2.2 试验用水及污泥
试验中以无水醋酸钠为碳源,氯化铵为氮源,磷酸二氢钾为磷源人工配置进水,进水参数:COD约250 mg˙L-1,TN约25 mg˙L-1,TP约6 mg˙L-1.试验污泥均取自武汉市二郎庙污水处理厂的二沉池,每个反应器的污泥量投加都是3 L.加药前污泥的MLSS为5.155 g˙L-1,MLVSS为3.408 g˙L-1,MLVSS/MLSS为0.661,SVI为60.7 mL˙g-1,DHA为340 mg˙h-1˙L-1(以TF计),EPS为34.7 mg˙g-1(以VSS计).反应器中硫酸亚铁(FeSO4˙7H2O)的投加量如表 1所示,以第1天投加絮凝剂的时间作为时间零点.
表 1 加药时间及加药浓度
2.3 试验药品及检测方法
本实验所用药品均为分析纯,TP、TN、COD、MLSS、MLVSS、SVI严格按照国标要求检测,DHA采用TTC比色法测定,EPS含量采用加热法测定,EPS中PS和PN分别采用蒽酮硫酸法和考马斯亮蓝法测定.
3 结果与讨论
3.1 FeSO4对DHA和EPS的影响
由图 2a可知,污泥DHA(以每g MLVSS每小时产生的TF计)随投药量的增加先增加后下降,投药量超过0.30 mmol˙L-1时,下降显著加快.这与现有研究结果一致,Fe是微生物生长所需的微量元素之一,少量的Fe可以促进DHA,但大量的Fe则会抑制DHA.一方面是因为Fe2+的水解会消耗水中的碱度,降低污水的pH,并且Fe2+投加量越大pH降低越明显,而一般生物酶适应的pH范围均在7.0左右,过低的pH自然会抑制DHA;另一方面则是因为Fe2+水解形成的胶体,这些胶体会网捕卷扫水中的大分子有机物及颗粒较大的无机物,包裹在微生物细胞外,影响细胞内外O2的传递.
图 2投加絮凝剂对污泥DHA(a)和EPS(b)的影响
图 2b反映了FeSO4对污泥EPS的影响.随着投药量的增加,EPS总量(以MLVSS计)和PN含量(以MLVSS计)先增多后减少,在0.20 mmol˙L-1时最多;PS含量(以MLVSS计)持续增多,PS与PN的比例也持续上升.这说明少量的Fe2+对EPS的分泌具有促进作用,但大量的Fe2+却会抑制EPS的分泌,这与前人研究结果一致.污泥EPS中的羟基官能团吸附基质中的金属离子,进而刺激活性污泥中的微生物增加多糖的分泌,并最终导致EPS中多糖含量增加.而蛋白质含量之所以会下降,有可能是因为较多的亚铁离子会抑制活性污泥中酶的活性(陈烜等,2014),从而使蛋白质的分泌量减小,导致EPS中蛋白质含量变低.
3.2 FeSO4对污泥基本性质的影响
投加FeSO4后,反应器中污泥MLSS随着投药量的增加而升高;MLVSS和MLVSS/MLSS均随着投药量的增加先升高,并在0.30 mmol˙L-1时分别达到最大值4.58 g˙L-1和0.702,随后则缓慢下降(图 3a).
图 3投加絮凝剂对污泥基本性质的影响
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