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絮凝劑對活性污泥的作用

添加時間：2022/05/23
　　化學除磷中鋁鹽對活性污泥的影響
　　關于化學除磷，我們日常使用的藥劑主要是絮凝劑，如PAC，聚合鋁鐵，氯化鋁，硫酸鋁，硫酸亞鐵等。對于化學除磷，過去大家并沒有過多關注絮凝劑對生物處理系統的潛在作用問題，本次論壇答疑活動中，劉智曉博士結合自己的研究和實踐提出，實際運營中要關注同步化學除磷的對生物處理系統的潛在負面作用，并由此引發了熱烈爭論。
　　對此問題形成了兩種截然不同的觀點，有一種持正面觀點的認為"絮凝劑尤其是鋁鹽對活性污泥中的微生物存在抑制作用" 。這種觀點認為，只有當鋁鹽投加到一定濃度才會顯示出抑制作用影響，即存在一個"閾值"，很多污水廠之所以沒有觀察到這種抑制作用，一部分原因是投加量較低，不足以顯示出鋁鹽潛在的抑制作用；盡管有些廠看上去出水氨氮也能達標，硝化也很好，但是這并不意味著抑制作用不存在，只是因為通過其它的工藝調整措施，比如增加曝氣能耗等方面掩蓋或者彌補了絮凝劑的負面作用，但卻在增加運行能耗等負面付出了代價等。
　　持 "鋁鹽對活性污泥中的微生物存在抑制作用" 這種觀點的網友，還列舉了大量的國內外的研究報導予以佐證，包括清華大學環境學院進行的"十一五"國家科技支撐計劃項目的研究報導，以及國外的一些資料文獻。根據清華大學的研究報導表明，化學除磷Fe3+、Al3+的投加對活性污泥影響存在抑制作用，其中Al3+強于Fe3+，當Al3+的投加量達到10-3mol/L時，會對生化單元內微生物的活性產生較為明顯的抑制作用。
　　當然，還有一些網友認為"鋁鹽對活性污泥并不存在抑制作用"，并以北京排水集團的高碑店、小紅門污水處理廠為例。這兩個廠化學除磷投加的就是鋁鹽，網友表示，兩年多的運行實踐表明，不存在所謂抑制作用，鋁鹽的投加只是提高了污泥的沉降性能。
　　對于以上爭論，劉博士總結，對于三級深度處理采用的后置化學除磷，是不存在抑制作用的，因為這部份化學污泥不再返回或滯留在生物系統。但是對于同步化學除磷，也就是絮凝劑投加在曝氣池出水的情況，結果則有所不同?？梢钥隙ǖ氖牵瑢τ谛跄齽┩酵都忧闆r，化學藥劑富集是對活性污泥系統存在潛在負面作用的。目前的研究及生產實踐都已經證明了這一點，因此，我們需要引起重視。尤其是對于鋁鹽同步投加情況，絮凝劑只能隨剩余污泥排出系統，持續性投加絮凝劑會逐漸富集在活性污泥系統，對活性污泥生物活性是存在潛在的抑制作用的。當然有個事實，就是需要達到一定濃度或者投加量才會表現出來這種抑制作用。國外也有文獻報導，一定條件下，化學除磷藥劑不但抑制硝化過程，甚至能引起生物除磷效率的降低。
　　對于不同絮凝劑的差別，根據目前的研究和生產實踐來看，以鐵鹽為主或者含有鐵鹽的絮凝劑對活性污泥種群活性抑制較小，現在有些廠已經開始嘗試使用諸如聚合鋁鐵等絮凝劑。對于有些網友質疑化學除磷不會有高的絮凝劑投量時，劉智曉表示，每個廠的情況不同，不能一概而論。對于生物除磷作用功能較弱的污水廠，出水標準提高而又沒有進行生物除磷的改造時，只能依賴化學除磷強化對磷的去除，這種情況下絮凝劑投量就較高，尤其是對出水要求較高的污水廠。當出水TP要求低于1mg/L時，隨著TP指標要求的提高，絮凝劑投加量呈指數增加，而不是線性增加。因此對于活性污泥系統，如果采用投加絮凝劑實現化學除磷，必須考慮到藥劑對污泥活性的負面影響，尤其是對于同步投加情況，更需關注持續投加對活性污泥的負面作用。其基本原則是盡量發揮生物系統自身的內在處理潛力，甚至進行必要的改造，強化生物除磷，盡量控制藥劑尤其是鋁鹽的投加量。另外，控制化學藥劑的投量不僅能降低化學污泥的產率，而且也能改善微生物的生存環境。
　　氯離子對活性污泥的影響
　　目前國內有不少市政污水廠面臨較高的進水鹽度問題，影響了污水廠的運行，這也成為本期的一個熱議話題。劉智曉結合自己的研究和運行實踐，將鹽度對活性污泥的影響概括為以下幾方面：①高含鹽進水會影響活性污泥微生物的活性及細胞表面特性，如對EPS含量及成分的影響，高氯離子濃度下，細胞表面EPS結構組成發生變化，蛋白質和碳水化合物的含量隨著氯離子濃度升高而升高。②根據對首創下屬某高氯離子污水廠進行的研究得出，當進水達到一定含鹽濃度時，能改變活性污泥種群結構、硝化菌的種群結構及分布，另外，高鹽度進水能使菌群多樣性降低。。③改變活性污泥性狀，如影響SVI。進一步的研究表明，一定濃度的鹽含量能改善污泥的沉降性能，也能一定程度上抑制污泥膨脹。目前首創愛華正在開展基于生產尺度上實際污水廠高含鹽量活性污泥系統的運行調控及工藝優化研究，目前正在開展的就是活性污泥種群結構及多樣性的研究與分析。
同時，也有熱心網友整理了關于氯離子對活性污泥影響的報道，資料顯示，一定鹽度可以引起短程硝化，導致亞硝酸鹽的累積；再者鹽度可以改變或者影響硝化菌的種群結構，這些研究結論基本和劉智曉的觀點一致。
　　絮凝劑有不少品種，其共通特點是能夠將溶液中的懸浮微粒聚集聯結形成粗大的絮狀團?；驁F塊。 絮凝劑按照其化學成分總體可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩類。其中無機絮凝劑又包括無機凝聚劑和無機高分子絮凝劑;有機絮凝劑又包括合成有機高分子絮凝劑、天然有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。
　　絮凝劑主要是帶有正電（負)性的基團中和一些水中帶有負(正）電性難于分離的一些粒子或者叫顆粒，降低其電勢，使其處于不穩定狀態，并利用其聚合性質使得這些顆粒，集中并通過物理或者化學方法分離出來。一般為達到這種目的而使用的藥劑，稱之為絮凝劑。絮凝劑主要應用于給水各污水處理領域。
　　有機無機復合絮凝劑以品種多樣和性能多元化占主導地位。作用機理主要與協同作用相關。無機高分子成分吸附雜質和懸浮微粒,使形成顆粒并逐漸增大;而有機高分子成分通過自身的橋聯作用,利用吸附在有機高分子上的活性基團產生網捕作用,網捕其它雜質顆粒一同下沉。同時,無機鹽的存在使污染物表面電荷中和,促進有機高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。我國無機高分子絮凝劑的生產和應用已取得長足進展,最具有代表性的聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的研究,已居世界前列。

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