生物處理過程中阻垢劑對鈣質(zhì)污泥減量化效果影響的研究.pdf

1、本文模擬某明膠公司生產(chǎn)排放的高氯、高鈣有機廢水水質(zhì)，通過實驗室自配該廢水作為實驗用水（即供試廢水）。并分別通過預(yù)處理法加入阻垢劑、活性污泥法加入阻垢劑（與不加阻垢劑的空白反應(yīng)器進(jìn)行對比）來處理該廢水。研究了在不同反應(yīng)條件下，阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉在預(yù)處理法及活性污泥法中對該廢水的阻垢效果、COD去除率、活性污泥的沉降性能、生物相變化規(guī)律以及污泥減量化程度。實驗結(jié)果表明：
　　通過預(yù)處理法和活性污泥法工藝對自配高氯、高鈣有機廢水進(jìn)行處

2、理的實驗研究可知阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉對高氯、高鈣有機廢水中Ca2+的阻垢率受到體系中阻垢劑的投加量、供試廢水pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間的影響。實驗結(jié)果表明阻垢劑與高鈣廢水中Ca2+絡(luò)合反應(yīng)，達(dá)到最佳阻垢率的條件為：阻垢劑投加量15 mg/L，供試廢水pH=6.0，反應(yīng)溫度35℃（活性污泥法為30℃），反應(yīng)時間12 h。在該反應(yīng)條件下，聚環(huán)氧琥珀酸鈉對廢水中Ca2+的阻垢效果最好，阻垢率最大，為78.32％（活性污泥法為75.06%）。利用

3、阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉與高鈣廢水中的Ca2+反應(yīng)，生成可溶于水的穩(wěn)定的螯合物，有效地降低了廢水中78.32%（活性污泥法為75.06%）的Ca2+生成CaCO3垢析出沉積在活性污泥上，從而減少了沉積在活性污泥上CaCO3垢的量，在一定程度上達(dá)到了污泥減量化的目的，增強了污泥的生物活性，節(jié)省了污泥處理的成本。但是相比于本文第3章阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉在高鈣廢水預(yù)處理過程中的最大阻垢率78.32%，本文第4章阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉在活性污泥法工藝

4、處理高鈣廢水過程中的最大阻垢率為75.06%，比78.32%要低。這可能是因為高鈣廢水中的Ca2+和活性污泥胞外聚合物（EPS）中的負(fù)電基團(tuán)之間相結(jié)合，形成穩(wěn)定的化合物，使得廢水中的Ca2+濃度下降，造成與阻垢劑絡(luò)合反應(yīng)的Ca2+減少，從而使得最大阻垢率降低。
　　在用活性污泥法對自配高氯、高鈣有機廢水進(jìn)行處理的工藝中，投加阻垢劑的1號反應(yīng)器中活性污泥的MLSS平均值為3810 mg/L，而不加阻垢劑的2號反應(yīng)器中活性污泥的MLS

5、S平均值為5687 mg/L，加了阻垢劑的反應(yīng)器中活性污泥的MLSS平均值明顯低于不加阻垢劑的反應(yīng)器中活性污泥的MLSS平均值，所以阻垢劑在污泥減量化過程中起到非常重要的作用，加入阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸鈉能使反應(yīng)器中的污泥減量，達(dá)到污泥減量化的目的。
　　在用活性污泥法對自配高氯、高鈣有機廢水進(jìn)行處理的工藝中，投加阻垢劑的1號反應(yīng)器中活性污泥的SVI值在第一個實驗周期為70 mL/g，在最后一個實驗周期為130 mL/g；而不加阻垢劑

6、的2號反應(yīng)器中活性污泥的SVI值在第一個實驗周期為51 mL/g，在最后一個實驗周期為56 mL/g，投加阻垢劑可使1號反應(yīng)器中CaCO3垢沉積到活性污泥上的量低于不加阻垢劑的2號反應(yīng)器，使得1號反應(yīng)器中污泥的無機物含量及可壓縮性低于2號反應(yīng)器；1號反應(yīng)器中污泥的沉降性能低于2號反應(yīng)器，從而使得2號反應(yīng)器的SVI值低于1號反應(yīng)器。1號反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的生物活性高于2號反應(yīng)器。
　　在用活性污泥法對自配高氯、高鈣有機廢水進(jìn)行處理的工

7、藝中，加入阻垢劑的1號反應(yīng)器的COD去除率明顯高于未加阻垢劑的2號反應(yīng)器的COD去除率，平均相差14.59%，且1號反應(yīng)器的COD去除率與2號反應(yīng)器的COD去除率相比，數(shù)值上下波動較小，1號反應(yīng)器內(nèi)污泥生物活性良好，運行穩(wěn)定。
　　通過對三種阻垢劑聚丙烯酸（PAA）、聚天冬氨酸（PASP）、聚環(huán)氧琥珀酸鈉（PESA）的可生物降解性研究可知，PAA的10 d降解率為18.32%，28 d降解率為39.87%，評價為可生物降解性阻垢劑

8、，PASP和PESA的10 d和28 d降解率分別為28.69%、65.34%和18.81%、70.29%，評價為易生物降解性阻垢劑。由于PASP和PESA不會對活性污泥處理系統(tǒng)產(chǎn)生高聚物富集等二次污染，所以可作為長期使用的綠色安全型阻垢劑。而PAA長期使用會對活性污泥處理系統(tǒng)產(chǎn)生高聚物富集二次污染，所以PAA則被建議短期使用。此外，根據(jù)趙凱的研究發(fā)現(xiàn)將PASP應(yīng)用于高氯、高鈣有機廢水的處理過程中COD的去除率出現(xiàn)負(fù)值，即COD去除率下

9、降。所以在高氯、高鈣有機廢水的處理過程中不建議使用PASP。因此，本文在對高氯、高鈣有機廢水處理過程中選用的阻垢劑為聚環(huán)氧琥珀酸鈉（PESA）。
　　綜上所述，本文分別通過預(yù)處理法加入阻垢劑、活性污泥法加入阻垢劑（與不加阻垢劑的空白反應(yīng)器進(jìn)行對比）來處理高鈣明膠廢水，對這兩種方法所得的最佳阻垢率進(jìn)行對比可知：這兩種方法都可以達(dá)到污泥減量化的目的，只不過預(yù)處理法加入阻垢劑對高鈣明膠廢水的阻垢效果要好于活性污泥法加入阻垢劑，前者的污泥