活性污泥对四种非极性有机物的吸附

文章编号:025322468(2003)0420546203中图分类号:X701文献标识码:A活性污泥对四种非极性有机物的吸附俞汉青1,郑煜铭1,顾国维2,李咏梅2(1.中国科学技术大学化学系环境工程实验室,合肥230026;21同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092)摘要:以苯酚、氯仿、氯苯和萘作为目标有机物,进行了活性污泥吸附非极性有机物的试验研究,根据活性污泥对非极性有机物的吸附由表面吸附和分配两个部分组成的假说,建立了相应的数学模型q=k1C1Πne+k2Ce,试验结果与模型比较吻合.关键词:活性污泥,吸附,非极性有机物,模型Sorptionoffournon2poplarorganiccompoundsbyactivatedsludgeYUHanqing1,ZHENGYuming1,GUGuowei2,LIYongmei2(1.LaboratoryofEnvironmentalEngineering,DepartmentofChemistry,UniversityofScience&TechnologyofChina,Hefei230026;2.StatekeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092)Abstract:Aninvestigationwasconductedtostudythesorptionofnon2polarorganiccompoundsbyactivatedsludgeusingphenol,chloroform,chlorobenzeneandnaphthaleneastargetorganics.Basedonthehypothesisthatthesorptionofnon2polarorganiccompoundsbyactivatedsludgeisconsistedofsurfaceadsorptionandpartition,amodel,q=k1C1Πne+k2Ce,wasestablished.Thismodelwasfoundtobeadequatefordescribingthesorptionofthefournon2polarorganiccompoundsbyactivatedsludge.Keywords:activatedsludge;sorption;non2polarorganiccompounds;model收稿日期:2002205213;修订日期:2002207226基金项目:中国科学院“引进国外杰出人才计划”资助项目作者简介:俞汉青(1966—),男,教授(博士)废水中的有毒有机物在进入生物处理装置以后,可能出现不同的归宿[1]:被微生物分解代谢;通过曝气作用挥发进入大气;被活性污泥所吸附;随出水流出.在一些工业废水,尤其是化工废水的生化处理装置中,活性污泥中往往积累了较高浓度的有毒物质[2],其中一部分毒物随剩余污泥排出而造成二次污染[3—5].所以,活性污泥对有机毒物的吸附不仅影响毒物的降解,而且对后续的污泥处理产生重要的影响[1].本文报道活性污泥吸附非极性有机毒物的试验结果,建立相应的数学模型,并用试验数据进行验证.1活性污泥吸附非极性有机物的机理分析活性污泥具有较大的比表面积,是一种有多孔结构和胞外聚合物的絮体[5].因此,它对有机物有很好的表面吸附能力.一些研究结果表明,活性污泥内部累积了数倍甚至数十倍于进水浓度的非极性有机物[1,5].另外,活性污泥对非极性有机物的吸附远远高于根据表面吸附公式计算的理论值[5,6].因此,如果活性污泥对非极性有机物仅仅存在表面吸附作用,则无法解释上述现象[1,4].由Chiou等提出的非极性有机物分配理论认为[6]:非极性有机物可以通过溶解作用分配到土壤有机质、水生生物脂肪以及植物的有机质中去,经过一定的时间达到分配平衡.因此,活性污泥对非极性有机物的吸附不仅存在着表面吸附作用,而且也可能包含了污泥中的有机相(尤其是脂类)对有机物的分配作用.活性污泥吸附非极性有机物的可能机理为:在有机物与活性污泥接触以后,污泥中细菌巨大的表面积使部分有机物迅速被吸附在细胞表面;细胞膜中的脂类则将其中部分有机物“溶解”进入细胞内部,从而使细胞表面腾出了吸附位,使更多的有机物又被吸附在细胞表面,脂类再次溶解这些有机物.第23卷第4期2003年7月环境科学学报ACTASCIENTIAECIRCUMSTANTIAEVol.23,No.4Jul.,20032试验方法在活性污泥的吸附试验中,为保证试验结果的准确性和有效性,必须排除生物降解的干扰.在本试验中,我们采取降低pH值的方法使微生物失活,而又