李曉君 尹軍 宋鐵紅
吉林建筑工程學(xué)院城市建設(shè)系

　　本法采用一種自行研制的多孔柔性載體，在進(jìn)行充分曝氣的同時(shí)，使氣、水、載體保持三相混合流化狀態(tài)和良好接觸，從而提高處理效率。

1 試驗(yàn)方法

1.1 檢測指標(biāo)
　　主要檢測指標(biāo)有COD_Cr(自控高壓消化法)；載體生物膜厚度(體積面積折算法)；生物膜脫氫酶活性；DO(碘量法)；生物顯微鏡檢。
1.2 試驗(yàn)方法
　　反應(yīng)器是一有機(jī)玻璃柱，內(nèi)徑10cm，有效高度51cm，有效容積4L，反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣盤，盤中間的曝氣孔徑最大，沿半徑方向曝氣孔徑逐漸減小，這樣就形成了氣、水、填料沿反應(yīng)器中央上升，然后向四周翻落的循環(huán)流態(tài)。反應(yīng)器內(nèi)多孔柔性載體的填充比是25%，載體形狀為邊長10 mm的正方形，孔隙率是82%，載體掛膜后的相對(duì)體積質(zhì)量接近于1，試驗(yàn)中的污水處理流程如圖1所示。

　　每天人工配制的污水經(jīng)高位水箱定量地流向反應(yīng)器，原水和空氣均由反應(yīng)器的底部進(jìn)入。出水和少量的生物污泥由反應(yīng)器上部流至沉淀池經(jīng)固液分離后排出。
　　試驗(yàn)采用某煤氣廢水生物處理廠的回流污泥作為接種污泥，使載體排盡空氣飽吸活性污泥后放置于反應(yīng)器中通水、通氣開始運(yùn)行。3d后進(jìn)行TTC--脫氫酶定性檢測分析，載體呈紅色，說明已具有生化活性。運(yùn)行約10 d，載體表面的生物膜密實(shí)光滑，具有相當(dāng)?shù)奈鬯畠艋芰?，表明掛膜完成?/p>

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 進(jìn)、出水COD值變化曲線
　　試驗(yàn)過程的進(jìn)、出水COD值歷時(shí)曲線如圖2所示。

　　由圖2可見，當(dāng)進(jìn)水COD在150～350 mg/L左右時(shí)出水水質(zhì)較穩(wěn)定，COD可控制在100 mg/L以下。
2.2 COD容積負(fù)荷與去除率關(guān)系
　　COD容積負(fù)荷與去除率關(guān)系曲線如圖3所示呈直線關(guān)系，且COD去除率隨COD容積負(fù)荷的增大而下降。

　　由圖3可見，當(dāng)COD容積負(fù)荷＜4.61kgCOD/(m³·d)時(shí)去除率可達(dá)71.4%以上，效果較理想。
2.3 有機(jī)物降解機(jī)理探討
　　為考察反應(yīng)器載體中的微生物對(duì)有機(jī)物的降解過程，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行了靜態(tài)污水處理試驗(yàn)。在1～5 h的范圍內(nèi)，測定了不同反應(yīng)時(shí)間出水COD濃度，如圖4所示。

　　由圖4可見，多孔柔性載體在流化狀態(tài)下有機(jī)物降解曲線與活性污泥中的生物降解規(guī)律十分相似，存在著明顯的吸附降解段，所不同的只是吸附時(shí)間稍長。這說明該法去除有機(jī)物的機(jī)理與活性污泥法一致，其去除過程主要是通過載體中微生物的作用完成，載體本身并沒有直接的貢獻(xiàn)。

3 載體的生物特性分析

　　試驗(yàn)中采用的多孔柔性載體具有較大孔隙率和良好柔性，表面粗糙度較大，特別適于微生物附著生長。由于該載體體積質(zhì)量適宜(掛膜后與活性污泥相似)，富有彈性，因此在流化運(yùn)行條件下載體表面生物膜密實(shí)光滑，外觀呈乳白色。
3.1 生物膜厚度
　　通過體積—面積折算法計(jì)算出了載體生物膜厚度，其數(shù)據(jù)如表1所示。

　　 據(jù)有關(guān)資料介紹^[1]，當(dāng)生物膜厚度為50～150μm時(shí)，其對(duì)廢水中有機(jī)物的利用率直線上升；而從150～250μm開始，該速度提升緩慢。試驗(yàn)中載體的生物膜平均厚度雖達(dá)298μm，但處理效果還是比較理想的。
3.2 生物相
　　載體的生物膜鏡檢表明，微生物包括細(xì)菌、放線菌、霉菌、球衣菌等原生動(dòng)物及小型后生動(dòng)物。生物膜結(jié)構(gòu)主要由絲狀菌構(gòu)成膜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，細(xì)菌以菌膠團(tuán)的形式填充其中。
3.3 生物膜的脫氫酶活性
　　生物降解主要是在酶的參與下完成的，其中脫氫酶占有重要的地位。脫氫酶的活性可以用來說明微生物的活性，同時(shí)生物膜的脫氫酶活性與水中營養(yǎng)物濃度成正比且與生物耗氧速度呈很好的相關(guān)性。
試驗(yàn)中的脫氫酶活性與載體體積關(guān)系如圖5所示。

　　對(duì)圖5所示曲線進(jìn)行線性回歸，得折算脫氫酶活性與載體體積的線性回歸方程：Y=31.44X+246.22，其中相關(guān)系數(shù)r=0.9941。此方程說明脫氫酶活性與載體體積之間呈很強(qiáng)的線性相關(guān)性。

4 結(jié)論

　?、?采用新型多孔柔性載體在流化狀態(tài)下處理污水時(shí)，當(dāng)COD容積負(fù)荷＜4.61 kgCOD/(m³·d)時(shí)，COD去除率可達(dá)71.4%以上。
　　② 多孔性載體在流化狀態(tài)下降解污水中有機(jī)物的規(guī)律與活性污泥法十分相似，存在著明顯的吸附降解段，所不同的是吸附時(shí)間稍長。
　?、? 通過對(duì)載體中生物膜脫氫酶活性的測定結(jié)果可知，脫氫酶活性與載體體積成正比，呈較強(qiáng)的線性相關(guān)性。
　?、? 多孔柔性載體生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格低廉，具有較高的應(yīng)用研究價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

　　1 尹軍等.流化式生物膜法處理含酚廢水的效能?環(huán)境科學(xué)，1996；17(7)

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