絮凝剂对污水处理系统中污泥DHA、EPS的处理方式

Fe2+水解会形成带正电荷的Fe(OH)2和Fe(OH)3胶体，能够通过电位中和与吸附架桥作用使污泥中的胶体脱稳凝聚，进而将污水中的胶体颗粒和有机物从污水中转移到污泥中，使活性污泥的MLSS、MLVSS升高.此外，EPS中的多糖含有大量的亲水基团，是典型的松弛型EPS，具有良好的絮凝作用.由于Fe2+水解形成的胶体粒径较小，与高价金属离子水解形成的胶体相比更为紧实，因此，投加FeSO4后絮凝效果变好.投药量小于0.30  mmol˙L-1时MLVSS、MLVSS/MLSS均增加，说明此时EPS的絮凝作用强于铁盐胶体的絮凝作用;投药量超过0.30  mmol˙L-1时虽然SVI迅速下降，但MLVSS、MLVSS/MLSS也略有降低，说明此时EPS的絮凝作用受到削弱(Li et  al.，2012)，良好的絮凝效果应主要归功于铁盐胶体的絮凝作用，这与之前分析一致.投药量小于0.30  mmol˙L-1时MLVSS、MLVSS/MLSS均增加，说明此时EPS的絮凝作用强于铁盐胶体的絮凝作用，与之前分析一致.

3.3 FeSO4对SBBR处理效果的影响

启动期结束后，反应器出水各项指标均已达到稳定，出水COD、TN、TP浓度分别在45.26、9.46、1.25 mg˙L-1左右(图  4a)，可继续后续实验.

图 4 FeSO4对SBBR反应器处理效果的影响

投加FeSO4后出水COD在50~60 mg˙L-1，去除率在70%~80%(图  4b).COD的去除率比较低，说明FeSO4对COD的去除有轻微抑制.这是因为Fe2+的水解消耗了污水中的碱度，使污水pH降低，降低了细胞活性;而且Fe2+形成的紧实胶体吸附了水中的有机物却难以通过沉淀去除，因此，会使水中的残留COD增加.此外，Fe2+促进微生物对PS的分泌，而由PS形成的胶体结构松散且结合水较多(Li  et al.，2012)，阻碍了细胞的传质作用.

SBBR污水处理系统中生物脱氮机理如式(1)~(4)所示.Wang等(和Wang等(一致认为，Fe2+的水解消耗了水中的碱度，抑制了硝化进程，会使TN去除率降低，这与图  4c结论一致.

(1)

(2)

(3)

(4)

化学协同生物除磷包括生物除磷和化学除磷两部分，生物除磷主要是通过聚磷菌的好氧吸磷和厌氧释磷来实现，化学除磷则是通过化学沉淀和Fem(OH)np+多核络合物的吸附.随着FeSO4投加量的增加，SBBR出水TP浓度逐渐降低，并在0.30  mmol˙L-1时降至最低，之后则出现上升(图 4d).

Wong等认为，生物除磷量与聚磷细胞的数量正相关.而Zhang等和Huang等认为，化学协同生物除磷中生物除磷起主导作用，生物磷主要以Orth-P、Pyro-P、Poly-P  3种形式存在于细胞EPS中.由此可见，出水TP浓度既与污泥浓度有关，又与污泥活性有关.投药量小于0.30  mmol˙L-1时，Fe2+的增加使污泥浓度升高，且细胞活性增强、PS的比例增大，生物除磷得到加强，出水TP浓度减小.投药量超过0.30  mmol˙L-1时，虽然PS的比例在增大，但由于污泥浓度和细胞活性的下降，生物除磷受到抑制，出水TP浓度增大.因此，投加FeSO4所引起的TP去除效果的改善应主要归功于化学除磷.

由图 4d可知，投药量为0.30 mmol˙L-1时，SBBR出水平均TP浓度为0.40  mg˙L-1，达到一级A排放标准，平均去除率高达93.8%.此时，消耗的Fe和去除的P的质量比为2.79，与Wang等得到的2.99基本一致.这也再次证明，投药量为0.30  mmol˙L-1时，Fe2+对生物除磷具有促进作用.具体参见污水宝商城资料或http://www.dowater.com更多相关技术文档。

4 结论

1) 少量的FeSO4对细胞活性和EPS的分泌有促进作用，但大量的FeSO4对细胞活性和EPS的分泌均有明显的抑制作用.

2)  FeSO4会使污泥的SVI值显著降低，大大改善污泥的沉降性能;少量的FeSO4会使MLVSS升高，大量的FeSO4则会使MLVSS降低;MLSS则随着FeSO4投加量的增加缓慢上升.

3) FeSO4对COD、TN的去除有轻微抑制作用，对TP的去除具有显著促进作用.

4) 综合考量各方面因素，投加FeSO4协同生物除磷时，其最佳投加量为0.30 mmol˙L-1.

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