为了筛选出一种既能提高常规活性污泥系统的除污效能,又能加强其抗冲击负荷能力的方法,考察了投加沸石粉的活性污泥系统对石化废水COD和氨氮的强化去除效果,研究了污泥絮体的性状和结构以及微生物DNA的多样性,探讨了沸石强化活性污泥系统对污染物去除的机理。

天然沸石比表面积大,孔径均匀,会产生超孔效应并具有优良的选择吸附和分子筛功能。斜发沸石是一种高硅沸石,具有典型的铝硅笼式结构,超孔效应更强。此沸石对Cs+、NH4+和K+均具有较高的选择交换性,因而可用于城市生活污水或一般工业废水的处理。

定期采集进、出水水样,测定COD、BOD5、NH4+-N、TN、SS等指标;对污泥样品测定SV30、SVI、AUR(硝化耗氧速率)等。对生物处理系统中的微生物多样性采用结合随机扩增多态性的方法进行分析,采样时间分别为开始和投加沸石后一周,投加沸石粉对COD去除效果,投加沸石粉对于小试活性污泥曝气池的COD去除率有明显的提高,投加50mg/L的沸石不仅COD平均去除率比实际运行系统高10%,而且可使COD去除率变得稳定。

另外,由于沸石对氨氮的吸附,另一方面可能是投加沸石为硝化和反硝化细菌的生长提供了理想的载体,使其作用和功能增强。若单纯强化氨氮的去除和转化,以投加沸石粉50mg/L为宜,而对TN的去除则投加25mg/L和50mg/L沸石粉的效果相近。

沸石的投加改善了污泥的性状,使得曝气池内污泥的沉降性能提高。在两种沸石投量下,活性污泥的AUR都随时间逐渐增加,说明沸石对硝化细菌有吸附作用,吸附的硝化细菌数量随时间延长而增加。硝化细菌在沸石表面的大量生长,是曝气池中氨氮转化效率提高的重要原因。

通过数据可知,投加沸石使得活性污泥微生物多样性增加,提高了微生物的均匀度和丰富度,这些指标的变化表明活性污泥生态系统功能的提高,该结果也进一步说明了投加沸石能改善活性污泥生态系统的功能,提高系统对污染物的去除能力。