玻璃钢一体式生化池

玻璃钢一体式生化池——pH值对钒吸附效果的影响

　　结果显示, 在pH为2~9范围内, 纳米铁锰氧化物(MnFe2O4)吸附钒(V5+)的效率呈先增后减的趋势, MnFe2O4在酸性条件下对钒(V5+)的吸附效率较高, pH=4时吸附率达到大, 为51.94%.这可能是因为MnFe2O4在酸性条件下其表面存在Fe(OH)2+和FeO+或Mn(OH)2+和MnO+吸附中心(田喜强等, 2010), 在酸性条件下(pH>2), 溶液中的钒主要以钒酸根阴离子形式存在, 这时吸附剂表面带正电荷的吸附中心能与V5+产生正负电荷吸附和表面化合作用, 因而有很好的吸附效果.在极低的pH(<2)时, 钒酸盐以VO2+的形式存在, 不能与质子化位点交换(Guzmán et al., 2002).相反, pH较大(>7)时吸附剂表面带负电荷, 不利吸附发生(Hu et al., 2005).这与前人发现的纳米铁酸锰在pH=2时对Cr6+的吸附效果好相一致(田喜强等, 2010b).因此, 后续实验溶液的pH值选择为4.

　　 时间对钒吸附效果的影响

MnFe2O4对钒的吸附呈先快后慢, 后趋平衡的特点.在0.5~6 h内, MnFe2O4对钒吸附量和吸附速率快速升高, 6~24 h内增加平缓, 24 h时吸附量和吸附率达到大值, 分别为15.14 mg·g-1和60.54%.这是由于MnFe2O4吸附位点位于吸附剂外部, 吸附质很容易进入这些活性位点(田喜强等, 2010).随着活性位点逐渐被占据, V5+在表面吸附饱后则向MnFe2O4内部迁移, 该过程是一种比较缓慢过程, 因而减缓了吸附速率.

　　 初始钒浓度对吸附效果的影响

伪二级动力学模型对纳米铁锰氧化物吸附钒过程的拟合效果好, R2值为0.9967, 拟合算出平衡吸附量(qe·cal)与实验值(qe·exp)相差不太.表明纳米铁锰氧化物对钒的吸附是一个包含外部颗粒内部扩散、液膜扩散及表面吸附等的复杂过程.

纳米铁锰氧化物吸附钒的动力学拟合参数

纳米铁锰氧化物吸附钒的过程采用Langmuir模型拟合的效果好, R2>0.99, 大吸附量(qm)为8.873 mg·g-1;其次为Freundlich模型和Temkin模型.这说明纳米铁锰氧化物吸附钒过程属单分子层吸附(Chen et al., 2010).

lnK与1/T呈线性关系, 根据式(4)可求得不同温度下自由能变化ΔG0(kJ·mol-1), 根据线性拟合的斜率和截距能计算出焓变ΔH0(kJ·mol-1)及熵变ΔS0(kJ·mol-1·K-1).由表 3可知, 纳米铁锰氧化物吸附钒过澄?豢赡?Zhang et al., 2014).本试验中纳米铁锰氧化物的ΔG0值范围在0.6812~-1.0468 kJ·mol-1之间, 表明该吸附过程主要为物理吸附且为吸热反应, 升高温度有利于吸附, ΔS0为正值, 表明纳米铁锰氧化物吸附钒酸根是一个熵增的过程, 钒酸根自发到纳米铁锰氧化物上后固-液界面无序度增大.

污水处理技术
1、新型化粪池
工艺流程：分离池 — 腐化池—酸化池—氧化池—排放
该工艺无动力、低能耗、占地面积小、出水水质好。但是化粪池存在清掏困难、产生恶臭气体和堵塞管道等缺点。
建议用格栅沉砂池代替化粪池，在污水接入市政管网之前起到清除大的杂物和防止堵塞的预处理作用，而污水的可生化性并不受到影响，对村民门口附近的坑塘进行合理的改造，可以较容易实现这一目标。
2、厌氧生物滤池
厌氧生物滤池是密封的水池，池内放置填料，污水从池底进入，从池顶排出。该工艺能耗少，操作简便，处理能力较强，滤池内可以保持很高的微生物浓度，不需另设泥水分离设备，出水SS较低。
存在问题是滤料费用高，滤料容易堵塞，生物膜很厚，须严格控制进水悬浮固体浓度。
3、复合厌氧处理技术
复合厌氧处理技术结合了厌氧污泥床反应器和厌氧生物滤池 2 种反应器的优点，用于处理集中居住区生活污水的新技术。该技术处理效果好、能耗少、运行费用低、操作管理方便。
4、生物接触氧化池
生物接触氧化池是生物膜法的一种。该技术将污水浸没全部填料，氧气、污水和填料三相接触过程中，通过填料上附着生长的生物膜去除污染物。生物接触氧化池操作管理方便，比较适合农村地区使用。
日本针对分散式农村污水开发的净化槽，其好氧单元采用了生物接触氧化技术。我国在一些用地受限、冬季气温较低、经济条件较好或出水要求较高的镇村，都有应用生物接触氧化技术。
活性污泥法（氧化沟、SBR及推流式曝气池）工艺运行较为稳定、成熟，但活性污泥抗冲击能力差，去除率低，特别是对可生化性差污水作用很不明显，而且占地面积较大，动力消耗高，运行管理复杂，污泥培养时间较长，尤其是在工厂检修期间污泥易失活，污水处理再次运行污泥须重新培养。固定化曝气生物滤池集吸附、氧化及过滤于一体，处理效果好，污泥量少，动力消耗低，出水水质好，是目前水处理的*工艺。在传统的生物处理中，普遍存在难降解将对微生物产生抑制，从而出现出水水质偏高，系统微生物活性不高的现象。而我公司采用的微生物克服这个缺点，该产品是采用对自然微生物的强化与改性，提高了微生物的活性及适应性，可有效的降解污水中的难降解有机物。污水进入曝气生物滤池进行好氧处理，通过好氧微生物使有机物转变为二氧化碳和水。固定化－曝气生物滤池出水再经过沉淀工序，出水就可达标排放。

有益效果是：

1、本装置在槽体中设有两个净化区域，每个净化区域内都纵向设置两级净化层，净化区内设有厌氧消化池和厌氧填料层，在厌氧消化池内添加破碎的秸秆等生物质，使农作物生物质资源化产生沼气的同时，降低了生活污水中N、P等污染物，产生沼气供村民使用。
2、第二净化区内设有两个填料，下部设有通风孔，通过拔风作用自动通风，从而形成上部缺氧，下部好氧的处理单元，有效减少了占地面积、节省了能耗。
3、本方法根据我国农村或乡镇的特点，因地制宜的提出适应我国农村生活污水处理的技术及一体化设备，满足“低成本、少维护、生态化和效果好”四项基本要求。
由上所述，本实用新型的微动力生活污水处理装置利用自身结构特点，能自然通风，无需动力，能够实现无人值守全自动运行，处理效果稳定可靠，并且具有结构简单、占地少、投资省、能耗低、运行费用低、管理方便等优点，适合农村或乡镇生活污水的处理。