催化鐵與生物法耦合除磷工藝
摘要:為了研究催化鐵與生物耦合后對生物除磷特性的影響,實驗采用人工配水用厭氧/好氧間歇流式富集培養聚磷微生物。
對比發現,催化鐵與生物耦合組中厭氧末段ORP降低了約60 mV,pH值小幅度的上升(≤0.3),整個培養過程中鐵離子的濃度開始快速增加,之后趨于穩定(約40 mg Fe/g MLSS)。
對好氧末段污泥SVI值比較發現,耦合工藝污泥沉降性能得到改善。
除磷曲線比較發現,耦合組中厭氧末段磷的釋放量下降,而好氧階段磷的吸收速率增加;胞內聚合物提取表明,耦合組厭氧末段聚磷菌細胞內PHA含量有提高,好氧末段糖原含量有下降。
磷形態提取分析表明,耦合組好氧末段污泥中無機態PO3-4-P含量更高。
低濃度鐵離子可以起到與生物耦合同步除磷的目的,本工藝長期運行未發現耦合體系中催化鐵對除磷的抑制作用。
催化鐵方法因其成本低廉、原料易得、效果顯著在工業難降解廢水的預處理方面顯出優勢,該方法利用金屬制造業下腳料為原料,可降低有毒物質的生物毒性,提高可生化性,產生鐵離子對后續生物處理產生積極作用。
王子等認為,將催化鐵與生物耦合在工業廢水處理方面前景良好,且目前已有大型工程應用先例。
如某化工園區處理廠從2006年開始用催化鐵工藝預處理工業廢水,起到強化生物處理的目的,效果良好。
張波等提出,將脫氮除磷工藝厭氧/缺氧/好氧工藝發展成缺氧/厭氧/好氧工藝,正是由于好氧回流液帶來溶解氧,使厭氧釋磷段無法達到嚴格的厭氧環境,致使好氧吸磷能力受到限制,除磷效果不穩。
污水廠采用投加化學藥劑方法強化生物除磷,如投入常見的FeSO4、FeCL3等化學藥劑,會增加了溶液中的鹽分還會消耗廢水堿度,加上一些藥劑本身帶有酸性,使溶液PH下降。
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催化鐵方法作為生物預處理已成功應用于實際工程。
理論上催化鐵體系可以消耗厭氧系統中殘余的DO,創造更嚴格的厭氧環境,對除磷菌的除磷效果的提高有利;同時產生鐵離子,可能起到強化生物脫氮除磷的作用。
張艷等采用催化鐵與生物耦合工藝進行脫氮除磷的研究,通過化學與生物降解的耦合反應可以實現同步脫氮除磷的目的。
因此,有必要研究催化鐵體系對聚磷微生物除磷特性的影響,主要有在厭氧段催化鐵對除磷菌分解胞內聚磷、吸收乙酸形成聚羥基烷酸鹽(PHA)能力的影響,及在好氧段氧化分解胞內PHA、過量吸收磷酸根形成胞內聚磷能力的影響;考察催化鐵產生的鐵離子除磷與生物除磷形成的是耦合還是競爭關系。
為了充分發揮催化鐵方法消除溶解氧的作用,并控制鐵離子的產生量,將研究開發的催化鐵方法置于厭氧段。
1實驗材料與方法
1.1實驗材料
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