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间歇活性污泥法处理磺胺废水及其动力学研究(

2017-08-05 01:15 摘要：间歇活性污泥法处理磺胺废水及其动力学研究
关键词：间歇 活性污泥 磺胺 1 材料及方法1.1 废水
　　试验所采用的废水由实际的磺胺废液加自来水和nh4cl、na2hpo4(以bod∶n∶p=100∶5∶1添加)配制而成，废液的性质如表1所示。成分浓度toc(g/l)30～34codmn(g/l)18～26nacl(%)14～16naac(%)7～8磺胺（%）1.8～2.0ts（%）24～27tvs（%）16～18ph6.0～6.2

表1 磺胺废液的性质

　　废液的稀释倍数分别为10倍和20倍。另外，为了考察磺胺的影响，还根据过滤液在稀释20倍时的nacl和naac浓度，人工配制了不含磺胺的废水进行对比。
1.2 试验装置及方法　
　　试验装置的构成如图1所示。　　活性污泥反应器为圆桶形有机玻璃容器，容积为8 l。反应器放在一个恒温水槽中，水温控制在(20±1) ℃。空气泵的气量由转子流量计控制在1～2 l/min，用溶解氧测定仪监测反应器中的溶氧浓度，确保活性污泥混合液溶氧浓度在2 mg/l以上。为了补充因曝气造成的水分损失，在空气泵与散气球之间串联了空气加湿瓶。
　　试验时取2 l驯化好的污泥混合液与4 l废水放入反应器中曝气，并以一定时间间隔取样化验。
1.3 种泥及其驯化方法
　　活性污泥种泥采自城市污水厂的曝气池。种泥的驯化和废水处理分别采用上述滤液的10倍和20倍稀释水进行。第一阶段和第二阶段试验的hrt分别为10d和5d，运转时间各2个月。在驯化期间分别对处理水的doc和混合液污泥浓度进行了测定，同时用显微镜观察了污泥中细菌相的变化。2 试验结果　　图2、3、4分别为废液在10倍稀释、20倍稀释和原水中不含磺胺(人工废水)时，活性污泥反应体系中各指标的逐时变化情况。
　　这里需要说明的是，在做20倍稀释水的试验时夜间没有采样，所以反应的第6 h至22.5 h之间无数据。另外图3中的几个空白点是由于样品测试失败造成的。 3 讨论与分析3.1 指标的相关性
　　试验数据通过线性回归可以得出混合液悬浮固体浓度的soc指标与vss指标以及基质浓度的doc指标与bod指标之间的换算关系，即式(1)、(2)，据此可方便地计算出vss和bod值。
　　vss=1.6soc 581.0 (1)
　　bod=1.9doc-1285.3 (2)
3.2 动力学常数求定
　　为了探讨磺胺的抑制性问题，依据contois型动力学模型[1]对所测得的数据进行回归处理。
　　contois型动力学模型如下：　　(1/x)(ds/dt)=[vm(s/x)]/[ks (s/x)]　　　(3)
　　式中　(1/x)(ds/dt)--基质的比降解速率，h-1
　　　　vm--基质的最大比降解速率，h-1
　　　　ks--饱和常数，mg/l
　　　　x--微生物浓度，mgsoc/l
　　　　s--基质浓度，mgdoc/l　　式(3)简化为一级反应式：
　　(1/x)(ds/dt)=k(s/x)
　　由于间歇活性污泥反应为非稳态反应，故上式可改写为：
　　d(s/x)/dt=k(s/x) (4)
　　其积分式为：
　c=c0exp(-kt) (5)
　　式中 k=vm/ks--反应速率常数
　　　　c=s/x--基质的比生物量浓度，mgdoc/mgsoc　　s/x值在间歇活性污泥法(sbr法)中可视为不同时刻的污泥负荷，它是随反应时间的延长而降低的，其变化趋势与一级反应规律非常符合，因此可通过一级反应方程式进行回归得出其相应的反应速率常数(表2)。原水种类sk

表2 动力学方程式