活性污泥法處理含砷廢水
國(guó)內(nèi)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(luò)合更為穩(wěn)定。關(guān)于吸附機(jī)制，在ECP的復(fù)雜成分中吸附重金屬離子的似乎是糖類(lèi)。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(jié)合點(diǎn)位，不同價(jià)態(tài)或不同電荷的金屬離子可以在不同的點(diǎn)位與 ECP結(jié)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(jié)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(tuán)—OH，—COOH，—NH2，PO43-和—HS等，他們與金屬離子進(jìn)行沉淀、絡(luò)合、離子交換和吸附，其特點(diǎn)是快速、可逆和不需要外加能量，與代謝無(wú)關(guān)；胞外吸收通過(guò)金屬離子和胞內(nèi)的透膜酶、水解酶相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)，速度較慢需要能量，而且與代謝有關(guān)。
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(xì)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?cè)诙脸刂蟹蛛x和沉降重金屬離子。
在活性污泥法處理含砷廢水的實(shí)驗(yàn)中，存在許多影響因素，主要影響因素如下：
（1）不同價(jià)態(tài)的砷對(duì)活性污泥的毒性不同。
實(shí)驗(yàn)表明，As(III)對(duì)脫氫酶的毒性比As(V)平均大53倍。As(III)對(duì)蛋白酶活性的毒性約為As(V)的75倍。還有，As(III)對(duì)活性污泥脲酶活性的毒害作用是As(V)的35倍。所以處理含砷廢水時(shí)有必要將As(III)氧化成As(V)。實(shí)驗(yàn)還表明，活性污泥對(duì)低濃度砷的去除率高于對(duì)高濃度砷的去除率，這是由于污泥的吸附能力有限所造成的。此外，重金屬離子濃度小于5mg•L-1時(shí)，活性污泥法對(duì)污水中有機(jī)物的處理效果不受重金屬影響，當(dāng)重金屬離子濃度大于30mg•L-1時(shí)，活性污泥法污水中有機(jī)物的處理效果則大大受到影響。
（2）有機(jī)負(fù)荷
有機(jī)負(fù)荷對(duì)活性污泥去除五價(jià)砷也有較大的影響，有機(jī)負(fù)荷高，去除率也高。主要有兩方面的原因：一是污水中的有機(jī)物本身可和五價(jià)砷相結(jié)合，降低了污水中砷的濃度；二是有機(jī)物濃度高有利微生物生長(zhǎng)繁殖，這進(jìn)一步提高活性污泥對(duì)五價(jià)砷的去除率。此外，有機(jī)負(fù)荷高還可以防止污泥膨脹。因?yàn)樵诟哂袡C(jī)負(fù)荷環(huán)境中絮狀菌比大多數(shù)絲狀菌有更強(qiáng)的吸附和存貯營(yíng)養(yǎng)物能力，能夠充分利用高濃度的底物迅速增殖，具有較高的比生長(zhǎng)速率，抑制了絲狀菌的生長(zhǎng)。在低負(fù)荷下混合液中底物濃度長(zhǎng)時(shí)間都低，由于缺少足夠的營(yíng)養(yǎng)底物，絮狀菌的生長(zhǎng)受到抑制，而絲狀菌具有較大的比表面積，當(dāng)環(huán)境不利于微生物的生長(zhǎng)時(shí)，絲狀菌會(huì)從菌膠團(tuán)中伸展出來(lái)以增加其攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的表面積。一方面，伸出絮體之外的絲狀菌更易吸收底物和營(yíng)養(yǎng)，其生長(zhǎng)速率高于絮狀菌，從而成為活性污泥中的優(yōu)勢(shì)菌種；另一方面，絲狀菌越多，其菌絲越長(zhǎng)，活性污泥越不易沉降，SVI越高，導(dǎo)致了污泥膨脹。
（3）pH
pH 對(duì)金屬去除影響很大，因?yàn)閜H不僅影響金屬的沉降狀態(tài)，而且影響吸附點(diǎn)的電荷。一般pH 升高有利于污泥對(duì)陽(yáng)離子金屬的吸附。直至產(chǎn)生氫氧化物沉淀，反之則有利于對(duì)呈負(fù)電荷狀態(tài)存在的金屬的吸附。但是，過(guò)高或過(guò)低的pH對(duì)微生物生長(zhǎng)繁殖不利，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①pH過(guò)低（pH=1.5）,會(huì)引起微生物體表面由帶負(fù)電變?yōu)閹д姡M(jìn)而影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的吸收。②過(guò)高或過(guò)低的 PH還可影響培養(yǎng)基中有機(jī)化合物的離子化作用，從而間接影響微生物。③酶只有在最適宜的pH時(shí)才能發(fā)揮其最大活性，極端的pH使酶的活性降低，進(jìn)而影響微生物細(xì)胞內(nèi)的生物化學(xué)過(guò)程，甚至直接破壞微生物細(xì)胞。④過(guò)高或過(guò)低的pH均降低微生物對(duì)高溫的抵抗能力。
（4）生物固體停留時(shí)間（Qc）
Qc對(duì)陽(yáng)離子金屬去除有較大影響，因?yàn)榛钚晕勰啾砻娉１浑y溶性或微溶性的多聚物所包圍（如多糖），這些多聚物表面的電荷可使金屬迅速地得以去除。已經(jīng)證實(shí)，細(xì)菌多聚物產(chǎn)生和細(xì)菌生長(zhǎng)相有關(guān)，穩(wěn)定相和內(nèi)源呼吸階段多聚物產(chǎn)量最大，而Qc增大，污泥中細(xì)菌處于穩(wěn)定相和內(nèi)源呼吸階段，有利于對(duì)金屬的去除。
（5）污泥濃度
污泥濃度高，吸附點(diǎn)也隨著增加，從而有利于金屬的去除。從去除金屬的角度出發(fā)，高有機(jī)負(fù)荷，高污泥濃度的運(yùn)行方式最為理想；钚晕勰喾ㄌ幚砗閺U水，不論在處理費(fèi)用，還是二次污染，或者工程化方面，都比傳統(tǒng)處理方法具有相當(dāng)突出的優(yōu)勢(shì)。雖然在理論研究方面還不是十分完善，但是在處理機(jī)制和影響因素方面都已達(dá)成一定的共識(shí)。如果在處理工藝上再進(jìn)行一定的改進(jìn)，如往污泥中投加優(yōu)勢(shì)菌種，可以改善污水的處理效果；此外，還可以引進(jìn)生活污水進(jìn)行混合處理并進(jìn)行曝氣，這樣不僅降低了砷的濃度以及砷對(duì)污泥的毒害作用，同時(shí)還解決了活性污泥的營(yíng)養(yǎng)源問(wèn)題，為活性污泥法處理含砷廢水的工程化應(yīng)用開(kāi)辟了一片新天地。
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