中COD、氨氮、總磷以及其他污染物的去除效果進(jìn)行對(duì)比反應(yīng)對(duì)廢水的處理效果。

2.1 煤粉投加量對(duì)廢水COD 去除效果的影響

煤粉投加量為0 g/L 對(duì)應(yīng)的為普通活性污泥，并對(duì)煤粉活性污泥中所投加的煤粉量分別對(duì)0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L 對(duì)廢水中COD 的去除效果進(jìn)行對(duì)比。本次試驗(yàn)中所采用生活污水的樣品中COD 值為430～450 mg/L，COD 的平均值為440.80 mg/L。試驗(yàn)結(jié)果如表2 所示：

表2 煤粉投加量對(duì)生活污水中COD 的去除率對(duì)比

如表2 所示，采用普通活性污泥和煤粉活性污泥對(duì)生活污水中COD 去除后，最終出水的平均濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；而且，隨著煤粉投加量的增加，對(duì)應(yīng)污水中COD 的去除率呈現(xiàn)先增大后變小的變化趨勢(shì)，且在當(dāng)煤粉投加量為0.4 g/L 時(shí)對(duì)應(yīng)所馴化的煤粉活性污泥對(duì)污水中COD 的去除率最大[3]。

總的來講，采用煤粉活性污泥可對(duì)生活污水中COD 污染區(qū)進(jìn)行大部分去除。

2.2 煤粉投加量對(duì)廢水氨氮去除效果的影響

煤粉投加量為0 g/L 對(duì)應(yīng)的為普通活性污泥，并對(duì)煤粉活性污泥中所投加的煤粉量分別對(duì)0.2、0.4、0.6、0.8、1 g/L 對(duì)廢水中氨氮的去除效果進(jìn)行對(duì)比。本次試驗(yàn)中所采用生活污水樣品中氨氮的質(zhì)量濃度為45～55 mg/L，氨氮的平均質(zhì)量濃度為49.33 mg/L。試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示：

表3 煤粉投加量對(duì)生活污水中氨氮的去除率對(duì)比

如表4 所示，采用普通活性污泥和煤粉活性污泥對(duì)生活污水中氨氮去除后，最終出水的平均濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；而且，隨著煤粉投加量的增加，對(duì)應(yīng)污水中氨氮的去除率呈現(xiàn)先增大后變小的變化趨勢(shì)，且在當(dāng)煤粉投加量為0.4 g/L 和0.2 g/L 時(shí)對(duì)生活污水中氨氮的去除率相近，兼顧經(jīng)濟(jì)性和去除效果，確定煤粉投加量為0.4g/L 時(shí)對(duì)應(yīng)所馴化的煤粉活性污泥對(duì)污水中氨氮的去除率最大[4]。

表4 煤粉投加量對(duì)生活污水中總磷的去除率對(duì)比

2.3 煤粉投加量對(duì)廢水總磷去除效果的影響

煤粉投加量為0 g/L 對(duì)應(yīng)的為普通活性污泥，并對(duì)煤粉活性污泥中所投加的煤粉量分別對(duì)0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/L 對(duì)廢水中總磷的去除效果進(jìn)行對(duì)比。本次試驗(yàn)中所采用生活污水樣品中總磷的質(zhì)量濃度為3～4.5 mg/L，總磷的平均質(zhì)量濃度為3.56 mg/L。試驗(yàn)結(jié)果如表4 所示：

如表4 所示，采用普通活性污泥和煤粉活性污泥對(duì)生活污水中總磷去除后，最終出水的平均濃度均可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；而且，隨著煤粉投加量的增加，對(duì)應(yīng)污水中總磷的去除率呈現(xiàn)先增大后變小的變化趨勢(shì)，且當(dāng)煤粉投加量為0.4 g/L 時(shí)對(duì)應(yīng)所馴化的煤粉活性污泥對(duì)污水中總磷的去除率最大[5]。

綜上所述，當(dāng)制備煤粉活性污泥時(shí)采投加的煤粉量為0.4 g/L 可實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水中總磷、氨氮和COD的高效去除。

3 結(jié)語

目前，污水主要通過普通污泥進(jìn)行處理，在處理后所產(chǎn)生的污泥會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。為此，通過在普通活性污泥中投加一定量的煤粉，在提高對(duì)污水中污染物去除率的同時(shí)，最終所得污泥在煤粉的作用下可進(jìn)行焚燒進(jìn)行處理。本文重點(diǎn)開展了不同煤粉投加量對(duì)污水中COD、氨氮以及總磷的去除效果進(jìn)行對(duì)比。

通過試驗(yàn)研究可知，投加0～1 g/L 煤粉時(shí)，隨著煤粉投加量的增加對(duì)污水中COD、氨氮和總磷的去除率呈現(xiàn)為先增大后減小的變化趨勢(shì)；而且，當(dāng)煤粉投加量為0.4 g/L 時(shí)對(duì)應(yīng)的污水治理效果最佳，最終對(duì)COD 的去除率可達(dá)93.99%，對(duì)氨氮的去除率可達(dá)97.88%，對(duì)總磷的去除率可達(dá)96.61%，最終出水均滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。