活性污泥法處理含砷廢水

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國(guó)內(nèi)外諸多研究表明，活性污泥ECP（胞外多聚物）能大量吸附溶液中的金屬離子，尤其是重金屬離子，他們與ECP的絡(luò)合更為穩(wěn)定。關(guān)于吸附機(jī)制，在ECP的復(fù)雜成分中吸附重金屬離子的似乎是糖類。Brown和Lester（1979）指出ECP中的中性糖和陰離子多糖有著吸附不同金屬離子的結(jié)合點(diǎn)位，不同價(jià)態(tài)或不同電荷的金屬離子可以在不同的點(diǎn)位與 ECP結(jié)合，如中性糖的羥基、陰離子多聚物的羥基都可能是金屬的結(jié)合位。表面吸附是指活性污泥微生物的胞外多聚物（甲殼素、殼聚糖等）含有配位基團(tuán)—OH，—COOH，—NH2，PO43-和—HS等，他們與金屬離子進(jìn)行沉淀、絡(luò)合、離子交換和吸附，其特點(diǎn)是快速、可逆和不需要外加能量，與代謝無關(guān)；胞外吸收通過金屬離子和胞內(nèi)的透膜酶、水解酶相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)，速度較慢需要能量，而且與代謝有關(guān)。
   
        此外，Ralinske指出：好氧生物能大量富集各種重金屬離子，這些離子積累于細(xì)胞外多聚物中，并在厭氧條件下釋放回液相中。這就有利于我們?cè)诙脸刂蟹蛛x和沉降重金屬離子。

        在活性污泥法處理含砷廢水的實(shí)驗(yàn)中，存在許多影響因素，主要影響因素如下：

        （1）不同價(jià)態(tài)的砷對(duì)活性污泥的毒性不同。

        實(shí)驗(yàn)表明，As(III)對(duì)脫氫酶的毒性比As(V)平均大53倍。As(III)對(duì)蛋白酶活性的毒性約為As(V)的75倍。還有，As(III)對(duì)活性污泥脲酶活性的毒害作用是As(V)的35倍。所以處理含砷廢水時(shí)有必要將As(III)氧化成As(V)。實(shí)驗(yàn)還表明，活性污泥對(duì)低濃度砷的去除率高于對(duì)高濃度砷的去除率，這是由于污泥的吸附能力有限所造成的。此外，重金屬離子濃度小于5mg•L-1時(shí)，活性污泥法對(duì)污水中有機(jī)物的處理效果不受重金屬影響，當(dāng)重金屬離子濃度大于30mg•L-1時(shí)，活性污泥法污水中有機(jī)物的處理效果則大大受到影響。

        （2）有機(jī)負(fù)荷

　　有機(jī)負(fù)荷對(duì)活性污泥去除五價(jià)砷也有較大的影響，有機(jī)負(fù)荷高，去除率也高。主要有兩方面的原因：一是污水中的有機(jī)物本身可和五價(jià)砷相結(jié)合，降低了污水中砷的濃度；二是有機(jī)物濃度高有利微生物生長(zhǎng)繁殖，這進(jìn)一步提高活性污泥對(duì)五價(jià)砷的去除率。此外，有機(jī)負(fù)荷高還可以防止污泥膨脹。因?yàn)樵诟哂袡C(jī)負(fù)荷環(huán)境中絮狀菌比大多數(shù)絲狀菌有更強(qiáng)的吸附和存貯營(yíng)養(yǎng)物能力，能夠充分利用高濃度的底物迅速增殖，具有較高的比生長(zhǎng)速率，抑制了絲狀菌的生長(zhǎng)。在低負(fù)荷下混合液中底物濃度長(zhǎng)時(shí)間都低，由于缺少足夠的營(yíng)養(yǎng)底物，絮狀菌的生長(zhǎng)受到抑制，而絲狀菌具有較大的比表面積，當(dāng)環(huán)境不利于微生物的生長(zhǎng)時(shí)，絲狀菌會(huì)從菌膠團(tuán)中伸展出來以增加其攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表面積。一方面，伸出絮體之外的絲狀菌更易吸收底物和營(yíng)養(yǎng)，其生長(zhǎng)速率高于絮狀菌，從而成為活性污泥中的優(yōu)勢(shì)菌種；另一方面，絲狀菌越多，其菌絲越長(zhǎng)，活性污泥越不易沉降，SVI越高，導(dǎo)致了污泥膨脹。