预处理后烯草酮生产废水的生物降解试验研究

1、预处理后烯草酮生产废水的生物降解试验研究SBR.L2：（序批式活性污泥法）山7可是一种以间歇曝气方式处理废水的生物处理 技术，与传统的活性污讴处理方法相比,该法的操作方式用时间分割代替了空间分割. 非稳定生化反应代替了稳志生化反应，置理想沉淀代替了传统的动态沉淀.运行上 的有序和间歇操作是它的主要特征，该技术的核心是SBR的反应池，该池集均化、 初沉、生物降解、二沉等功能于一池，没有活性污泥回流，$RR在沉淀出水时整个水 体几乎处在完全静止的状态,不会有短流现象的出现，同时，在沉淀阶段SBR反应 池全部容积都用于固液分离，比较细小的活性污泥颗粒在这种几乎完全静止的状态下 都可以得到很有效的沉淀

2、，所以，SBR的出水质量其它的生物处理方法要更好眸L经过臭氧氧化预处理后的烯草酮生产废水,出水COD远未达到现行的琮合污 水排放标准,因此利用生化处理系统进步处理可以实现废水的达标排放.通过向 SBR反应器中投加经驯化后的活性污泥,进行一段时间的调试，运行稳定后，研究废 水经生化系统处理后的有机物去除情况，再研究进水pH值的大小，水力停留时间的 变化和璘投加量的多少对SBR反应系统处理废水效果的影响.以及在优化工艺下 COD的去除规律.为建立烯草酶废水的联合处理技术提供最有力的理论基础和势脸. 最终实现臭氧氧化SBR法联合降解烯草帽生产废水工艺的工程化应用.1试验部分1.1试验材料与仪器试验所

3、用重珞酸钾、硫酸亚铁馁、碘化钾、硫代硫酸部I、硫酸.翻辄电钠、氯化 钱、磷酸二氢钾等药剂均为分析纯，厂家为国药集团化学试剂有限公司.试验用到的仪器有752紫外可见分光光度计上海棱光技术有限公司人 DELTA320型pH计（上海医用激光仪器厂）、PL303型电子天平（上海梅物勒-托利多 仪器行限公司）、ECLIPSEE2Q0型显微镜（中国尼康映像仪器销售有限公司）等0 L2试酚装置与方法试骑装置主要由配水箱、反应器、曝气系统和PLC自控系统组成.其中配水箱和 反应器均采用有机玻璃加工而成，反应器为圆柱形，直径30 cm,高度40 cm,有效 容积均为25 L；配水箱也为圆柱形，直径30 cm,高

4、度50 cm.有效容积30 L采用 黏砂块作为微孔曝气器，并通过转子流量计调节曝气量.考虑到单因子变量下的试验 同时进行,本试验装置共加工6套.爱水电磁网3 .排空或排泥.出水电磁网4.气体流量计图4“ SBR试骗装直Fig.4-1 Experimental set-up of SBR试验装置中反应器包括1#反应器和2#反应器，其中I#反应器用于空白对照组， 2#反应器则为试验组。状验采用间歇式反应，每个反应周期为24h,包括进水0.5h, 反应22h,沉淀lh,出水0.5 h四个阶段。试验过程中将配水倒入配水箱，通过PLC 控制进水、出水以及球气机的运行来进行各个周期的更迭。当试验过程中需要

5、排泥时, 则人工开启排泥阀门进行排泥。13分析方法pH值采用pH计测定，COD采用重铝酸钾法测定，DO采用溶解氧自动测定仪测 定，POj采用铝睇抗分光光度法测定，NHJN采用纳氏试剂光度法测定6】。W|C0D 在50400mg/L范围内时，重珞酸钾浓度采用0.25 moVL。试验废水经预处理后的烯草酮生产废水为试验废水的基本用水来源，再向其中添加适当的 供微生物生长所需的微最元素及磷源（烯草用废水富氮缺磷），就得到了本章的试验 用水。经测定，其水质情况如表4/所示。配好的试验废水调用pH为7.0后待用表4d试验水样水质Table 4-1 Characteristics of wastewate

6、r in theexperiment组分CODNH4+-NTP浓度（m如）538038.56.3活性污泥驯化试验用污泥采自某农药厂污水站好氧活性污泥池，该农药厂生产烯草酮产品.将污泥按照废水量的20%向SBR反应器中投加混合污泥，开启曝气机进行污泥 驯化试验.定期检测水中CODg N、P、pH以及微生物生长情况，根据测得结果进 行P的补加，pH的调节，以及换水，换水率在15%30%之间。待污泥生长良好、 出水水质优良的情况下，换水率保持恒定值30%,直至出水水质达到预期日的时，污 泥驯化完成。2试验结果与讨论生化系统的建立-将供试废水加入反应器中，再将驯化好的活性污泥按污泥：废水=1： 5 （

7、体积比） 投加到反应器中，开启曝气机进行试验。每隔一个周期取一次出水水样，测定出水的 CODcr、N、P、pH以及观察污泥中的微生物状况。根据测定结果进行N、P、pH的调 节。同时，系统运行过程中，根据系统中COD的去除情况进行定期的换水，换水率在 15%30%之间,图4-2反映的是SBR生化系统稳定运行前期对废水COD的去除情况。运行周期图4-2 SBR生化系统对废水中COD的去除效果Fig.4-2 Removal efficiency of COD in water by the treatment of SBR biochemical system由图中可以看出，在前2个周期，废水的CO

8、D基本上没有变化，这是因为刚接种 的污泥在新的废水中生长需要一个适应过程；2个周期过后，废水的COD开始下降， 第3 10周期废水的COD开始被大量降解，浓度明显降低，COD的去除率基本上呈.线 性增长，因为这阶段污泥中的菌落开始进入大量:繁殖期，利用降解水中的有机物获得 能量进行生长繁殖，从而去除废水的COD：第11周期时，废水COD的去除率几乎达到 60%,这时水中COD降解速度开始下降，到了第14、15周期，出水COD浓度平均为2087 mg/L,去除率达到61.2%,生化系统进入稳定期。水力停留时间对生化系统COD去除的影响在进水COD浓度为5380 mg/L、进水pH为7、磷源充足等

9、条件下，本实验考虑 改变水力停留时间确定处理过程的最佳容积负荷。木试验过程设定水力停留时间3 d、 3.5 d、4d、4.5 d、5d、5.5 d、6 d为变化参数，通过测定出水COD来确定最佳水力 停留时间。结果如图43所示：5MoMX5M03 *SX4M0 *34400 ,4c4CX -sex600 -“8 5 290 S3 2X4.：运行时间(d)(SEQOUWU图4.3不同水力停留时间对废水中COD的去除效果Fig.4-3 Removal efficiency of COD in water in different hydraulic retention time水力停留时间(HRT

10、)是污水处理工程设计的主要参数之一，直接决定了设计容积 负荷，是工程投资费用的重要影响因素。本试验根据我国目前出水排放标准要求，以 期获得最合理的水力停留时间。从图中可知，在HRT小于5d的时候，随着水力停留 时间的增加，出水COD也随之明显降低，说明HRT对COD去除效果有着显著的影 响；当HRT=5、5.5、6 d的时候，平均出水COD浓度分别为451、440、438(mg/L), 几乎不再变化。当HRT=5d时，6天后出水COD浓度基本稳定在450 mg/L左右，可 以达到污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)的排放要求，根据工程实际应 用考虑，宜选择5d作为最佳水力停留时

11、间.磷投加量对处理效果的影响在进水COD浓度为5380 mg/L,进水pH为7, HRT=5 d的条件下，本试验投加 的CODcr： P比例分别为300： 1, 500： 1, 800： 1, 1000： 1,通过观察出水COD 浓度来确定最佳磷投加量。结果如图49所示：(SE)QOUW 三图44磅投加量对处理效果的影响Fig. 4-4 Effect of phosphorus addition根据图中所示，当磷投加比例为CODB： P=300/500/800： 1时，出水COD浓度变 化不大，稳定在440 mg/L左右，对处理效果没有影响：当COD) P=1000：1时，整体 处理效果有所下

12、降，出水COD浓度大概在770 mg/Lo由此可见，当磷投加量按照COD： P=80O： 1比例即可满足处理效果。烯草酮废水的特点之一是缺乏磷营养元素，为了进 一步减少运行过程中药剂费用，本试验摸索最为经济的磷投加盘是COD”： P=800： 1.进水pH对生化系统COD去除的影响在进水COD浓度为5380 mg/L, HRT=5d,磷投加量CODg P=800： 1的条件下, 将进水pH值分别调为5.5、6.0. 6.5、7.0、7.5后加入反应器中，再将驯化好的活性污泥按污泥：废水=1： 5 （体积比）分别投加到上述反应器中，同时开启曝气机进行 试验。待各系统运行15个周期后取各自出水水样

13、，测定出水的COD浓度。结果如图 4-5所示：9392Q0E) aouws-出水COD-B-COD去除率()榭畿4M00J1 0 9 8 7 69 9 8 8 8 80 H1!1h 855.566.577.5进水初始pH图85不同进水pH对废水中COD的去除效果Fig.4-5 Removal efficiency of COD in water in different pH of influent从图中可以看出，在pH为6.5的时候COD的去除率最高，能达到92%以上，此 时出水COD浓度大约为390 mg/L,当进水pH偏离6.5这个点，COD的去除率都会 有或多或少的下降，所以选择最适进

14、水pH为6.5。按照以往的经验来看，一般情况下 微生物降解有机物的最适pH在7左右，而臭氧氧化预处理后的烯草酮废水生物降解 的最适pH在6.5左右，分析原因可能是在臭氧氧化预处理后的废水中含有乙酸钠， 在生物降解的过程中会使反应器中的pH上升.2.5预处理后的废水在优化条件下连续处理效果在进水COD浓度为5380 mg/L, pH为6.5, HRT=5d,磷投加量COD,： P=800： 1 优化后的条件下，将经预处理后的废水加入反应器中，再将SBR生化系统稳定运行后 排出的活性污泥按污泥：废水=1： 5 （体积比）投加到上述反应器中，开启曝气机进 行试验。系统连续运行30d,每天测出水COD

15、及观察微生物、活性污泥生长状况。结 果如图所示：cl/gEoOJW 三540052005000 -I480046004400 r4200400038003600340032003000280026002400720020001800 -1600 -140012001000 -800 -600 -400200 0运行时间（d）Fig.4.6The pretreated wastewater continuous treatment effect under the optimized conditionsFig.4-7Mixed liquid is 40 times more microbial phase observation图4-6预处理后的废水在优化条件下连续处理效果由图4-6可知，在系统运行6d以后，出水COD浓度下降幅度变缓，最终稳定在360 mg/L左右，此时去除率达到93%以上。可以达到现行污水排入城市下水道水质标准 (CJ3082-1999)排放要求。同时，在系统运行的过程中，我们连续观察了微生物生长情况。运行过程中前9 天出水较为浑浊，污泥沉淀效果不好，通过观测发现水中有大量的游离细菌；当运行 到15天左右时，出水慢慢变为澄清，出现大量的原生动物，见图47。这些试验结果为 以后工程调试、运行提供了理论基础及丰富的经验。烯草酮废水经臭氧氧化预处理后，废水中含有