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氮、磷是导致水体富营养化的两种主要元素;铅是分布广、有蓄积性的重金属环境污染物,我国水体中铅污染严重。厌氧颗粒污泥是由厌氧微生物之间、微生物与无机物之间构成的密度、体积较大,活性和传质条件都较好的微生物自凝聚体。目前,厌氧反应器在高浓度有机废水处理领域应用广泛,反应器内厌氧污泥颗粒化技术日臻成熟。
利用某啤酒厂厌氧反应器内的颗粒污泥,以厌氧/好氧/缺氧运行模式驯化成以反硝化聚磷菌(DNPAOs,denitrifying phosphate accumulating organisms)为优势菌群的好氧颗粒污泥,实现废水的同步除磷脱氮。乙酸钠为碳源,采用两个阶段(第一阶段:厌氧/好氧运行模式,第二阶段:厌氧/好氧/缺氧运行模式)培养出好氧颗粒污泥,对其外观、理化性质及除磷脱氮效果进行考察。结果表明:好氧颗粒污泥呈黄色或橙黄色,扁圆状,表面和内部存在孔隙。培养好的好氧颗粒污泥的平均粒径为1.1 mm,小于培养前厌氧颗粒污泥的平均粒径。 MLVSS/MLSS值为0.57,具有良好的生物活性。沉降速度为80 m·h-1,具有良好的沉降性能,去除COD和除磷脱氮的能力均达到99%以上。
本研究同时利用厌氧颗粒污泥对废水中的pb2+进行吸附和解吸附研究,污泥不需改性、吸附效果好、对环境友好,达到了为厌氧颗粒污泥寻找再利用途径和以废治废的目的。结果表明:影响Pb2+吸附的主要因素是溶液pH,污泥投加量,pb2+的初始浓度及接触时间。处理25 mL浓度为100 mg·L-1的含Pb2+模拟废水时,投加0.1 g污泥,污泥吸附容量121.1 mg·g-1,对废水中Pb2+的吸附率可达99.5%.未经烘干处理的颗粒污泥有更强的吸附能力;其吸附过程符合Lagergren二级动力学方程;吸附等温线可以由Langmuir和Freundlich方程很好地拟合,相关系数分别为0.9934和0.9257;吸附Pb2+后的厌氧颗粒污泥用0.1 mol·L-1硝酸经3次解吸后,解吸率可达93.11%。