微生物絮凝剂用于污水强化一级处理

技术总结微生物絮凝剂用于污水强化一级处理杨�开1,�康健雄2,�张永波1,�吕�斌1,�王宏宇1(1.武汉大学土木工程学院,湖北武汉430072;2.华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430074)��摘�要:�采用微生物絮凝剂普鲁兰(Pullulan)和聚合氯化铝复合絮凝的方法,对我国南方低浓度城市污水进行了强化一级处理试验研究。结果表明,在最佳复配比和最佳絮凝动力学条件下,复合絮凝剂对污水浊度、COD、TP、NH3-N等指标的去除率分别达到95%、58%、91%、15%以上,且具有污泥沉降与脱水性能良好、处理费用低等特点。��关键词:�城市污水处理;�微生物絮凝剂;�普鲁兰;�强化一级处理中图分类号:X703.1��文献标识码:C��文章编号:1000-4602(2002)02-0043-03��我国南方城市污水浓度普遍偏低,大多数二级污水处理厂实际运行负荷远小于设计值,这不仅给运行管理带来不便,而且造成资金和能源的巨大浪费[1]。事实上在某些条件下,这种中低浓度污水经一级或强化一级处理后也可接近排放标准。因此,研究适宜的�低投资,少能耗的城市污水强化一级处理技术,对于提高我国南方城市污水处理普及率、有效削减污染物排放总量、控制水环境污染具有重要的现实意义和实用价值。微生物絮凝剂是具有高效絮凝活性的微生物代谢产物,其化学本质主要是糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA等。与传统化学絮凝剂(铝盐、铁盐和聚丙烯酰胺)相比,具有安全无毒、不产生二次污染等优点,是化学絮凝剂理想的替代产品。1�试验材料及方法1�1�普鲁兰生物絮凝剂研究采用华中科技大学康健雄开发的普鲁兰作为微生物絮凝剂,它是出芽短梗霉(AureobasidiumPullulans)胞外产生的粘性多糖大分子物质,表面带负电荷,具有无毒、可食及可生物降解等优点,是一种优良的微生物絮(助)凝剂[2]。普鲁兰为无定形多糖,分子量大小取决于聚合度DP(DegreeofPolymerization);DP及相对分子量范围分别在200~500个葡萄糖残基和2!105~1.0!107间。一般分子量越大絮凝剂活性越高。在结构稳定的前提下,普鲁兰适用pH值范围为2~10,有较高的热稳定性及粘稠感,其粘度随分子量增加而提高、随温度升高而下降。一般平均相对分子量为4!105的1%普鲁兰水溶液在30∀时的粘度约为5000Pa#s,且与pH值无关。1�2�污水水质试验所用污水水样取自武汉市水质净化厂原水收集管渠系统,水质见表1。表1�试验污水水质项目COD(mg�L)BOD5(mg�L)NH3-N(mg�L)TP(mg�L)SS(mg�L)浊度(NTU)pH值范围60~14030~807~1115~2960~10024~967.0~7.31�3�测试项目及方法浊度:采用2100P型浊度仪;氨氮:蒸馏纳氏试剂比色法;总磷:抗坏血酸还原法;污泥含水率:水分快速测定仪;COD:重铬酸钾标准法;絮凝试验:DBJ∃621型六联定时变速搅拌机;脱水试验:采用真空泵和布氏漏斗将泥样先进行真空抽滤,至水分抽干,取泥饼测定。需要说明的是,采用浊度作为主要评价指标的原因:一是原水中悬浮物浓度较低,二是浊度测量更#43#���中国给水排水2002Vol.18����������CHINAWATER&WASTEWATER����������No.2方便。2�结果及分析2�1�最佳复合配比的确定前期的试验表明,由于普鲁兰羟基官能团的存在使普鲁兰分子呈现一定的负电性,因此单独使用普鲁兰对城市污水中同样带负电荷的悬浮物无絮凝效果,只宜作为助凝剂与阳离子混凝剂复配使用。为此,首先通过试验确定试验条件下的最佳复配比。具体做法是先确定聚合氯化铝的最佳投加量,然后在这一投量的基础上,找出复合使用时普鲁兰的最佳投量。反应条件为:快速混合搅拌(200r�min)1min+慢速反应搅拌(60r�min)10min。复合药剂投加顺序为:先加普鲁兰快速搅拌1min后再加聚合氯化铝。试验结果表明,COD的去除率随着聚合氯化铝投加量的增大而提高,超过15mg�L以后的浊度去除率则可能由于再稳定现象而有所下降,而此区间的COD去除率却未同步下降,估计可能和原水中有机物的组分与性质有关。聚合氯化铝投加量为15mg�L时,浊度去除率出现一个峰值(96.5%),COD去除率也较高(达51%),故以15mg�L作为最佳投加量。聚合氯化铝投加量固定不变时,浊度和COD去除率随着普鲁兰投加量的增大而提高,普鲁兰投加量达到0.52mg�L时,絮凝效果明显改善,出水浊度和COD去除率相对于未加普鲁兰时分别提高了20%和5.5%;普鲁兰投加量超过0.6mg�L后浊度和COD去除率增加不再显著,因此确定普鲁兰的最佳投量为0.6mg�L。按以上配比投加普鲁兰和聚合