溫丙奎,劉珊珊,楊鴻凱,馬苑紅,張豐如
(嘉應(yīng)學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院,廣東 梅州 514015)
中國(guó)是啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),啤酒生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生較大量的生產(chǎn)廢水,其含高濃度有機(jī)物、氮和磷等污染物,排入自然水體會(huì)造成富營(yíng)養(yǎng)化或水體污染等,目前主要用生化法對(duì)其進(jìn)行處理[1-3]。
本文針對(duì)廣東省珠江啤酒集團(tuán)梅州分裝廠生產(chǎn)廢水,運(yùn)用SBR工藝對(duì)其降解氮磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SBR工藝可有效的降解啤酒廢水中的氮和磷。
721型紫外分光光度計(jì);10mm玻璃比色皿;25mL和50mL具塞比色管;醫(yī)用手提式蒸汽滅菌器;
SBR反應(yīng)器(80升/個(gè));回流裝置:帶有24號(hào)標(biāo)準(zhǔn)磨口的250mL錐形瓶的全玻璃回流裝置、回流冷凝管長(zhǎng)度為300~500mm;加熱裝置;50mL酸式滴定管。
NaOH溶液;HCl溶液;K2S2O8溶液;堿性K2S2O8溶液;H2SO4溶液;K2Cr2O7貯備液;K2Cr2O7溶液;AgSO4-H2SO4溶液;1,10-菲啰啉指示劑;(NH4)2FeSO4:(NH4)2FeSO4≈0.10mol/L溶液。啤酒廢水來(lái)自于珠江啤酒集團(tuán)梅州分裝廠生產(chǎn)廢水。
TN的測(cè)定方法:堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法。
TP的測(cè)定方法:鉬酸銨分光光度法。
2.2.1 厭氧菌的培養(yǎng)[4-5]
本實(shí)驗(yàn)的厭氧菌種取自梅州市區(qū)正在運(yùn)行的某污水處理廠厭氧段污泥,細(xì)菌類型主要為專性厭氧微生物和兼性厭氧微生物。將污泥置于一密封小桶內(nèi)并浸入填料。一天后,填料上出現(xiàn)淺黑色薄膜,表面細(xì)菌掛膜成功。將掛膜好的填料放進(jìn)厭氧柱,頂部用一層塑料薄膜密封,保證厭氧狀態(tài)。
厭氧細(xì)菌馴化起始進(jìn)水CODCr設(shè)為250mg/L左右,視污泥的適應(yīng)狀態(tài)和廢水的處理效果1~2天換水一次,每次換水的CODCr增加值為200~300mg/L,直到進(jìn)水CODCr達(dá)到1000mg/L左右。而且厭氧柱廢水在經(jīng)歷一天的處理后即有較大量氣泡集結(jié)并逸出,表明厭氧菌活性良好,馴化階段基本完成。在每次換水時(shí),皆按CODCr∶N∶P=200∶5∶1的比例投加NH4Cl和KH2PO4,同時(shí)將系統(tǒng)的pH值調(diào)至8左右,以保證厭氧菌在最佳的營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件下進(jìn)行馴化。
本試驗(yàn)采用TN,TP作為厭氧處理的監(jiān)控指標(biāo)。
2.2.2 好氧菌的培養(yǎng)[6-8]
本實(shí)驗(yàn)好氧菌種取自梅州市區(qū)正在運(yùn)行的某污水處理廠的好氧段污泥。培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)物比例設(shè)置為CODCr∶N∶P=200∶5∶1并調(diào)節(jié)至適合的pH值和溶解氧,CODCr培養(yǎng)初值設(shè)為250mg/L左右,視污泥的適應(yīng)狀態(tài)和廢水的處理效果1~2天換水一次,每次換水的CODCr增加值為200~300mg/L,直到進(jìn)水CODCr達(dá)到1200mg/L左右。SBR反應(yīng)器采用Φ=30cm,h=85cm的有機(jī)玻璃桶。運(yùn)行時(shí)裝入廢水高約80cm,此時(shí)廢水體積約為56L。
2.2.3 SBR法運(yùn)行方式
SBR反應(yīng)器采用Φ=30cm,h=85cm的有機(jī)玻璃桶,其運(yùn)行一周期的時(shí)間大致為12h,大致過(guò)程如下:(1)進(jìn)水期0.5h;(2)反應(yīng)期10h;(3)沉淀期1h;(4)排水排泥期0.5h;(5)閑置期(待定)。
圖1 SBR工藝的操作流程圖
啤酒廢水進(jìn)行處理,多個(gè)水樣的處理結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 SBR工藝處理TN效果
由表1可見(jiàn),TN的去除率可達(dá)70%以上,出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)啤酒行業(yè)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
由表2可見(jiàn),TP的去除率可達(dá)85%左右,出水水質(zhì)可達(dá)到啤酒行業(yè)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
表2 SBR工藝處理TP的效果
SBR工藝通過(guò)進(jìn)水―曝氣-靜沉-排水排泥等反應(yīng)工序?qū)ζ【茝U水進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SBR工藝可把啤酒廢水中的TN、TP分別從40~50mg/L、15mg/L以上分別降至15mg/L、3mg/L以下,取得了較好的處理效果,出水水質(zhì)可達(dá)到啤酒行業(yè)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,該工藝管理方便、運(yùn)行成本低,符合實(shí)驗(yàn)要求。