呂志偉,黃艷賓

(1.河北工程大學 城市建設學院,河北 邯鄲056038;2.河北工程大學 理學院,河北 邯鄲056038)

隨著我國造紙工業(yè)的發(fā)展,造紙行業(yè)的用水量和廢水排放量也越來越大。據(jù)報道,全國制漿造紙工業(yè)污水排放量約占全國污水排放總量的10%～20%,而排放污水中化學需氧量(COD)占全國總排放量的40%左右,居首位[1-2]。因此造紙廢水的處理對全國水質(zhì)情況具有十分重要的實際意義。

SBR法是序批式間歇活性污泥法的簡稱,它是近年來被國內(nèi)外廣泛關(guān)注和研究的一種新型污水處理技術(shù)[3-8]。SBR工藝具有經(jīng)濟、簡單、處理能力強、耐沖擊負荷、運行靈活和不易發(fā)生污泥膨脹等優(yōu)點[9,10]。張勇等[11]以處理高鹽生活污水的試驗為基礎展開了對SBR工藝的研究;董國日[12]也以SBR工藝同步測定污泥濃度、溫度、pH值污泥沉降比等,觀察污泥的沉降情況。本文考察了SBR法對COD的去除效果,以及pH值、曝氣時間等條件對去除率的影響,為改善某市造紙廠出水水質(zhì),提供可靠的資料和技術(shù)思路。

1 材料和方法

1.1 試驗裝置和流程

SBR反應器為有機玻璃制成,有效容積30L。設有1個排水口,一次排出50%的上清液。容器底部設有排泥口,每隔一定時間排泥1次。由空氣壓送機進行曝氣充氧。裝置見圖1。

1.2 試驗水質(zhì)及來源

廢水取自某市造紙廠廢水排放口,是黑液、白水、中段廢水的混合液。廢水含有木質(zhì)素、氯化物、硫化物、揮發(fā)酚以及其它不溶性有機物等多種成分。廢水呈淡黃色,略有渾濁,pH值為6～8,COD為400mg/L～1 400 mg/L。

1.3 污泥的培養(yǎng)和馴化

試驗用污泥取自邯鄲市某污水處理廠。取一定量的污泥放入SBR反應器引入原污水、自來水和營養(yǎng)液,其中營養(yǎng)液COD:N:P=100:5:1,然后進行曝氣培養(yǎng),10d后發(fā)現(xiàn)污泥有原來的黑色變?yōu)榈S色,且有較大泥團出現(xiàn),進水為890 mg/L時,去除率達到70.4%,至此,可認為污泥的培養(yǎng)和馴化結(jié)束。

2 結(jié)果與分析

2.1 曝氣時間對廢水處理效果的影響

圖2是當進水的COD濃度為905 mg/L時,不同曝氣時間的廢水COD的去除率的情況,從圖2中可以看出,曝氣時間是影響廢水COD去除率的重要因素,當曝氣時間2h時,COD的去處率不高,這是因為曝氣時間較短時,污泥中的微生物與廢水中的有機物接觸時間較短,使微生物對廢水中的有機物降解不完全,因此出水COD去除率不高。當曝氣時間達到 6h時,COD的去除率達到78.6%,繼續(xù)延長曝氣時間,COD去除率未見提高。故最佳曝氣時間確定為6h。

2.2 進水pH值對廢水處理效果的影響

在廢水處理過程中,適宜微生物生長的pH值范圍一般為4.0～9.0,最佳為6.5～8.5。細菌較適宜的生長環(huán)境為弱堿性,在本試驗中,用酸堿將廢水的pH調(diào)節(jié)到6～8,測定不同pH值條件下的COD去除率,結(jié)果見圖3。

從圖3中可以看出,進水pH值為7.0時,COD的去除率最高,達到78.2%,此時微生物的活性最高,使廢水中有機物得到最大程度的降解。當pH值為6.0和8.0時處理效果較差,這是因為在此pH條件下,不適宜微生物的生長,降低了微生物的活性,導致污水中有機物的降解速度下降,處理效果變差。由此可見,進水最佳pH值在7.0。

2.3 進水負荷對廢水處理效果的影響

從圖4中可以看出,當進水COD從400 mg/L增加到1 400 mg/L時,COD波動小,維持在77%左右。這說明SBR工藝對處理造紙廢水具有一定的抗負荷能力。

2.4 優(yōu)化條件下連續(xù)運行的處理效果

為驗證工藝參數(shù)的正確性,進行了優(yōu)化試驗,其控制參數(shù)如下:

1)進水 1h,曝氣6h,沉降2h,排水1h,閑置1h,周期為11h;

2)pH值為7.0;

3)進水COD為900 mg/L。

在優(yōu)化條件下運行15天,結(jié)果如表1所示。

表1 優(yōu)化條件下運行效果Tab.1 Operation effect on the optimized process conditions

從表1中可以看出SBR工藝處理效果較好,運行穩(wěn)定,COD的平均去除率為81.8%,出水COD平均值為172mg/L,達到造紙行業(yè)排放標準。

3 結(jié)論

1)通過試驗確定SBR工藝處理造紙廢水的運行參數(shù)為 :進水 1h,曝氣6h,沉降2h,排水1h,閑置1h,周期 11h。

2)試驗結(jié)果表明,在造紙廢水的pH為7.0,進水的COD在400mg/L～1 400mg/L時,COD去除率為81.8%,且系統(tǒng)運行穩(wěn)定,有一定的耐沖擊負荷能力,處理效果良好,出水水質(zhì)達到國家規(guī)定的造紙行業(yè)廢水排放標準。

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