粉末活性炭_生物处理技术机理与应用_文一波 - 副本

一270·化工2995年第15卷粉末活性炭一生物处理技术机理与应用文一波化工部(北京市规划院100013)粉末活性炭一生物处理技术是众多废水处理方法中行之有效的方法之一。本文分别用活性污泥强化、生物再生和代谢终产物吸附三种作用机理对工艺进行了阐述,同时对目前国外这一技术的研究与应用进行了较系统的介绍,并对该工艺的经济技术性能进行了一定的说明。1前言随着工业生产的不断发展,水环境污染日趋严重。尽管目前很多工厂都采用了传统的二级处理方法,但是有些废水如染料、农药及焦化废水等,由于其生物毒性大,可生化性较差,往往处理效果不很理想,处理后出水达不到国家排放标准。而且有些废水即使其处理出水的coD、BoD等指标达到了国家排放标准,但出水中却残留着难降解、致癌和致突变物1992年3月2魂日收稿荷小于某一数值且氨氮负荷也不过高时,硝化过程可以进行得比较彻底。对于缺氧反硝化池,进水BOD。/TKN>4,硝酸盐氮负荷也不过高时,反硝化过程可以进行得较彻底。4.3回流比R在反硝化一硝化过程中的作用当曝气池BOD。负荷、污泥浓度和泥龄、温度和pH及曝’气池内溶解氧等都处于硝化过程非常有利的条件时,刀,、,:及Bon。去除率均较高。这时,出水氨氮主要受硝化混合液的回流比R大小所影响。另外,兼性厌氧反硝化菌是在缺氧条件下利用硝酸盐作为电子受体,有机碳作为电子供体,在脱氮的同时氧化分解了废水中大量的有机物。所以,反硝化可使用于氨氮氧化的氧得以部分“回收”(理论最大收率为62.5%),而回流是内碳源前反硝化A/O流程中向反硝化池内提供硝酸盐的唯一途径,故R的大小是A/O脱氮过程的关键因素之一。随着回流比R的增加,氮污染物的去除率有相应的增加,回流至反硝化池内的硝酸盐量也增加,相应地增强了缺氧池内有机物的降解能力,减轻了好氧池的负荷,对整个A/0过程是十分有利的。但R也不可过大,一方面,过大的R对A/O过程的改善并不明显,但却明显地增加了循环水泵的能耗。5结束语内碳源前反硝化脱氮流程,由于经济实用,是工程中最常采用的脱氮工艺。本文所描述的计算公式,可用于估算A/0系统在稳态运行下生物脱氮效果,为工程设计及确定试验流程提供了参考依据。参考文献顾夏声.废水生物处理数学模式(第一版),北京:清华大学出版社,2092.59。张自杰,周帆.活性污泥生物学与反应动力学(第一版),北京:中国环境科学出版社,1950.6“。杜赦林等.缺氧一好氧生物膜法系统处理睛纶度水中的氮氮.环境科学,1986,7(2):48。秦麟源.座水的生物处理(第一版),上海:同济大学出版社,1989.307。第5期环保质,对水体污染仍相当严重。基于此原因,有些发达国家早在70年代就要求工业企业采用BATEA技术(最佳适用技术)处理工业废水〔”,其主要内容是,要求在二级生化处理之后,采用颗粒活性炭(GAc)吸附,作为最后净化处理(polishingstep),但这需要增加大量投资和运行管理费用。因此,各企业积极寻求低成本且可以满足BATEA技术要求的处理方法,其中粉末活性炭(PAC)一生物处理法在技术和经济上均可以替代增设GAC吸附的方法。2粉末活性炭一生物处理机理及其工艺2.1粉末活性炭一生物处理工艺粉末活性炭一生物处理方法是一种在活性污泥系统中投加粉末活性炭(PAc)的改良的活性污泥法。PAC可以直接投入曝气池,也可以与初沉池出水混合后再进人生物处理系统,PAc与生物固体结合在一起,在二沉池中与废水分离后返回系统。图l是典型的粉末活性炭-生物处理工艺流程图。初沉池曝气池图1典型的粉末活性炎一生物处理工艺流程PAc强化的活性污泥法的优越性已被很多中试或工业化规模的废水处理试验和运行结果所证明。其中一种在活性污泥系统中投加PAC的技术已被杜邦(DuPon)t公司于1972年申请为专利〔,’,即所谓的pACT工艺(powderedAetivatedCarb。nTreatmentProcess)。与传统活性污泥法比较,PAC强化的活性污泥法一般认为有以下优点〔’,3,`’:(l)可以提高难降解有机物去除效果。(2)提高系统抵抗毒物冲击能力。(3)提高系统脱色效果。(4)改善污泥沉降和脱水性能。(5)提高硝化反应效率。(6)缩短系统水力停留时间。(7)减少曝气池的泡沫产生量。(8)提高系统运行稳定性能。2.2粉末活性炭一生物处理作用机理2.2.1活性污泥的强化有机污染物按其生物降解特性可分为易降解和难降解两类,而根据活性炭吸附性能则又分为可吸附和难于吸附两大类。通常PAC对难于降解的有机物具有较好的吸附性能。在粉末活性炭强化生物处理工艺中,难降解的有机物首先被吸附在PAC表面。这样,宏观环境中的难降解物质和有毒物质的浓度减少,处于游离状态的微生物活性提高,对污染物的分解和去除能力增强。同时由于PAC对难降