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本课题主要研究了剩余活性污泥的资源化利用。剩余活性污泥是活性污泥法工艺中经二沉池沉淀后排除的部分活性污泥,其中主要组成为具备生物活性的微生物,具有一定的絮凝活性,即具吸附性能和沉降性能,由此产生了利用剩余活性污泥,生产性能更为优越的微生物絮凝剂的想法。 剩余活性污泥具有絮凝活性,这与其中存在的微生物的细胞化学成分和细胞表面所带的电荷有直接关系,而细胞表面所带电荷与其zeta电位成正比。本文研究了酸碱和化学消毒剂,对剩余活性污泥中细菌的表面性质尤其是表面zeta电位,所产生的影响,并推测化学消毒剂的杀菌机理。所得结论如下:(1)在酸性条件下,细菌细胞表面的zeta电位值较低,即细菌细胞表面所带负电荷较少;(2)在碱性条件下,细菌细胞表面zeta电位值较高,即细菌细胞表面所带负电荷较多。这是因为H+和OH-与细菌细胞壁结构中的化学成分发生了化学反应,改变了其化学成分中的-OH、-COOH、-NH2等部分活性基团的带电符号。(3)化学消毒剂的杀菌机理是与细胞壁成分中的活性基团发生了酰化、交联或氧化反应,改变了细胞的表面性质,因此破坏了细胞壁的生理功能,导致细胞死亡。 在前述实验基础上,研究了酸碱改性剩余活性污泥的絮凝性能,并推测了其絮凝机理。得知剩余活性污泥的絮凝机理具有复杂性,是多个因素的共同作用,主要有吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用。 通过L9(34)正交实验等一系列实验,得出剩余活性污泥与碱性试剂以质量比3:1混合后,在35℃下反应24h,所得的改性污泥絮凝效果最好。将此条件下的改性污泥应用于实际废水,得到了较好的处理效果,尤其是对高浓度有机废水、高悬浮物的建筑材料加工废水,以及染料废水的处理,其COD去除率、浊度去除率和脱色率均高于聚铝絮凝剂。 利用剩余活性污泥生产微生物絮凝剂是一种全新的想法,目前尚未见文献报道。这一研究不仅变废为宝,而且开发了一种廉价、高效的微生物絮凝剂。