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摘要： 采用SBR法處理堿法草漿造紙廢水和味精廢水的試驗(yàn)結(jié)果表明：廢水中的有機(jī)污染物得到高效降解，COD的去除率分別達(dá)80％和90％以上；高濃度的SO2-4(1.2×105 mg/L)對SBR處理系統(tǒng)無影響；易降解和難降解的有機(jī)廢水應(yīng)分別采用限制曝氣和非限制曝氣的進(jìn)水方式為宜；DO可以作為SBR系統(tǒng)去除COD情況的一個(gè)指標(biāo)，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制(DO為1.5 mg/L左右為宜)。
關(guān)鍵詞： SBR法 造紙廢水 味精廢水 SO2-4 DO
中圖分類號：X79
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1000-4602(2000)10-0010-03
Treatment of Alkali Straw Pulp Papermaking and Gourmet Powder Wastewater with SBR Process
SUN Jianhui，CUI Yanrui，SUN Ruixia
(School of Chemistry and Environ.Sci.,Henan Normal Univ.,Xinxiang 453002,China)
Abstract：Experiments were carried out to study SBR process treating alkali straw pulp papermaking and gourmet powder wastewater.The results were as follows:The organic pollutants could be degraded efficiently with COD removals over 80% and 90% respectively for two kinds of wastewater and high concentration of sulphate (1.2×105 mg/L) had no effect on SBR system.It would be better to adopt limited aeration and unlimited aeration for readily degradable and hardly degradable organic wastewater respectively.DO could be used as an index of the COD removal performance of SBR process.Thus the process automatic control will be realized easily.It is suitable to maintain the DO value of 1.5 mg/L in the system.
Keywords:SBR;papermaking wastewater;gourmet powder wastewater;sulphate;DO
1 試驗(yàn)材料與方法
1.1試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)裝置如圖1所示。SBR反應(yīng)器內(nèi)徑為30 cm，高度為70 cm，有效容積為45 L。反應(yīng)器外側(cè)分設(shè)5個(gè)排水管，底部設(shè)有排泥及放空管，距反應(yīng)器底10 cm處設(shè)有進(jìn)氣管，內(nèi)部采用4個(gè)燒結(jié)砂芯作為曝氣頭，外部聯(lián)接空氣壓縮機(jī)。SBR反應(yīng)器進(jìn)水量、曝氣量都可以通過閥門調(diào)節(jié)和用流量計(jì)計(jì)量。做平行對比試驗(yàn)時(shí)用4個(gè)10 L的小SBR反應(yīng)器進(jìn)行，試驗(yàn)用污泥取自大SBR反應(yīng)器中的成熟污泥。
1.2廢水水質(zhì)
試驗(yàn)用水分別為取自河南省某堿法草漿造紙廠和某味精廠的實(shí)際工業(yè)廢水。處理前造紙黑液先經(jīng)稀釋一倍后酸析木質(zhì)素；味精廢水先經(jīng)分離蛋白，而后調(diào)整pH值到7左右，再用自來水稀釋后使用。進(jìn)水濃度根據(jù)處理后能夠達(dá)到國家相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求(造紙廢水COD≤450 mg/L，味精廢水COD≤300 mg/L)確定。廢水水質(zhì)見表1。
表1 廢水水質(zhì)
項(xiàng)目COD(mg/L)BOD5(mg/L)
原水預(yù)處理水進(jìn)水①34067 ②31384
①7018 ②13495
①≤2 400 ②≤4000①93422 ②18025
①3579 ②7422
①≤1200 ②≤2300
注①造紙廢水，②味精廢水。
1.3 試驗(yàn)方法與條件
試驗(yàn)系統(tǒng)初次啟動時(shí)所用活性污泥采自城市污水處理廠的剩余活性污泥。通過試驗(yàn)所確定的運(yùn)行參數(shù)(溫度20 ℃、進(jìn)水pH＝7左右)和操作條件如表2、3所示。運(yùn)行參數(shù)中的泥水比(λ)系指進(jìn)水體積與SBR反應(yīng)器內(nèi)污泥體積之比，λ在數(shù)值上同反應(yīng)完成后的排出比(排水體積與污泥體積之比)相等。
表2 試驗(yàn)運(yùn)行參數(shù)
水樣MLSS(g/L)SVI(mL/g)λ容積負(fù)荷[kgCOD/(m3·d)]
造紙廢水
味精廢水16.2～17.1
12.2～15.141～63
70～911
11.0～2.3
2.25～3.0
表3 運(yùn)行操作條件
水樣進(jìn)水反應(yīng)沉淀排水
造紙廢水
味精廢水1(限制曝氣)
1(非限制曝氣)3
61
20.5
0.5
2 結(jié)果與討論
2.1 廢水中有機(jī)物的去除率
按照上述運(yùn)行參數(shù)及操作條件所得到的結(jié)果分列于表4和圖2。
表4 造紙廢水運(yùn)行結(jié)果
日期進(jìn)水COD(mg/L)出水COD(mg/L)COD去除率(%)
4月20日
4月21日
4月26日
4月27日
4月28日
5月1日
5月4日
5月5日
5月7日2021
3491
2921
3564
3623
3877
5292
5935
6780397
601
538
554.2
621
760
964
1182
121780.4
82.8
81.6
84.5
82.9
80.3
81.8
80.1
82
由表4和圖2可見，進(jìn)水濃度大小與SBR系統(tǒng)對有機(jī)物的去除率基本無影響。造紙與味精廢水COD的去除率分別穩(wěn)定在80%和90%以上。
為了進(jìn)一步考察SBR系統(tǒng)對可生化降解有機(jī)物的去除情況，進(jìn)行了兩段式SBR法處理造紙廢水的研究，即將兩個(gè)SBR反應(yīng)器串聯(lián)，第一個(gè)反應(yīng)器的出水作為第二個(gè)反應(yīng)器的進(jìn)水，測試后者的COD去除率。試驗(yàn)進(jìn)行了一個(gè)月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第二個(gè)反應(yīng)器對COD的去除率不超過10%，從而說明了造紙廢水中的可生化降解有機(jī)物采用一段式SBR系統(tǒng)即可基本分解完全，用兩段式SBR法處理是不經(jīng)濟(jì)的。
2.2 進(jìn)水方式對COD去除率的影響
SBR法的進(jìn)水方式按進(jìn)水時(shí)間長短可分為瞬時(shí)進(jìn)水和連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)進(jìn)水又可按進(jìn)水時(shí)的曝氣與否分為限制曝氣和非限制曝氣。本試驗(yàn)采用連續(xù)進(jìn)水方式，在進(jìn)水濃度、進(jìn)水時(shí)間和泥水比(λ)等相同的條件下，研究了限制曝氣與非限制曝氣兩種方式對COD去除率的影響，結(jié)果列于表5。
表5不同進(jìn)水方式下COD的去除率(%)
水樣限制曝氣非限制曝氣
造紙廢水
味精廢水81.9
81.277.7
90.9
由表5可見，造紙廢水宜采用限制曝氣進(jìn)水方式，而味精廢水宜采用非限制曝氣的進(jìn)水方式。結(jié)合前述的SBR系統(tǒng)處理造紙、味精廢水的COD去除率及反應(yīng)時(shí)間，作者認(rèn)為，造紙廢水是一種不可生化降解有機(jī)物含量相對較高但可生化降解部分又較易降解的廢水，而味精廢水則是一種可生化降解有機(jī)物含量相對較高但又較難降解的廢水。
2.3 SO2-4對COD去除率的影響
味精廢水含有大量的SO2-4(原水濃度為60144 mg/L)，在厭氧生物處理中，由于硫酸鹽還原菌與分解有機(jī)物的產(chǎn)甲烷菌發(fā)生競爭，且前者處于優(yōu)勢，因而嚴(yán)重影響了COD的去除[1]。為了探索SBR法處理含高濃度SO2-4有機(jī)廢水的可行性，采用人工配制廢水和味精廢水進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果列于表6、7。
由表6可見，隨著SO2-4濃度的提高，COD去除率變化不大，當(dāng)進(jìn)水SO2-4濃度高達(dá)120000 mg/L時(shí)，COD去除率仍保持在96%以上。由表7可見，SO2-4的出水濃度同進(jìn)水相比略有降低，可以說SO2-4基本未參與反應(yīng)。此研究結(jié)果表明，SO2-4對SBR生物處理系統(tǒng)無影響。
表6 含SO2-4的人工配制廢水的COD去除率
SO2-4(mg/L)040020001000060000120000
COD去除率(%)97.897.897.196.396.696.4
注原水COD＝2 000 mg/L。
表7進(jìn)、出水SO2-4濃度與回收率
水樣進(jìn)水SO2-4
濃度(mg/L)出水SO2-4
濃度(mg/L)回收率(%)
人工廢水
味精廢水60000
527756820
486094.7
92.1
2.4 DO在反應(yīng)期中的變化規(guī)律
在SBR反應(yīng)期中DO濃度隨曝氣時(shí)間的延長和COD的去除而不斷發(fā)生變化，變化情況見圖3。
由圖3可見，混合液中的DO在生化反應(yīng)完成后(即COD已基本降到最低點(diǎn))開始產(chǎn)生突躍，表明DO可以作為間接反映SBR生化系統(tǒng)去除COD工作情況的一個(gè)指標(biāo)。由于DO易于在線測定，從而為其實(shí)現(xiàn)自動化控制提供了依據(jù)。圖3還表明，為節(jié)約能量，混合液中的DO控制在1.5 mg/L左右為宜。
3 結(jié)論
①SBR法能夠高效降解堿法草漿造紙廢水和味精廢水中的有機(jī)污染物，COD的去除率分別達(dá)80%和90%以上。
②進(jìn)水方式應(yīng)根據(jù)廢水的性質(zhì)確定，易降解的有機(jī)廢水宜采用限制曝氣進(jìn)水方式，難降解的有機(jī)廢水宜采用非限制曝氣進(jìn)水方式。
③廢水中含有高濃度SO2-4(1.2×105mg/L)時(shí)對SBR生物處理系統(tǒng)幾乎無影響。
④DO在反應(yīng)期中隨曝氣時(shí)間的延長特別是隨COD的去除而逐漸上升，待生化反應(yīng)完成后，DO產(chǎn)生突變。DO可以作為SBR生化系統(tǒng)中可降解COD去除情況的一個(gè)工作指標(biāo)。反應(yīng)期混合液中的DO控制在1.5 mg/L左右為宜。
參考文獻(xiàn)：
[1] 孫劍輝，樊國鋒，侯杰.含硫酸鹽有機(jī)廢水厭氧消化影響因素的探討[J].工業(yè)水處理，1998，18(3)：10-12.
作者簡介：孫劍輝(1957-)，男，河南偃師人，河南師范大學(xué)教授，主要從事水污染控制技術(shù)的教學(xué)和科研工作。
電話：(0373)3326335 3326218
收稿日期：2000-06-16
