專利名稱：利用好氧顆粒污泥去除水中甲苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用好氧顆粒污泥去除水中甲苯的方法。
背景技術(shù)：
甲苯是常見的污染物，被列入了優(yōu)先控制污染物的黑名單中，在水中有
一定的溶解性(O. 45g/L)，且非常穩(wěn)定，常溫、常壓下很難起化學(xué)反應(yīng)， 用普通的物理、化學(xué)方法不能將甲苯徹底從水中去除[1]。它對人體的神經(jīng)、 消化、皮膚和血液等方面都有慢性危害，對皮膚粘膜有刺激作用，高濃度時 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用。隨著大工業(yè)化生產(chǎn)的不斷發(fā)展，不少國家的 河流，湖泊和海灣出現(xiàn)了污染，特別隨著海上石油開采運(yùn)輸、石油的泄露 也造成了對局部海域嚴(yán)重的水體污染。
我國飲用水源受污染率很高，現(xiàn)行常規(guī)水處理工藝不能有效地去除水 中微量有機(jī)污染物，直接威脅著城市居民的身體健康。目前國外通用的臭 氧氧化、活性炭吸附或兩者聯(lián)用除污染技術(shù)成本高、設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi) 用高， 一直難以在我國推廣應(yīng)用。因此急需開發(fā)出適合我國國情的經(jīng)濟(jì)有 效的飲用水除污染技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用好氧顆粒污泥去除水中甲苯的方法，其制 備方法工藝簡單，有利于實(shí)現(xiàn)對水環(huán)境污染狀況的改善。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種利用好氧顆粒污
泥去除水中甲苯的方法，該方法包括以下步驟
①C0D值的測定采用的是美國公共衛(wèi)生協(xié)會1998年所制定的密閉回流
比色法
a. 采用消解試管和UV-2102 PCS型紫外可見分光光度計測定COD;
b. 消解精確稱取對于C0D值在100-900mg/L的濃度消解液樣品，在150 'C下烘干兩個小時的10. 216g分析純的K2Cr^，將其溶解于500ml蒸餾水中， 再加入167ml濃硫酸-硫酸銀，33.3g硫酸汞，待其溶解冷卻至室溫后再稀釋 1 OOOml ，對于COD值在10-90mg/L濃度的消解液只是加入的K2Cr207減少為 1.022g;
c. 硫酸-硫酸銀試劑將分析純的Ag2S04與濃硫酸按5. 5: IOOO的質(zhì)量比 混合，靜置l-2天，使其完全溶解并混勻；
d. 消解用移液管移取1.5ml消解液于消解管中，再移取3. 5ml硫酸-硫 酸銀試劑于消解管中，然后再移取2.5ml的樣品至消解管中，并搖晃混合均 勻；打開消解爐，將混合好的消解管插入到消解爐的插孔內(nèi)，待其升溫至 15(TC后，消解爐自動維持在該溫度并轉(zhuǎn)入計時狀態(tài)，120分鐘后，消解爐自動斷電，將消解樣取出后，自然冷卻至室溫；
e. 測量冷卻后的樣品，先用潤洗比色皿，再將剩余部分倒入2cm比色 皿中，靜置；
f. 標(biāo)準(zhǔn)曲線按照上述過程，用醋酸鈉溶液分別制作濃度為 100-900mg/L和濃度10-90mg/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線；
② 提取胞外多聚物選用蒸餾水提取法并采用苯酚硫酸法測定顆粒污
泥中胞外多聚物的含量，其具體操作過程如下
a. 洗滌取約20ml顆粒污泥于燒杯中，先用蒸餾水洗滌3次，再將其置 于離心管中加入蒸餾水輕輕攪勻，于3000r/min離心10分鐘，去除上清液后 再加入蒸餾水洗滌一次；
b. 研磨提取準(zhǔn)確量取50ml蒸餾水，先用蒸餾水將離心洗滌后的污泥 移入到玻璃組織勻漿器中，研磨，使污泥成為均勻一致的分散懸浮液，然 后再用剩余的蒸餾水將研磨后的污泥洗入到燒杯中，將燒杯置于恒溫培養(yǎng) 箱中震蕩提取3小時；
c. 測定將提取胞外多聚物的污泥懸浮液于3000r/min離心10分鐘，取 上清液，用移液管移取2ml至試管中，加入5y。的苯酚lml，再加入硫酸5ml， 靜置10分鐘后，再放置于震蕩培養(yǎng)箱中震蕩10分鐘，然后用尤尼科 UV-2102PCs紫外可見分光光度計測定490nm處的光密度值；
d.標(biāo)準(zhǔn)曲線以分析純的葡萄糖溶液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，以胞外多聚物含量換 算為等價的相應(yīng)的葡萄糖含量；
③ 污泥沉降比曝氣池混合液在100ml量筒中，靜置沉淀30min后，活 性污泥沉降比應(yīng)在15010--30%之間；
④ 污泥濃度將定量濾紙放于105'C烘箱或水分快速測定儀中干燥至恒 重，將己知重量的濾紙折放于布氏漏斗上，再把已知污泥體積的100ml量筒 內(nèi)的污泥全部傾于漏斗中，粘附于量筒壁上的污泥用蒸餾水沖洗，也一并 傾入漏斗，過濾完畢后，將載有污泥的濾紙移入烘箱中105'C烘至恒重再通 過下式計算
污泥濃度(g/L) =1(濾紙重十污泥重)-濾紙重xlO;
⑤ 顯微鏡鏡檢在載玻片上滴半滴生理鹽水，再將取得的污泥樣品放
在水滴的中央，于其上滴加一滴香柏油，用酸堿測定儀測定PH值，用溶解
氧測定儀測定DO值；用普通溫度計測定室溫，水溫。
本發(fā)明的效果是的該方法的好氧顆粒污泥的培養(yǎng)有利于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有污水 處理工藝的改進(jìn)，對于水污染的治理，水體富營養(yǎng)化的控制以及水資源與 生態(tài)的保護(hù)等方面非常有益。該方法以實(shí)際污水和模擬污水相結(jié)合進(jìn)行好 氧顆粒污泥的培養(yǎng)對廢水中的污染物有更好的去除效果，其制備工藝簡單、 操作簡便、能耗低、成本低，為水處理工業(yè)提供了一種適合于產(chǎn)業(yè)化的新 技術(shù)，同時也為緩解水資源短缺、改善水環(huán)境污染狀況提供了技術(shù)支持。


圖1為本發(fā)明的沉降速率變化圖表；
圖2為本發(fā)明的MLSS隨時間的變化圖表；
圖3為本發(fā)明的C0D變化圖4為本發(fā)明的DO與時間的變化關(guān)系圖5為本發(fā)明的EPS標(biāo)準(zhǔn)曲線圖6為本發(fā)明的SV與時間的變化關(guān)系圖7為本發(fā)明的體內(nèi)曝氣系統(tǒng)； 圖8為本發(fā)明的體外曝氣系統(tǒng)。 圖中
1、反應(yīng)器 2、排水口
3、曝氣池 4、曝氣池與曝氣頭
5、水泵
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的利用好氧顆粒污泥好氧顆粒污泥去除水 中甲苯的方法加以說明。
好氧顆粒污泥技術(shù)是二十世紀(jì)90年代以來開發(fā)的新技術(shù)。好氧顆粒污 泥是數(shù)以百萬計的不同種細(xì)菌形成的微生物聚合群落。本發(fā)明的好氧顆粒 污泥的培養(yǎng)方法利用好氧顆粒污泥外形規(guī)則、結(jié)構(gòu)密實(shí)和沉淀性優(yōu)良的特 點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器中較高的污泥濃度。整個系統(tǒng)占地小，有機(jī)負(fù)荷、水 力負(fù)荷高且耐負(fù)荷沖擊，剩余污泥量少而穩(wěn)定，具有氮磷脫除功能。
本發(fā)明的利用好氧顆粒污泥去除水中甲苯的方法，該方法包括以下歩
驟
COD值是水處理中的一個重要指標(biāo)，它直接反映了處理系統(tǒng)的處理 g能，因此，在本實(shí)驗(yàn)中有必要對其實(shí)行全過程檢測。本實(shí)驗(yàn)中COD的測定 采用的是美國公共衛(wèi)生協(xié)會(American Public Health Association) 1998 年所制定的標(biāo)準(zhǔn)方法之一為密閉回流比色法
a. 儀器采用尤尼科公司生產(chǎn)的型消解爐及配套的消解試管和UV-2102 PCS型紫外可見分光光度計來完成本實(shí)驗(yàn)中COD的測定。
b. 消解液高濃度消解液(對于C0D值在100-900mg/L的樣品適用)精確 稱取15(TC下烘干兩個小時的10. 216g分析純的K2Cr207，將其溶解于500ml 蒸餾水中，再加入167ml濃硫酸一硫酸銀，33.3g硫酸汞，待其溶解冷卻至 室溫后再稀釋1000ml。低濃度消解液(對于C0D值在10-90mg/L的樣品適用) 與高濃度消解液一樣，只是加入的K2Cr207減少為1. 022g.
c. 硫酸-硫酸銀試劑將分析純的Ag2S04與濃硫酸按5. 5:1000的質(zhì)量比 混合，靜置l-2天，使其完全溶解并混勻。
d. 樣品消解用移液管準(zhǔn)確移取1.5ml消解液于消解管中，再移取
63. 5ml硫酸一硫酸銀試劑于消解管中，然后再移取2. 5ml的樣品至消解管中， 旋緊管蓋，并用力搖晃使其混合均勻。注意:此階段加入的消解液及樣品的 體積誤差不得超過0.05ml〉硫酸-硫酸銀試劑的體積誤差不得超過O. lml。 若樣品的COD值過大，混勻后混合液的顏色將會由淺黃色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\藍(lán)色，此 時需將樣品稀釋后重新加入。
打開消解爐，將混合好的消解管插入到消解爐的插孔內(nèi)，待其升溫至 15(TC后，消解爐自動維持在該溫度并轉(zhuǎn)入計時狀態(tài)，120分鐘后，消解爐 自動斷電。將消解樣取出后，自然冷卻至室溫，不可迅速降溫，以防產(chǎn)生 沉淀物質(zhì)。
e. 測量冷卻后的樣品，先用少量潤洗比色皿，再將剩余部分倒入2cm 比色皿中，靜置，使其中的懸浮物沉降至比色皿底部以保證比色皿中光路 的通暢
f. 標(biāo)準(zhǔn)曲線按照上述過程，用醋酸鈉溶液分別制作高濃度 (100-900mg/L)和低濃度(10-90mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在做標(biāo)準(zhǔn)曲線時，于 420nm(低濃度)或600nm(高濃度)處測定消解后的空白樣及各標(biāo)準(zhǔn)樣的光密 度值。
胞外多聚物(EPS):是細(xì)菌在一定的環(huán)境條件下分泌于細(xì)胞體外的一些 高分子有機(jī)物。由于其在菌體外所處的特殊位置和特定的化學(xué)組成，使EPS 成為影響細(xì)菌表面特性的重要因素。為了了解胞外多聚物在污泥顆?；M(jìn) 程中的實(shí)際作用，提取及測定胞外多聚物的方法有多種，其中提取方法有 蒸餾水提取法、硫酸提取法、EDTA提取法、蒸煮法等，檢測方法有苯酚硫 酸法、蔥酮硫酸法等，對EPS的檢測主要是觀察其在污泥顆?；^程中相對 的變化，因此，選用的是簡便易行的蒸餾水提取法并采用苯酚硫酸法測定 顆粒污泥中EPS的含量，其具體操作過程如下
a. 洗滌取約20ml顆粒污泥于燒杯中，先用蒸餾水洗滌3次，再將其置 于離心管中加入蒸餾水輕輕攪勻，于3000r/min離心10分鐘，去除上清液后 再加入蒸餾水洗滌一次，操作如上。
b. 研磨提取準(zhǔn)確量取50ml蒸餾水，先用少量蒸餾水將離心洗滌后的 污泥移入到玻璃組織勻漿器中，研磨，使污泥成為均勻一致的細(xì)小分散懸 浮液，然后再用剩余的蒸餾水將研磨后的污泥洗入到小燒杯中，將小燒杯 置于恒溫培養(yǎng)箱中震蕩提取3小時。
c. 測定將提取EPS的污泥懸浮液于3000r/min離心10分鐘，取上清液， 用移液管移取2ml至試管中，加入5%的苯酚11111，再加入濃硫酸5ml，濃硫酸 加入要快，且需直接加入而不能沿試管壁加入，以便快速均勻混合，靜置 IO分鐘后，再放置于震蕩培養(yǎng)箱中震蕩10分鐘，然后用尤尼科UV-2102PCs 紫外可見分光光度計測定490nm處的光密度值。
d. 標(biāo)準(zhǔn)曲線以分析純的葡萄糖溶液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(含量0-100wg/L)，以EPS含量換算為等價的相應(yīng)的葡萄糖含量，并以單位重量的VSS含EPS量來 表示。
污泥沉降比也稱污泥沉降體積，用SV3o表示，是指曝氣池混合液在 100ml量筒中，靜置沉淀30min后，沉淀污泥與混合液之體積比(％)。由于正 常的活性污泥在靜沉30min后， 一般可達(dá)到它的最大密度，故污泥沉降比可 以反映曝氣池正常運(yùn)行時的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放。如果測 出污泥沉降比很大，這就表明了曝氣池運(yùn)行不正常，可能會出現(xiàn)污泥膨脹 現(xiàn)象。當(dāng)污泥沉降比小時，表明污泥數(shù)量不足，應(yīng)設(shè)法補(bǔ)充，以免影響處 理效果。正常的活性污泥沉降比應(yīng)在15%--30%之間。
污泥濃度即混合液懸浮固體，縮寫為MLSS，是指曝氣池中污水和活 性污泥混合后的混合液懸浮固體數(shù)量，或者說，單位體積的曝氣池混合水 樣中所含污泥的干重，單位為g/L。測定方法:將定量濾紙放于105'C烘箱或 水分快速測定儀中干燥至恒重(1/10000天平稱重)，將己知重量的濾紙折放 于布氏漏斗上，再把已知污泥體積的100ml量筒內(nèi)的污泥全部傾于漏斗中， 粘附于量筒壁上的污泥用蒸餾水沖洗，也一并傾入漏斗，過濾完畢后，將 載有污泥的濾紙移入烘箱中105'C烘至恒重再通過下式計算
污泥濃度(g/L) =1(濾紙重十污泥重)-濾紙重x10。
顯微鏡鏡檢在污泥顆?；^程中，為了考察微生物菌群的形態(tài)變化、 優(yōu)勢菌群的消長，必須對運(yùn)行過程中的微生物進(jìn)行檢測。在本實(shí)驗(yàn)中，對 微生物鏡檢的工作是在尤尼科公司生產(chǎn)的普通光學(xué)顯微鏡和leica公司生 產(chǎn)的可拍照顯微鏡上完成的。在載玻片上滴半滴生理鹽水，再將取得的污 泥樣品放在水滴的中央，分別在16x4, 16X10， 16X40條件下觀察其形態(tài)結(jié) 構(gòu)。此過程中，無需蓋上蓋玻片，以免影響污泥形態(tài)的觀察效果。如要再 加大放大倍數(shù)，則需加蓋蓋玻片，于其上滴加一滴香柏油，以16x200的油
鏡觀察。ra值用酸堿測定儀測定；DO值YSI的溶解氧測定儀；室溫，水 溫普通溫度計測定。
設(shè)置對比培養(yǎng)裝置來比較污泥顆粒化的產(chǎn)生條件 采取單一碳源醋酸鈉與單一碳源葡萄糖比較從而發(fā)現(xiàn)碳源對培養(yǎng)顆粒
污泥所產(chǎn)生的影響；同時根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件在同一種碳源進(jìn)行體內(nèi)曝氣和體外 暴氣比較，在進(jìn)行一個不停循環(huán)運(yùn)行的系統(tǒng)。對三個系統(tǒng)進(jìn)行比較驗(yàn)證培 養(yǎng)好氧顆粒污泥所須的最佳條件。
污泥顆粒制備 (一)、材料
l.裝置
實(shí)驗(yàn)裝置采用有機(jī)玻璃反應(yīng)器作為污水反應(yīng)器。反應(yīng)器高為100cm， 截面積為30cm2，有效容積為3L，沿反應(yīng)器高度方向等距布置l個排水口， 反應(yīng)池配l個小型曝氣器，如圖7、 8所示。出水口設(shè)在最底部。原水經(jīng)蠕動泵由下而上在SBR反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，微孔曝氣器設(shè)在反應(yīng)器的距頂1/3處， (或在體外水槽中)由氣泵供氧，曝氣量為2 3mg/1。反應(yīng)器置于恒溫室內(nèi)， 控制水溫在14 25 °C。每個周期為4 h,其中進(jìn)、排水時間為5min，沉淀時 間則根據(jù)需要在1 20min變化。 2、原水水質(zhì)
原水采用人工配制，以下是各個系統(tǒng)原水水質(zhì)的配方，每一周期的加 藥量為 系統(tǒng)1
采用單一碳源葡萄糖；C:N:P=100:5:1;污泥接種量1.2L. 營養(yǎng)成份培養(yǎng)階段濃度(mg/L.)形成階段(mg/L) 成熟階段(mg/L.) COD 400 400
400
葡萄糖 375 375
NH4CL 76 76
KH2P04 9 9
Na2HP04 9 9
MgS04 10 0. 5
NaHC03 1.0 1.0
微量元素 采用自來水配制；
配/加藥量計算如下
葡萄糖375mg/l*3. 61=1350mg=l. 35g;
每次加藥量1. 35g/3=0. 45g=0. 5g; NHXL:76mg/l*3. 61=273. 6mg; 每次加藥量為273. 6mg/3=91. 2mg; 配藥量為9. 2g/l;加藥量為10ml; KH2P0,:配藥量為lg/1;加藥量為lOml; Na2HP04:配藥量為1. lg/1;加藥量為10ml;
375 76 9 9
10 1.0
MgSOo FeCL2 NaHC02
配藥量為1.2g/l;加藥量為10ml 配藥量為0. lg/1;加藥量為10ml 配藥量為0. lg/1;加藥量為10ml
9系統(tǒng)2
采用單一碳源醋酸鈉；C:N:P=100:5:1;污泥接種量1. 2L.
營養(yǎng)成份培養(yǎng)階段濃度(mg/L.)形成階段(mg/L)成熟階段(mg/L.)
COD 400 400 400
醋酸鈉 421 421 421
NHXL 76 76 76
KH2P04 9 9 9
Na2HP04 9 9 9
MgS04 10 10 10
FeCL3 0.5 0.5 0.5
Na線 1.0 1.01.0
微量元素 采用自來水配制；
系統(tǒng)3
采用單一碳源葡萄糖;C:N:P=100:5:1;污泥接種量1. 2L。 營養(yǎng)成份 培養(yǎng)階段濃度(mg/L.)形成階段(mg/L)成熟階段(mg/L.)
COD4008001200
醋酸鈉4218421263
NH4CL767676
KH2P04999
Na2HP04999
MgS04101010
.FeCL30. 50. 50.5
NaHC031.01.01.0
微量元素采用自來水配制；'
經(jīng)過多個配方的調(diào)試以下是得出來的最優(yōu)的模擬污水配方。 每周期模擬廢水的配藥量
雖L:76mg/l氺3. 61=273. 6mg;
每次加藥量為273. 6mg/3-91. 2mg;
配藥量為9. 2g/l;加藥量為10ml; 肌 04:配藥量為lg/1;加藥量為10ml; Na2HP04:配藥量為1. lg/1;加藥量為10ml; MgS0"配藥量為1.2g/l;加藥量為10ml; FeCU:配藥量為0. lg/1;加藥量為10ml; NaHC0"配藥量為0. lg/1;加藥量為10ml; NaAc:2.2g和葡萄糖1.9g;加微量元素。 3、分析項(xiàng)目及方法COD、 SV、 PH、 MLSS的標(biāo)準(zhǔn)測定方法；DO:選用溶氧儀；COD:煮沸法
與COD測定儀；EPS:選用的是簡便易行的蒸餾水提取法，并采用苯酚硫酸
法測定顆粒污泥中EPS的含量。 (二).培養(yǎng)過程與方法 實(shí)驗(yàn)的啟動 接種
對實(shí)驗(yàn)室的廢棄污泥進(jìn)行活化培養(yǎng)，待污泥恢復(fù)活性以后，各取出約3 升混合液，待其靜止沉降30分鐘后，此時，混合液底部沉降下約1.2升污泥， 倒出上清液而后將底部的污泥過篩至30目，以去除其中所含有的粗雜質(zhì)。 量取過濾后的污泥1200ml接入到反應(yīng)器中，最后向反應(yīng)器中注入2400ml的 自來水，待污泥重新沉降約10分鐘后即可開始進(jìn)水。
啟動階段
在反應(yīng)進(jìn)行的初期，反應(yīng)器的C0D負(fù)荷控制在540mg/L" d ，而系統(tǒng)3的 反應(yīng)器的C0D負(fù)荷為700 mg/L" d，其目的是為了與種泥原來的負(fù)荷相匹配。 采用體內(nèi)曝氣回流的方法為反應(yīng)系統(tǒng)供氧，把曝氣頭置于反應(yīng)器的l/3處曝 氣，控制水流的剪切力使污泥一直處于反應(yīng)器的三分之二處，由水泵帶動 含有氧氣的水在反映其中循環(huán)從而減少了曝氣氣泡對絮狀污泥過度擾動而 造成絮狀污泥的解體。進(jìn)水泵流量也不能太大， 一般為100mUmin，以免給 新環(huán)境中的污泥太大的沖擊力，造成絮狀活性污泥不可逆性的粉碎。在啟 動期后期由于泥量的損失，又為每個系統(tǒng)接種污泥各1L。系統(tǒng)l、 2出水時 間為1分鐘，進(jìn)水時間為5分鐘，沉淀時間為15分鐘；系統(tǒng)3與上面相同，COD 負(fù)荷系統(tǒng)l、 2全部提升到700mg/L" d，系統(tǒng)3則改為920mg/L" d。實(shí)驗(yàn)中系 統(tǒng)l、 2、 3模擬污水反應(yīng)系統(tǒng)，采用間歇式進(jìn)水，即每4小時進(jìn)樣一次，每 次進(jìn)樣500ml，以使反應(yīng)器內(nèi)的污泥經(jīng)歷富、貧營養(yǎng)的交替過程，促進(jìn)絮狀 污泥的顆粒化進(jìn)程。由于這一階段的污泥結(jié)構(gòu)比較松散，脆弱，應(yīng)特別注 意避免各種沖擊，使反應(yīng)器內(nèi)各種影響因素，如流量、COD負(fù)荷、pH等，盡 量保持穩(wěn)定。在此環(huán)境下連續(xù)運(yùn)行3-4天，即可獲得密度較大、沉降性能良 好、輪廓清晰、生物活性較高的初始顆粒污泥。由此，反應(yīng)器進(jìn)入到下一 個穩(wěn)定運(yùn)行階段。
穩(wěn)定運(yùn)行階段
初始顆粒污泥形成后，污泥與廢水有了清晰的界面，抗沖擊能力大大 提高，出水水質(zhì)也明顯轉(zhuǎn)好了，而在啟動階段出水中出現(xiàn)的微量懸浮物也 消失了。隨著COD容積負(fù)荷的提高，顆粒也越來越密實(shí)，污泥濃度越來越大， 其沉降性能也越來越好。在穩(wěn)定運(yùn)行階段，必須把握好COD負(fù)荷的提高時間， 在每次提高負(fù)荷時，均會出現(xiàn)少量游離于顆粒之外的細(xì)小顆粒，而只有在 這些細(xì)小顆粒消失后，可能是被顆粒污泥吸附，也可能是自身長大，便可 以提高負(fù)荷。提高負(fù)荷不能操之過急，以免對污泥造成過大的沖擊，導(dǎo)致污泥的膨脹、應(yīng)器混合液的pH下降。其中，系統(tǒng)l、 2粒徑在3-4mm之間，系 統(tǒng)3無明顯顆粒。另外，隨著底物的降解，反應(yīng)器中溶液PH值會出現(xiàn)持續(xù)的 下降，此時應(yīng)向反應(yīng)器中投加NaHC03，以維持PH值6-8.4左右。 (三)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
好氧顆粒污泥的形成過程以東郊污水廠曝氣池中的活性污泥為種泥 (MLSS為2g/L， SV I值為232 mL/g)，啟動后根據(jù)其形態(tài)的變化將好氧顆粒污 泥的形成過程分為3個階段:啟動馴化期、顆粒污泥出現(xiàn)期、顆粒污泥成熟期 不同階段的試驗(yàn)結(jié)果。
1. COD， DO,沉降速率與MLSS之間的關(guān)系并對顆粒形成產(chǎn)生的影響 如圖1-4所示，在好氧顆粒污泥的培養(yǎng)過程中，沉降速率跟MLSS幾乎是
同步的，也就是說在顆粒穩(wěn)定期的沉降速度達(dá)到最好效果。而COD的去除率 也越來越高，由起先的50%左右到最后的80%左右。而且從圖表上對比普遍采 用葡萄糖為碳源的COD的去除率，以及MLSS的生成量普遍要高于以NaAC為碳 源所培養(yǎng)出來的顆粒污泥。而統(tǒng)一采用體外曝氣的系統(tǒng)在上述性能中也占有 優(yōu)勢，并且生成顆粒的時間，與顆粒污泥的處理效果要優(yōu)于一般循環(huán)的污水 系統(tǒng)。同樣由數(shù)據(jù)反映沉降速率也符合上述普遍規(guī)律。溶解氧的控制與顆粒 污泥的時程好壞以及顆粒污泥的穩(wěn)定性密切相關(guān)，如表格顯示當(dāng)溶解氧控制 在周期中間時段時盡量靠近在2 3mg/l之間，則顆?；拘纬啥亿呌诜€(wěn)定。
2. EPS對好氛顆粒污泥形成的影響
如圖5-6所示，EPS是微生物分泌出的一種多糖類大分子有機(jī)物，主要由 有機(jī)物碎片、噬菌體、溶解的細(xì)胞及細(xì)菌分泌的有機(jī)物組成，它含有多糖、 蛋白質(zhì)、脂類和核酸等物質(zhì)。通常認(rèn)為，EPS在細(xì)菌的粘附和生物膜的形成 過程中起重要作用，它對活性污泥絮體的穩(wěn)定也起到了重要的作用。作為顆 粒污泥的重要組成部分，EPS在細(xì)胞間起明顯的粘連作用，這種粘連作用在 污泥顆粒化初期有助于初生顆粒的形成，并對顆粒污泥的穩(wěn)定做出重要貢 獻(xiàn)。從圖中可以看出，MLSS與EPS的變化基本是同步的，EPS值也在迅速的增 加，而SVI迅速降低。在第45天時，隨著MLSS的增MLSS達(dá)到最大6.5，而EPS 也于此時達(dá)到最大值，比較巧合的是，SV在此時達(dá)到了其最低值20y。左右， SV與在促進(jìn)了污泥的顆粒化過程，EPS成負(fù)相關(guān)性。在EPS下降時，部分顆粒 污泥出現(xiàn)膨脹解體，是顆粒污泥形成的決定性因SV也隨即上升。
EPS值測定周期為每兩天1次，在第三周期期間測定，分別測定5個系 統(tǒng)，記為EPS1， EPS2， EPS3， EPS4， EPS5。
經(jīng)過計算，其吸光度平均值分 別為1.033059， 0.991353， 1.354941， 1.589588, 1.551412。根據(jù)公式 y=36. 95x-3. 0393，算得其相應(yīng)的葡萄糖濃度分別為35. 13ug/L， 33. 59ug/L， 47. 03ug/L， 55. 70ug/L， 54. 29ug/L，即相應(yīng)的EPS值。
接種污泥為絮狀，沉降性能較差，經(jīng)過30d的馴化后其顏色逐漸由黑色 轉(zhuǎn)變?yōu)殚偌t色。在以后的試驗(yàn)過程中逐漸提高COD負(fù)荷，并逐步減少沉淀時間，選擇性地排出沉降性能較差的污泥。啟動馴化期結(jié)束后SV已降至25mL /g左右，MLSS達(dá)到2g/L-3g/L，污泥的沉降性能改善明顯。經(jīng)過10d的運(yùn)行后 反應(yīng)器中出現(xiàn)了肉眼可見的細(xì)小好氧顆粒污泥，至第50天時淡黃色米粒狀 的好氧顆粒污泥在反應(yīng)器中大量出現(xiàn)，SV也降至20mL/g,MLSS則達(dá)到了 3g/L-5 g/L。運(yùn)行了10d后，顆粒污泥的外觀變化不大，可認(rèn)為顆粒污泥已成 熟。成熟的顆粒污泥表面光滑，呈球形或橢圓形。在顆粒污泥逐漸形成的過 程中，由于進(jìn)水COD較高，所以出水C0D基本穩(wěn)定在70 140mg/L,對COD的平 均去除在60%-70%之間，這是微生物量逐漸增加的結(jié)果。 (四)、結(jié)果
1、 粒徑分布
運(yùn)行至第100天時，取一定體積的好氧顆粒污泥測定直徑分布，結(jié)果顯示， 其直徑多集中在4 5mm，少量較大的粒徑為7 mm，與粒徑為3 mm的較小顆粒 污泥也共存在反應(yīng)器中。
2、 生物相觀察
在低倍鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，好氧顆粒污泥結(jié)構(gòu)致密、表面光滑，形狀規(guī)則。
3. 體外曝氣效果比體內(nèi)好，原因可能是在體內(nèi)曝氣氣泡可能會破壞顆 粒的形成。利用葡萄糖做碳源比用醋酸鈉跟容易培養(yǎng)顆粒污泥，原因認(rèn)為是 微生物對葡萄糖的吸收利用比醋酸鈉好。
4. 溶解氧的控制，與水力剪切力的控制是形成顆粒污泥的基礎(chǔ)條件， 然而各個系統(tǒng)沉降時間的控制是形成顆粒污泥的關(guān)鍵。
1權(quán)利要求
1、一種利用好氧顆粒污泥去除水中甲苯的方法，該方法包括以下步驟①COD值的測定采用的是美國公共衛(wèi)生協(xié)會1998年所制定的密閉回流比色法a. 采用消解試管和UV-2102 PCS型紫外可見分光光度計測定COD；b. 消解精確稱取對于COD值在100-900mg/L的濃度消解液樣品，在150℃下烘干兩個小時的10.216g分析純的K2Cr2O7，將其溶解于500ml蒸餾水中，再加入167ml濃硫酸-硫酸銀，33.3g硫酸汞，待其溶解冷卻至室溫后再稀釋1000ml，對于COD值在10-90mg/L濃度的消解液只是加入的K2Cr2O7減少為1.022g；c. 硫酸-硫酸銀試劑將分析純的Ag2SO4與濃硫酸按5.5:1000的質(zhì)量比混合，靜置1-2天，使其完全溶解并混勻；d. 消解用移液管移取1.5ml消解液于消解管中，再移取3.5ml硫酸-硫酸銀試劑于消解管中，然后再移取2.5ml的樣品至消解管中，并搖晃混合均勻；打開消解爐，將混合好的消解管插入到消解爐的插孔內(nèi)，待其升溫至150℃后，消解爐自動維持在該溫度并轉(zhuǎn)入計時狀態(tài)，120分鐘后，消解爐自動斷電，將消解樣取出后，自然冷卻至室溫；e. 測量冷卻后的樣品，先用潤洗比色皿，再將剩余部分倒入2cm比色皿中，靜置；f. 標(biāo)準(zhǔn)曲線按照上述過程，用醋酸鈉溶液分別制作濃度為100-900mg/L和濃度10-90mg/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線；②提取胞外多聚物選用蒸餾水提取法并采用苯酚硫酸法測定顆粒污泥中胞外多聚物的含量，其具體操作過程如下a. 洗滌 取約20ml顆粒污泥于燒杯中，先用蒸餾水洗滌3次，再將其置于離心管中加入蒸餾水輕輕攪勻，于3000r/min離心10分鐘，去除上清液后再加入蒸餾水洗滌一次；b. 研磨 提取準(zhǔn)確量取50ml蒸餾水，先用蒸餾水將離心洗滌后的污泥移入到玻璃組織勻漿器中，研磨，使污泥成為均勻一致的分散懸浮液，然后再用剩余的蒸餾水將研磨后的污泥洗入到燒杯中，將燒杯置于恒溫培養(yǎng)箱中震蕩提取3小時；c. 測定 將提取胞外多聚物的污泥懸浮液于3000r/min離心10分鐘，取上清液，用移液管移取2ml至試管中，加入5％的苯酚1ml，再加入硫酸5ml，靜置10分鐘后，再放置于震蕩培養(yǎng)箱中震蕩10分鐘，然后用尤尼科UV-2102PCs紫外可見分光光度計測定490nm處的光密度值；d. 標(biāo)準(zhǔn)曲線以分析純的葡萄糖溶液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，以胞外多聚物含量換算為等價的相應(yīng)的葡萄糖含量；③污泥沉降比曝氣池混合液在100ml量筒中，靜置沉淀30min后，活性污泥沉降比應(yīng)在15％--30％之間；④污泥濃度將定量濾紙放于105℃烘箱或水分快速測定儀中干燥至恒重，將己知重量的濾紙折放于布氏漏斗上，再把已知污泥體積的100ml量筒內(nèi)的污泥全部傾于漏斗中，粘附于量筒壁上的污泥用蒸餾水沖洗，也一并傾入漏斗，過濾完畢后，將載有污泥的濾紙移入烘箱中105℃烘至恒重再通過下式計算污泥濃度(g/L)＝I(濾紙重十污泥重)-濾紙重 x 10；⑤顯微鏡鏡檢在載玻片上滴半滴生理鹽水，再將取得的污泥樣品放在水滴的中央，于其上滴加一滴香柏油，用酸堿測定儀測定PH值，用溶解氧測定儀測定DO值；用普通溫度計測定室溫，水溫。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用好氧顆粒污泥去除水中甲苯的方法，該方法包括以下步驟COD值的測定；提取胞外多聚物；污泥沉降比；計算污泥濃度；顯微鏡鏡檢，用酸堿測定儀測定pH值，用溶解氧測定儀測定DO值；用普通溫度計測定室溫，水溫。本發(fā)明的效果是好氧顆粒污泥的培養(yǎng)有利于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有污水處理工藝的改進(jìn)，對于水污染的治理，水體富營養(yǎng)化的控制以及水資源與生態(tài)的保護(hù)等方面非常有益。該方法以實(shí)際污水和模擬污水相結(jié)合進(jìn)行好氧顆粒污泥的培養(yǎng)對廢水中的污染物有更好的去除效果，其制備工藝簡單、操作簡便、能耗低、成本低，為水處理工業(yè)提供了一種適合于產(chǎn)業(yè)化的新技術(shù)，同時也為緩解水資源短缺、改善水環(huán)境污染狀況提供了技術(shù)支持。
文檔編號C02F3/12GK101450829SQ20071015058
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者鄭文俐 申請人:鄭文俐