生物絮凝剂应用于松花江水处理的试验研究

收稿日期:2013－03－02修回日期:2013－04－07基金项目:南京市重点建设学科环境科学项目，南京晓庄学院资助项目(2011NXY03)．作者简介:常玉广，博士，南京晓庄学院生物化工与环境工程学院讲师．研究方向:水污染控制工程．E－mail:changyuguang@yahoo．com．cn2013年5月第3期南京晓庄学院学报JOUＲNALOFNANJINGXIAOZHUANGUNIVEＲSITYMay2013No．3生物絮凝剂应用于松花江水处理的试验研究常玉广(南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，江苏南京211171)摘要:该实验以生物絮凝剂为水处理材料，以松花江的水源水为被处理对象，将生物絮凝剂应用到动态流混凝沉淀试验．通过絮凝率验证絮凝剂应用于松花江水的处理效果，絮凝率达到85%，以及生物絮凝剂对浊度和色度有良好的去除效果，分别达到87%和70%，并且UV254去除率达到32%．同时，对松花江的水源水和絮凝后的沉降水进行色谱－质谱联机分析(GC/MS)，比较其中有机物的变化，结果显示，松花江原水中含有邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和硝基苯等优先控制污染物被生物絮凝剂有效去除．关键词:生物絮凝剂;絮凝水平;色谱－质谱联机分析中图分类号:X172文献标识码:A文章编号:1009－7902(2013)03－0068－03城镇用水及工业废水处理中，絮凝(混凝)过程是应用最普遍的关键环节之一［1］．絮凝技术是目前国内外用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术，絮凝效果的好坏，直接决定着后续单元过程的运行工况、处理费用及最终出水水质．本实验利用动态流混凝沉淀试验，将生物絮凝剂投加到模拟实验中，通过絮凝试验进行验证．主要以松花江水为被处理对象来研究絮凝剂的处理效果，以便为实际的工程应用提供依据．同时，对松花江原水和絮凝后的沉降水进行色谱－质谱联机分析(GC/MS)，比较其中有机物的变化．1材料与方法1．1材料生物絮凝剂为黑龙江省环境生物技术重点实验室开发［2］，以哈尔滨市松花江水作为实验用水．1．2实验方法1．2．1絮凝试验絮凝过程结束后，静置20min后于波长550nm处测定吸光度(B)．以蒸馏水代替培养液作对照空白，于波长550nm处测定吸光度(A)．通过絮凝率F来表示絮凝活性，公式如下［8］．F=(B－A)/B×100%．1．2．2动态流混凝沉淀试验试验装置如图1所示，由左端进水口进入反应装置，经过快速搅拌(160r·min－1，40s)和慢速搅拌(40r·min－1，280s)后进入斜板沉淀池，沉淀池停留时间为20min，然后由穿孔集水管流出，进入清水槽．设计四个取水点，分别:①进水点;②快速搅拌结束;③进入斜板沉淀池前;④清水槽．图1动态流混凝沉淀试验装置1．2．3测定项目及分析方法为了检验絮凝效果，对絮凝后的水质进行分析．分析项目及方法是:①浊度:浊度仪;②色度:铂钴标准比色法;③水中细菌总数:平板菌落计数法;④—86—UV254:紫外分光光度计;⑤高锰酸盐指数:高锰酸钾法;⑥有机物色谱－质谱联机分析(GC/MS):采用GC/MS分析技术对松花江原水与生物絮凝剂处理的沉后水中有机物进行定性分析，对比其中的有机物的变化，为研究有机物的去除规律提供了依据．同时研究复合型生物絮凝剂发酵液中的有机物，对有机物进行定性分析［8］．2结果与分析2．1动态流混凝沉淀试验的絮凝效果为了更好的验证生物絮凝剂在实际水处理中应用的可行性，根据混凝试验的工作原理，设计了一套动态流混凝沉淀试验装置，其水利条件和停留时间均模拟实际的水处理工艺．所用的水仍取自松花江水．试验装置如图1所示，投加10%CaCl2溶1．5ml·L－1，pH值7．5，投加助凝剂10%CaCl21．5mL·L－1．分析生物絮凝剂的投加量不同所引起的絮凝率的变化．图2生物絮凝剂投加量对絮凝效果的影响实验过程中发现，当生物絮凝剂投加量小于2ml·L－1时，在慢速搅拌时浊度下降较慢，而且最后沉淀不完全，当投加量大于等于3ml·L－1时，虽然产生矾花较快，但却因为投加量的过大而引入了多余的浊度，影响了效果，当生物絮凝剂投加量等于2ml·L－1时，产生大块矾花，沉降速度加快，此时絮凝率达到85%，当生物絮凝剂投加量等于2．5ml·L－1时，絮凝效果与2ml·L－1基本一致，从降低成本考虑，确定处理松花江水的最佳投加量为2ml·L－1．由此可见，生物絮凝剂具有良好的絮凝沉降性能，对松花江水起到良好的处理效果．2．2水质常规分析结果以动态流实验为基础，测定原水和经生物絮凝剂处理的沉后水的浊度、色度、细菌总数、UV254和高锰酸盐指数，并作以对比．以投加生物絮凝剂的量为2mL·L－1为基准，pH值在7．5，投加助凝剂10%CaCl21．5mL·L－1．开始絮凝实验，沉降2