活性污泥对污水中有机物的吸附降解特性实验研究

摘要

活性污泥法是目前污水处理的主流工艺，水中有机物的去除主要依靠活性污泥的吸附和降解作用，因此研究活性污泥对有机物的吸附和降解特性具有重要的理论意义。论文采用氮气吹脱的方法抑制污泥活性，分别研究了活性污泥对有机物的吸附降解和单纯吸附特性，考察了污泥浓度、pH值和温度等因素对吸附降解的影响，同时研究了污泥对不同碳源有机物的吸附降解特性，实验结果表明：
　　（1）活性污泥对污水中有机物的去除包含吸附和降解两个过程，吸附过程以快速吸附为主，在反应2h后污水COD浓度不再变化，活性污泥对污水COD的去除率为50.5％；单纯吸附时，污水COD的去除率为46.1%，活性污泥的降解作用对COD的去除率为4.4%。
　　（2）随着污泥浓度的增加，活性污泥对水中有机物的吸附降解量增加，COD的去除率上升，当污泥浓度为4000 mg/L时，活性污泥对污水COD的去除效果较好，COD去除率为65.6％，当污泥浓度继续上升时，COD的去除率基本不发生变化；污泥浓度越高，污泥单纯的吸附量越大，污泥浓度为4000mg/L时，COD去除率为54.7％。
　　（3）随着pH值上升，活性污泥对水中有机物的吸附降解量增加，COD的去除率上升，当pH=8时，活性污泥对污水COD的去除效果较好，污水COD的去除率为45.9%。当pH继续上升时，COD的去除率基本不发生变化；污水pH增加，污泥单纯的吸附量增大，当pH=8时，COD去除率为44.2%。
　　（4）随着温度上升，活性污泥对水中有机物的吸附降解量增加，COD的去除率上升，当温度为30℃时，活性污泥对污水COD的去除效果较好，污水COD的去除率为51.1%。当温度继续上升时，COD的去除率基本不发生变化；随着温度增加，污泥单纯的吸附量增大，当温度为30℃时，COD去除率为48.4%。
　　（5）活性污泥吸附降解有机物符合伪一级动力学模型，一级方程为y=-0.3525x+5.7656，相关系数R2=0.9905，平衡吸附量为qecal=319mg/L，实验所得吸附量qeexp=291mg/L。
　　（6）单纯吸附污水中有机物的伪一级动力学方程为y=-0.4574x+5.5651，相关系数R2=0.9963，计算得出平衡吸附量qecal=261mg/L，实验所得吸附量qeexp=238mg/L，活性污泥单纯吸附污水中有机物的过程符合伪一级动力学模型。
　　（7）活性污泥对有机物的吸附降解过程符合Langmuir等温吸附模型，相关系数R2为0.97，在15、25、35℃时，最大吸附量qm分别为277.78、344.83、416.67mg/L；活性污泥对有机物的单纯吸附过程符合Freundlich等温模型，相关系数R2为0.99。
　　（8）根据荧光扫描光谱可知，活性污泥可有效地吸附去除污水中类蛋白质、类富里酸和腐殖酸。活性污泥吸附降解完成后三种有机物荧光峰的削减幅度分别为25.9%、9.8%和74.3%。单纯吸附完成后三种有机物荧光峰的削减幅度分别为22.1%、9.4%和41.2%。

目录

第1章绪论

1.1 课题背景

1.2污泥吸附理论

1.3 荧光光谱

1.4活性污泥吸附污染物的研究现状

1.5研究目的及内容

第2章 实验材料及方法

2.1实验材料

2.2实验方法

第3章 污泥对生活污水中有机物的吸附特性研究

3.1污泥吸附平衡实验

3.2污泥浓度对污泥吸附性能的影响

3.3 pH对污泥吸附性能的影响

3.4温度对污泥吸附性能的影响

3.5活性污泥吸附动力学

3.6活性污泥吸附等温线

3.7 失活污泥吸附动力学

3.8失活污泥吸附等温线

第4章污泥对不同碳源有机物的吸附特性研究

4.1污泥吸附污水中有机物的荧光特性研究

4.2污泥浓度对污泥吸附污水中有机物的荧光特性影响研究

4.3 pH对污泥吸附污水中有机物的荧光特性影响研究

4.4温度对污泥吸附污水中有机物的荧光特性影响研究

第5章 结论与建议

5.1结论

5.2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所发表的论文