活性污泥法處理含砷廢水
國內外諸多研究表明，活性污泥ECP（胞外多聚物）能大量吸附溶液中的金屬離子，尤其是重金屬離子，他們與ECP的絡合更為穩定。關于吸附機制，在ECP的復雜成分中吸附重金屬離子的似乎是糖類。Brown和Lester（1979）指出ECP中的中性糖和陰離子多糖有著吸附不同金屬離子的結合點位，不同價態或不同電荷的金屬離子可以在不同的點位與 ECP結合，如中性糖的羥基、陰離子多聚物的羥基都可能是金屬的結合位。表面吸附是指活性污泥微生物的胞外多聚物（甲殼素、殼聚糖等）含有配位基團—OH，—COOH，—NH2-，PO43-和—HS等，他們與金屬離子進行沉淀、絡合、離子交換和吸附，其特點是快速、可逆和不需要外加能量，與代謝無關；胞外吸收通過金屬離子和胞內的透膜酶、水解酶相結合而實現，速度較慢需要能量，而且與代謝有關。
此外，Ralinske指出：好氧生物能大量富集各種重金屬離子，這些離子積累于細胞外多聚物中，并在厭氧條件下釋放回液相中。這就有利于我們在二沉池中分離和沉降重金屬離子。
在活性污(wu)泥法(fa)處理含砷廢水(shui)的實驗中，存(cun)在許多影響因素，主要影響因素如下：
（1）不(bu)同(tong)價態的砷對(dui)活(huo)性污泥的毒性不(bu)同(tong)。
實驗表明(ming)(ming)，As(III)對(dui)(dui)脫(tuo)氫酶的(de)毒(du)性(xing)(xing)(xing)比As(V)平均大(da)(da)53倍(bei)。As(III)對(dui)(dui)蛋白酶活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)毒(du)性(xing)(xing)(xing)約為As(V)的(de)75倍(bei)。還有(you)(you)，As(III)對(dui)(dui)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)脲酶活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)毒(du)害作用是(shi)As(V)的(de)35倍(bei)。所以處理含砷廢水時有(you)(you)必要將As(III)氧化成As(V)。實驗還表明(ming)(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)對(dui)(dui)低濃(nong)(nong)(nong)度(du)砷的(de)去(qu)(qu)除率高于(yu)(yu)對(dui)(dui)高濃(nong)(nong)(nong)度(du)砷的(de)去(qu)(qu)除率，這(zhe)是(shi)由于(yu)(yu)污(wu)泥(ni)(ni)的(de)吸附(fu)能力(li)有(you)(you)限(xian)所造(zao)成的(de)。此外，重金屬離(li)子濃(nong)(nong)(nong)度(du)小(xiao)于(yu)(yu)5mg•L-1時，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)法對(dui)(dui)污(wu)水中有(you)(you)機物(wu)(wu)的(de)處理效(xiao)果(guo)不受重金屬影響，當(dang)重金屬離(li)子濃(nong)(nong)(nong)度(du)大(da)(da)于(yu)(yu)30mg•L-1時，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)污(wu)泥(ni)(ni)法污(wu)水中有(you)(you)機物(wu)(wu)的(de)處理效(xiao)果(guo)則(ze)大(da)(da)大(da)(da)受到(dao)影響。
（2）有機負荷
有(you)(you)機(ji)負(fu)(fu)(fu)荷對活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)去(qu)除五(wu)(wu)(wu)價(jia)(jia)砷(shen)也有(you)(you)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，有(you)(you)機(ji)負(fu)(fu)(fu)荷高(gao)(gao)，去(qu)除率也高(gao)(gao)。主(zhu)要有(you)(you)兩方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)原因：一(yi)是污(wu)(wu)(wu)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)本身(shen)可和(he)五(wu)(wu)(wu)價(jia)(jia)砷(shen)相結合，降低(di)了污(wu)(wu)(wu)水(shui)中砷(shen)的(de)(de)(de)(de)濃度(du)；二是有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)濃度(du)高(gao)(gao)有(you)(you)利(li)(li)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)繁殖，這(zhe)進一(yi)步提(ti)高(gao)(gao)活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)對五(wu)(wu)(wu)價(jia)(jia)砷(shen)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除率。此外(wai)，有(you)(you)機(ji)負(fu)(fu)(fu)荷高(gao)(gao)還可以防止污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨脹(zhang)。因為在高(gao)(gao)有(you)(you)機(ji)負(fu)(fu)(fu)荷環境中絮(xu)狀(zhuang)菌(jun)(jun)比大(da)多(duo)數絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)有(you)(you)更強(qiang)的(de)(de)(de)(de)吸附和(he)存貯營(ying)養(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)能(neng)力(li)，能(neng)夠(gou)充(chong)分利(li)(li)用高(gao)(gao)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)底(di)物(wu)(wu)(wu)(wu)迅速增殖，具(ju)有(you)(you)較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)比生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)速率，抑制了絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)。在低(di)負(fu)(fu)(fu)荷下混合液中底(di)物(wu)(wu)(wu)(wu)濃度(du)長(chang)時間都(dou)低(di)，由于(yu)缺少足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)營(ying)養(yang)(yang)底(di)物(wu)(wu)(wu)(wu)，絮(xu)狀(zhuang)菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)受(shou)到抑制，而絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)具(ju)有(you)(you)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)比表(biao)面(mian)積，當環境不利(li)(li)于(yu)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)時，絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)會從(cong)菌(jun)(jun)膠團中伸展出(chu)來以增加其攝取營(ying)養(yang)(yang)物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)積。一(yi)方(fang)面(mian)，伸出(chu)絮(xu)體之外(wai)的(de)(de)(de)(de)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)更易吸收底(di)物(wu)(wu)(wu)(wu)和(he)營(ying)養(yang)(yang)，其生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)速率高(gao)(gao)于(yu)絮(xu)狀(zhuang)菌(jun)(jun)，從(cong)而成為活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)中的(de)(de)(de)(de)優勢菌(jun)(jun)種(zhong)；另一(yi)方(fang)面(mian)，絲(si)狀(zhuang)菌(jun)(jun)越(yue)多(duo)，其菌(jun)(jun)絲(si)越(yue)長(chang)，活性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)越(yue)不易沉降，SVI越(yue)高(gao)(gao)，導致(zhi)了污(wu)(wu)(wu)泥(ni)膨脹(zhang)。
（3）pH
pH 對(dui)(dui)金(jin)(jin)屬去除影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)很大(da)，因為(wei)pH不僅影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)沉降(jiang)狀(zhuang)態(tai)，而(er)且影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)吸(xi)附點的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)荷(he)。一般(ban)pH 升高(gao)有(you)利(li)于污泥對(dui)(dui)陽離(li)子(zi)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附。直至產生(sheng)(sheng)氫(qing)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)沉淀，反之則有(you)利(li)于對(dui)(dui)呈負電(dian)荷(he)狀(zhuang)態(tai)存在的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附。但是，過(guo)(guo)高(gao)或(huo)過(guo)(guo)低的(de)(de)(de)(de)(de)pH對(dui)(dui)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)生(sheng)(sheng)長繁殖不利(li)，具體表(biao)現在以(yi)下幾個方面：①pH過(guo)(guo)低（pH=1.5）,會引起微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體表(biao)面由帶負電(dian)變為(wei)帶正(zheng)電(dian)，進而(er)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)營養物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收。②過(guo)(guo)高(gao)或(huo)過(guo)(guo)低的(de)(de)(de)(de)(de) PH還可影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)培養基中有(you)機化(hua)合物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)化(hua)作用，從而(er)間接影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)。③酶只有(you)在最適宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)pH時才能發揮其最大(da)活性，極(ji)端的(de)(de)(de)(de)(de)pH使(shi)酶的(de)(de)(de)(de)(de)活性降(jiang)低，進而(er)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)細胞內的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)化(hua)學過(guo)(guo)程，甚至直接破壞微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)細胞。④過(guo)(guo)高(gao)或(huo)過(guo)(guo)低的(de)(de)(de)(de)(de)pH均降(jiang)低微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)對(dui)(dui)高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)(de)抵抗(kang)能力。
（4）生物固體停留時間(jian)（Qc）
Qc對陽離子(zi)金(jin)屬(shu)(shu)去除(chu)有較大影響，因為活(huo)性污(wu)泥表面常被(bei)難溶性或微(wei)溶性的(de)多(duo)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)所包圍（如多(duo)糖），這(zhe)些多(duo)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)表面的(de)電荷可使(shi)金(jin)屬(shu)(shu)迅速(su)地得以(yi)去除(chu)。已經證實，細菌多(duo)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)產(chan)生和細菌生長相(xiang)有關(guan)，穩定(ding)相(xiang)和內源呼吸(xi)(xi)階段多(duo)聚(ju)(ju)(ju)物(wu)產(chan)量最大，而Qc增大，污(wu)泥中細菌處于(yu)(yu)穩定(ding)相(xiang)和內源呼吸(xi)(xi)階段，有利于(yu)(yu)對金(jin)屬(shu)(shu)的(de)去除(chu)。
（5）污泥濃度(du)
污(wu)泥(ni)濃(nong)度(du)高，吸附點也隨著(zhu)增加(jia)，從而有利于(yu)金屬的(de)(de)去除(chu)。從去除(chu)金屬的(de)(de)角(jiao)度(du)出(chu)(chu)發(fa)，高有機負荷，高污(wu)泥(ni)濃(nong)度(du)的(de)(de)運行方(fang)(fang)式最為理想。活性污(wu)泥(ni)法(fa)處(chu)理含砷(shen)廢(fei)水，不(bu)論在(zai)處(chu)理費(fei)用，還(huan)是(shi)二次污(wu)染，或(huo)者工程化方(fang)(fang)面(mian)，都比傳統(tong)處(chu)理方(fang)(fang)法(fa)具有相當突出(chu)(chu)的(de)(de)優(you)勢。雖(sui)然在(zai)理論研究方(fang)(fang)面(mian)還(huan)不(bu)是(shi)十分完善(shan)，但是(shi)在(zai)處(chu)理機制和影響因素方(fang)(fang)面(mian)都已達成一(yi)定的(de)(de)共識。如果(guo)(guo)在(zai)處(chu)理工藝上(shang)再進(jin)行一(yi)定的(de)(de)改進(jin)，如往(wang)污(wu)泥(ni)中投加(jia)優(you)勢菌種，可(ke)以改善(shan)污(wu)水的(de)(de)處(chu)理效果(guo)(guo)；此外，還(huan)可(ke)以引(yin)進(jin)生(sheng)活污(wu)水進(jin)行混(hun)合(he)處(chu)理并進(jin)行曝氣，這樣不(bu)僅降低了(le)(le)砷(shen)的(de)(de)濃(nong)度(du)以及砷(shen)對污(wu)泥(ni)的(de)(de)毒害作用，同(tong)時還(huan)解決了(le)(le)活性污(wu)泥(ni)的(de)(de)營養源問題，為活性污(wu)泥(ni)法(fa)處(chu)理含砷(shen)廢(fei)水的(de)(de)工程化應用開辟(pi)了(le)(le)一(yi)片新天(tian)地。
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