粉末活性炭废水处理实验研究论文
自从1972年美国杜邦公司开发了一种向活性污泥系统中投加粉末活性炭技术以来，许多研究人员对其工艺流程、强化机理、处理对象等进行了探讨。1978年由美国学者米勒(G．W．Miller)和瑞士Ｒ．G．Ｒice首次提出，生物活性炭(BiologicalActivatedCarbon)概念，生物活性炭是用来去除水中有机污染物的一种新工艺，利用具有巨大比表面积及发达孔隙结构的活性炭，对水中有机物及溶解氧有强的吸附特性，使其成为微生物集聚、繁殖生长的良好场所，在适当的温度及营养条件下，同时发挥活性炭的物理吸附作用和微生物生物降解作用的水处理技术。目前普遍认为生物活性炭法作为一种低能耗、无污染的绿色处理技术，在当今污水处理中的应用越来越广泛。
1实验部分
1．1实验药剂与仪器
重铬酸钾、七水硫酸亚铁、邻菲罗啉、六水硫酸亚铁氨、浓硫酸、氢氧化钠、盐酸等均为化学纯。COD恒温加热器、JA1003N析天平、COD瓶、500mL量筒、移液管、容量瓶、洗瓶、冷凝管、比色管、锥形瓶等。
1．2实验装置与材料
试验反应器由曝气机、曝气头、量筒等组成。实验装置如图1所示。实验水样来源:某厂区的生活污水(COD约650mg/L，氨氮约30mg/L);粉末活性炭:某活性炭生产厂家;活性污泥:济南长清西区污水处理厂曝气池好氧污泥。
1．3测试指标和测试方法
CODcr:重铬酸钾氧化法;色度:铂钴比色法;沉降比(SV30):国标法。1．4实验方法(1)首先采用常规活性污泥法对该生活废水进行处理，研究活性污泥对废水的处理效果;(2)研究粉末活性炭对废水中污染物的作用;(3)向活性污泥中投加一定量的粉末活性炭对废水进行处理，比较其处理效果;(4)探究粉末活性炭强化活性污泥对废水COD的去除及粉末活性炭的最佳投加量;(5)探究粉末活性炭强化活性污泥对污泥性能的影响。
2实验结果与讨论
2．1粉末活性炭强化效果的'比较
取3只500mL量筒，分别加入400mL厂区生活废水，然后分别加入一定量的活性污泥、粉末活性炭、活性污泥和粉末活性炭后对各个实验装置进行曝气，每隔6h测量一次COD，记录实验数据，实验结果如图2所示。从图2我们可以看出，粉末活性炭对废水COD的去除开始速度很快，18h去除率达到20%，随着时间的延伸去除率趋于平缓，说明活性炭吸附容量慢慢接近饱和。活性炭吸附效果对COD的去除率最终可以达到20%。活性污泥法对COD的去除率随时间增加而增加，反应30h后基本达到稳定状态，去除率稳定在70%。投加粉末活性炭的活性污泥系统对COD的去除率可达到90%，在一定时间内投加粉末活性炭的系统去除率明显高于粉末活性炭系统和活性污泥系统之和。因此可以看出粉末活性炭可以有效强化活性污泥对废水的处理效果。
2．2粉末活性炭投加量对COD去除率的影响
分别将10、30、50、100mg的粉末活性炭加入到含有活性污泥的500mL量筒中，加入400mL厂区生活污水进行曝气。每隔6h测量一次COD，记录数据，实验结果如图3所示。由图3我们可以看出，粉末活性炭的投加量对活性污泥的强化处理效果有一定的影响。随着活性炭粉投加量的增加，废水的COD去除率越高。但当粉末活性炭投加量到一定程度时，其去除率提高幅度将不明显。从图可以看出，粉末活性炭投加量在30mg/L时，曝气反应30h后COD去除率基本达到90%。综合考虑比较经济成本，粉末活性炭的添加量控制在30mg/L时处理成本较低，效果较好。
2．3粉末活性炭对废水色度去除的影响
分别将10、30、50、100mg的粉末活性炭加入到含有活性污泥的500mL量筒中，加入400mL厂区生活污水进行曝气。每隔6h测量一次废水色度，记录数据，实验结果如图4所示。粉末活性炭的投加量对活性污泥的强化处理效果有一定的影响，随着活性炭粉投加量的增加，废水的色度降低越快。此阶段可能主要为粉末活性炭对废水的吸附作用，使得废水色度下降较为迅速。但当粉末活性炭投加量到一定程度时，其色度降低幅度将不明显，从图可以看出，粉末活性炭投加量在50mg/L时，曝气反应15h后色度趋于平衡，15h后色度的持续降低为粉末活性炭的强化作用。
2．4粉末活性炭对活性污泥性能的影响
将不同量的粉末活性炭加入到含有活性污泥的实验装置中，加入400mL厂区生活污水进行曝气反应12h后停止曝气，静置30min后，记录废水沉降比SV30记录数据，实验结果如图5所示。由图5可以看出随着粉末活性炭投加量的增大，活性污泥的沉降速度逐步提高，污泥沉降比逐步下降。当粉末活性炭投加量达到100mg/L时沉降比达到50%以下，效果较为明显，因此活性污泥系统中投加粉末活性炭可以有效提高系统的泥水分离和污泥浓缩效果，减少二沉池的体积、初期土建投资。
3结论
(1)在活性污泥中投加粉末活性炭相比较单独的粉末活性炭或活性污泥法对废水的处理效果更好，COD去除率达到90%，因此可以说明粉末活性炭有效的强化了活性污泥，提高废水的处理效果。(2)粉末活性炭强化活性污泥的最佳实验条件为粉末活性炭的投加量为30mg/L。(3)粉末活性炭强化活性污泥法对废水的色度的去除效果较为明显。(4)随着粉末活性炭的投加量的增大，活性污泥的沉降速度逐步提高，污泥沉降比逐步下降。
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