不同價態(tài)鉻在活性污泥系統(tǒng)中固、液相分配規(guī)律及其對系統(tǒng)影響的研究.pdf

1、活性污泥法是目前我國大規(guī)模城市污水處理的主要工藝方法。目前，由于監(jiān)管缺失，城市污水廠在接納生活污水的同時，也會接納一部分超標(biāo)排放的工業(yè)廢水，伴隨重金屬、有毒有機(jī)物等物質(zhì)進(jìn)入城市污水廠生物處理系統(tǒng)。重金屬鉻是一種毒性強(qiáng)、使用廣泛的工業(yè)原料，鉻的工業(yè)廢棄物中以Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）為常見價態(tài)，Cr（Ⅵ）則是國家重點控制的劇毒物質(zhì)。近年來，鉻渣、鉻液、鉻膠囊等事件已經(jīng)引起了國人對鉻污染的高度關(guān)注。含鉻廢水作為一種工業(yè)常見排放污染物，進(jìn)入城市污

2、水管網(wǎng)后對城市污水廠是一個潛在威脅，需要認(rèn)真考慮城市污水廠在保證自身正常運(yùn)行的情況下是否有能力接納此類廢水，以及接納后鉻在活性污泥生物處理系統(tǒng)內(nèi)的遷移過程及其最終去向。
　　本課題先進(jìn)行實驗室SBR小試實驗，后進(jìn)行與污水廠同步運(yùn)行的Orbal氧化溝中試模型實驗，分別模擬了含Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）廢水進(jìn)入活性污泥系統(tǒng)后，鉻在系統(tǒng)內(nèi)由液相溶解態(tài)向固相吸附態(tài)的遷移轉(zhuǎn)化過程，及其在Orbal氧化溝各處理單元中的濃度分布。同時，研究了兩種價

3、態(tài)鉻在不同濃度下對微生物活性及生物處理系統(tǒng)污水處理效能的影響。
　　小試實驗中，分別模擬和分析了5個濃度下含Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）人工配水進(jìn)入SBR活性污泥系統(tǒng)后，鉻在系統(tǒng)內(nèi)由液相溶解向固相吸附的遷移轉(zhuǎn)化過程。結(jié)果表明，溶解性鉻在進(jìn)入系統(tǒng)后，會被活性污泥吸附固化，從而由液相逐漸向固相遷移富集?；钚晕勰鄬θ芙庑糟t有較好的吸附效果，且對初始價態(tài)為Cr（Ⅲ）組中鉻的吸附效果要好于初始價態(tài)為Cr（Ⅵ）組：24h實驗結(jié)束時，初始價態(tài)為Cr（

4、Ⅵ）時，各初始濃度下最終存在于固相中的鉻量占整個系統(tǒng)中鉻量的比例分別為97.93％、98.70%、92.89%、65.82%、36.86%；初始價態(tài)Cr（Ⅲ）時，各初始濃度下最終存在于固相中的鉻量占整個系統(tǒng)中鉻量的比例分別為98.28%、99.30%、96.23%、96.27%、73.61%；活性污泥吸附鉻的過程中，鉻的初始濃度和初始價態(tài)是影響活性污泥對其吸附的主要原因。
　　使用與重慶市渝北區(qū)城北污水廠同步運(yùn)行的Orbal氧化溝

5、中試模型，分別模擬了含不同濃度Cr（Ⅲ）及Cr（Ⅵ）進(jìn)水4h沖擊下，鉻在系統(tǒng)內(nèi)的固液相分配、空間分布及其在系統(tǒng)內(nèi)最終去向。結(jié)果表明，系統(tǒng)在10.0、20.0、30.0mg/L鉻濃度進(jìn)水的4h沖擊下，能對進(jìn)水中的鉻取得較好的去除效果，但出水鉻濃度會出現(xiàn)一段時間超標(biāo)，超標(biāo)持續(xù)時間隨沖擊濃度的增加而延長。Orbal氧化溝對Cr（Ⅲ）的去除效果要好于Cr（Ⅵ）。
　　鉻進(jìn)入Orbal氧化溝活性污泥系統(tǒng)后，部分鉻隨出水流出系統(tǒng)，大部分殘留于

6、系統(tǒng)中并96%以上被活性污泥吸附固化。44h實驗結(jié)束時，鉻在不同處理單元中濃度分布呈平均化的趨勢；初始價態(tài)為六價時，三個沖擊濃度下隨出水流出系統(tǒng)的鉻量占進(jìn)入系統(tǒng)鉻總量的17.28%、23.51%和43.87%；初始價態(tài)為三價時，三個進(jìn)水濃度沖擊下，隨出水流出系統(tǒng)的鉻量占進(jìn)入系統(tǒng)鉻總量的14.15%、22.17%和36.58%。鉻的初始價態(tài)為三價時，鉻更易在活性污泥系統(tǒng)內(nèi)富集。
　　通過一定污泥濃度下活性污泥在24h內(nèi)的耗氧量來表征

7、活微生物的活性，進(jìn)行不同價態(tài)鉻對微生物活性的抑制實驗。結(jié)果表明，進(jìn)水中鉻的初始濃度與活性污泥微生物24h內(nèi)耗氧量有較明顯的線性關(guān)系；Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）對微生物活性均會產(chǎn)生明顯地抑制，Cr（Ⅵ）對微生物活性的影響明顯強(qiáng)于Cr（Ⅲ）；相對于對照組，0.5mg/L下的Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）均會對微生物活性產(chǎn)生一定的促進(jìn)作用，當(dāng)兩種價態(tài)的鉻濃度大于1.0mg/L后，抑制作用開始顯現(xiàn)，Cr（Ⅵ）也開始表現(xiàn)出比Cr（Ⅲ）更強(qiáng)的生物毒性。