論文(wen)作(zuo)者(zhe)：霍明昕 崔玉(yu)波 李曉(xiao)君 王翠蘭(lan) 王海(hai)東 林英(ying)姿 韓相奎

摘(zhai)要：通過酸化-SBR法在(zai)不同溫度(du)和堿(jian)(jian)度(du)條(tiao)件(jian)下處理(li)高濃(nong)度(du)啤酒廢糟液試(shi)驗(yan)結果 分析 及其(qi)動力(li)學 研(yan)究 ，得出該法是一(yi)種(zhong)處理(li)中、高濃(nong)度(du)有(you)(you)機廢水的(de)有(you)(you)效 方(fang)法 。 對運行條(tiao)件(jian)和參數進行了(le)較為深(shen)入(ru)的(de)探討，提(ti)出堿(jian)(jian)度(du)是酸化處理(li)制約因素的(de)觀(guan)點。

關鍵(jian)詞：酸(suan)化 SBR法 有機污(wu)水

在厭氧(yang)反應中(zhong)，放棄(qi)反應時(shi)間長、控(kong)制條(tiao)件要求高的甲(jia)烷發酵階(jie)段，將(jiang)反應控(kong)制在酸化(hua)階(jie)段，這樣較之全過(guo)程(cheng)的厭氧(yang)反應具有(you)以下優點(dian)：①由于(yu)反應控(kong)制在水解(jie)、酸化(hua)階(jie)段反應迅(xun)速(su)，故(gu)水解(jie)池(chi)體積(ji)小(xiao);②不(bu)需要收(shou)集產(chan)生(sheng)(sheng)的沼(zhao)氣，簡化(hua)了構造(zao)，降低了造(zao)價，便(bian)于(yu)維護，易(yi)于(yu)放大;③對(dui)于(yu)污泥(ni)的降解(jie)功能完(wan)全和消化(hua)池(chi)一(yi)樣，產(chan)生(sheng)(sheng)的剩余污泥(ni)量少(shao)。同時(shi)，經(jing)水解(jie)反應后溶解(jie)性(xing)COD比例(li)大幅度增加(jia)，有(you)利于(yu)微生(sheng)(sheng)物對(dui)基質的攝取，在微生(sheng)(sheng)物的代謝過(guo)程(cheng)中(zhong)減少(shao)了一(yi)個重要環節，這將(jiang)加(jia)速(su)有(you)機(ji)物的降解(jie)，為后續生(sheng)(sheng)物處理創造(zao)更為有(you)利的條(tiao)件。

1 試驗裝置、材(cai)料和方法(fa)

1.1 試(shi)驗裝置

試(shi)驗裝置(zhi)如圖1。

1.2 材料和方法

酸化柱(zhu)由有(you)機(ji)玻璃(li)制成(cheng)，內裝有(you)益于酸化菌附著生長的彈性立(li)體填料;SBR反(fan)應器(qi)(qi)由有(you)機(ji)塑(su) 料制成(cheng)。首(shou)先(xian)進行污泥的接(jie)種與馴化，在酸化柱(zhu)和(he)SBR反(fan)應器(qi)(qi)內接(jie)種某汽車(che)廠(chang)污水處理廠(chang)的 回流(liu)污泥;每日在高位水箱(xiang)中加入新(xin)鮮啤酒廢糟液，其水質(zhi)條件為：

COD4000～6000mg/L，BOD51650～3600mg/L;同時(shi)(shi)用Na2CO3調節 廢(fei)(fei)水(shui)的pH值7～10。廢(fei)(fei)水(shui)經(jing)高位水(shui)箱進(jin)(jin)入酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)柱(zhu)(酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)柱(zhu)有溫控裝(zhuang)置(zhi))，在柱(zhu)內停留(liu)4h左(zuo)右(you)，酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)出(chu)水(shui)經(jing)收集后(hou)定時(shi)(shi)定量進(jin)(jin)入SBR反應器(qi)停留(liu)18h。對酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)柱(zhu)和SBR反應 器(qi)進(jin)(jin)行監測，檢測其進(jin)(jin)出(chu)水(shui)COD和污泥情(qing)況(kuang)，同時(shi)(shi)檢測酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)柱(zhu)進(jin)(jin)出(chu)水(shui)堿度(du)和pH值，15d后(hou)效果基本(ben)穩(wen)定，培養馴化(hua)(hua)(hua)完成，進(jin)(jin)入正式(shi)運行階段。試(shi)驗表明(ming)，廢(fei)(fei)水(shui)酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)效果并非隨廢(fei)(fei)水(shui)在酸(suan)(suan) 化(hua)(hua)(hua)柱(zhu)內停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的延長而增強，停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)超過4h，COD去(qu)除率有所下降，故(gu)最佳酸(suan)(suan)化(hua)(hua)(hua)效果的 停留(liu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)約為4h。

1.3 試驗方(fang)案

1.3.1 酸化的試驗方案

試驗(yan)主要考察酸化在三個不(bu)同溫度(20、24、28℃)和不(bu)同進水堿度(500、750、1000mg/L，以CaCO3計，下(xia)同)共九種(zhong)條件下(xia)酸化效果(guo)和COD去除情況(kuang)。

1.3.2 SBR反應器試驗(yan)方案(an)

COD的去除(chu)主要集(ji)中(zhong)(zhong)在SBR反應(ying)器中(zhong)(zhong)，該段共設置(zhi)3個反應(ying)溫度(du)：20℃、24℃、28℃。運行參數分(fen)別是：進水0.5 h;曝氣18 h;沉淀(dian)1.5h;排水與閑置(zhi)4.0h。

2 　結(jie)果分析和討(tao)論

2.1 酸化的結果分析與討論

2.1.1 酸化對(dui)COD的去除情況

在(zai)給定(ding)溫(wen)度(du)和(he)堿度(du)組合(he)下，酸(suan)化(hua)對(dui)進水COD均有一定(ding)的(de)(de)去除(chu)(chu)率(lv)。在(zai)4h停(ting)留時間內，平均每(mei)小時去除(chu)(chu)COD250mg/L左右，整(zheng)個(ge)酸(suan)化(hua)階段COD去除(chu)(chu)率(lv)達(da)12%～25%。在(zai)所試(shi)驗(yan)的(de)(de)三個(ge)不同溫(wen)度(du)條件下，達(da)到酸(suan)化(hua)效果的(de)(de)最佳堿度(du)是750mg/L，而(er)最佳溫(wen)度(du)是24℃。

2.1.2 堿度(du)對酸(suan)化效(xiao)果的(de) 影(ying)響

 酸化效果也可(ke)以通過(guo)檢測進(jin)出水(shui)堿(jian)度的(de)變化情況來觀察。進(jin)水(shui)堿(jian)度越(yue)(yue)大(da)，出水(shui)堿(jian)度越(yue)(yue)小，說(shuo)明酸化效果越(yue)(yue)好。不同溫度、不同進(jin)水(shui)堿(jian)度條件下出水(shui)堿(jian)度的(de)變化情況如圖2。

可(ke)見，在(zai)進水堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)<500mg/L時，隨著進水堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)的增大(da)出水堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)減小(xiao)。當進水堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)超過500mg/L時，隨進水堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)增大(da)，出水堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)亦增大(da)。本試驗(yan)最佳堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)范圍是500～750mg/L，在(zai)此堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)范圍之(zhi)內，酸(suan)(suan)化效(xiao)果比較理想。堿(jian)(jian)(jian)(jian)度(du)(du)(du)(du)(du)過高(gao)反而使酸(suan)(suan)化系統運行不(bu)好，甚至導致酸(suan)(suan)化菌死(si)亡。原因可(ke)能(neng)是微生物(wu)對含氮(dan)有機物(wu)同化的氨化作用起到了 自(zi)然 的緩(huan)沖作用。此外，溫度(du)(du)(du)(du)(du)對酸(suan)(suan)化效(xiao)果也有一定影響(xiang)，溫度(du)(du)(du)(du)(du)過高(gao)、過低均(jun)不(bu)利于酸(suan)(suan)化，本試驗(yan)最適宜溫度(du)(du)(du)(du)(du)是24℃。

由(you)表1可見，酸(suan)化(hua)柱(zhu)進(jin)水的(de)(de)(de)平均BOD5/COD=0.52,酸(suan)化(hua)柱(zhu)出(chu)水的(de)(de)(de)平均BOD5/COD=0.74，通過酸(suan)化(hua)可生(sheng)化(hua)性(xing)提高了0.22，而廢水在酸(suan)化(hua)柱(zhu)內的(de)(de)(de)停留時(shi)間僅(jin)有4h，酸(suan)化(hua)效果是較理想的(de)(de)(de)，這(zhe)就為后續的(de)(de)(de)SBR生(sheng)物處理創造了非常(chang)有利(li)的(de)(de)(de)條件。

2.2 SBR反應器(qi)結果分析

2.2.1 SBR反應器(qi)對(dui)進水COD的去除

本(ben)試驗條件下，SBR反應(ying)器(qi)進(jin)出水COD隨時(shi)間的變(bian)化曲線如圖(tu)3所示。

由圖3可(ke)見，雖然進(jin)水有機物濃度變化幅度較(jiao)大，但出水較(jiao)為穩定，波動較(jiao)小(xiao)，系統耐沖(chong)擊負荷能力較(jiao)強。

在(zai)本試驗的(de)容積負(fu)荷3.60～6.24kg/(m3·d)范(fan)圍(wei)內,COD的(de)去除(chu)率(lv)變化在(zai)94%～99%之(zhi)(zhi)間(jian)。這說明用酸化—SBR法處理(li)啤酒廢(fei)糟液效果比(bi)較(jiao)理(li)想，雖然(ran)進水濃度在(zai)4000～6000 mg/L之(zhi)(zhi)間(jian)波(bo)動(dong)很大(da)，但出水的(de)達(da)標率(lv)仍然(ran)較(jiao)高[執行標準：污水綜合排放國家標準(GB8978—1996)一(yi)級標準]。然(ran)而當(dang)COD負(fu)荷超過6.24kg/(m3·d)后，COD去除(chu)率(lv)偏(pian)低，出水COD達(da)標率(lv)低的(de)趨勢也(ye)較(jiao)明顯。

2.2.2 酸化效(xiao)果對SBR反應器處(chu)理效(xiao)果的影響

 試驗中，SBR反應器對進水COD去(qu)(qu)(qu)除率(lv)的好壞直接受酸化效(xiao)(xiao)果(guo)的影響(xiang)，酸化效(xiao)(xiao)果(guo)好，去(qu)(qu)(qu)除率(lv)高，反之就低。其去(qu)(qu)(qu)除率(lv)最(zui)大值出現在(zai)：T=24℃，堿度(du)500～750mg/L，此時去(qu)(qu)(qu)除率(lv)超過99%。

3 　結論

①酸化—SBR法處(chu)理(li)高濃(nong)度啤酒廢糟液效(xiao)果比(bi)較(jiao)理(li)想，去除(chu)率(lv)均在94%以(yi)上(shang)，最(zui)高達99%以(yi)上(shang)。

②酸(suan)化—SBR法處理中(zhong)高濃度啤酒廢(fei)糟液，酸(suan)化至(zhi)關重要(yao)，它具有兩個方面的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用，其一是(shi)對(dui)廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)有機成分進(jin)行改性(xing)，提高廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)可生化性(xing);其二是(shi)對(dui)有機物(wu)中(zhong)易降解的(de)(de)(de)(de)污染物(wu)有不可忽視的(de)(de)(de)(de)去(qu)除作(zuo)用。酸(suan)化效(xiao)果的(de)(de)(de)(de)好(hao)壞直(zhi)接 影響 SBR反應器的(de)(de)(de)(de)處理效(xiao)果，有機物(wu)去(qu) 除主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)SBR反應器中(zhong)。

③酸化—SBR法處理(li)啤酒廢(fei)糟液(ye)受進(jin)水堿度(du)(du)(du)和反應溫度(du)(du)(du)的影響，最(zui)佳溫度(du)(du)(du)是24℃，最(zui)佳堿度(du)(du)(du)范圍(wei)是500～750mg/L。視原水水質情(qing)(qing)況，如(ru)堿度(du)(du)(du)不足，采取預調堿度(du)(du)(du) 方法 進(jin)行(xing)本(ben)工(gong)藝處理(li);若溫度(du)(du)(du)差別(bie)不大(da)，運行(xing)參數可不做調整，若溫度(du)(du)(du)差別(bie)較大(da)，視具體情(qing)(qing)況而定。

參(can)考 文(wen)獻 ：

[1]Griffiths P.High Performance Nutrient Removal without Prefermentat ion[A].IAWQ 19th Biennial International Conference[C].Vancouver,1998.

[2]陳新(xin)宇等.水(shui)解酸(suan)化—生物(wu)接(jie)觸(chu)氧化法處理(li)難降(jiang)解丁苯橡膠廢水(shui)的 研究 [J ].給水(shui)排水(shui)，1997，(2)：32-35.

[3]張森林等.酸(suan)化—序(xu)列活(huo)性污(wu)泥法(fa)處理TMP生產廢(fei)水[J].給水排水，1995，(8)：20-21.

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