SBR法處理豆制品廢水工藝條件的研究

1、SBR法處理豆制品廢水工藝條件的研究         06-03-09 09:39:00     作者：金穎 費慶志     編輯：studa9ngns摘要：用SBR法處理豆制品廢水的試驗表明，該系統(tǒng)具有較好的抗負(fù)荷沖擊能力，進水COD在3002000 mg/L變化，對系統(tǒng)不造成任何影響；曝氣時間和曝氣量對處理效果影響很大, 確定該反應(yīng)系統(tǒng)最佳曝氣時間是8 h，適宜的曝氣量是800 L/h, 而污泥濃度控制在4000 mg/L左右時,

2、處理效率最高，采用進水頂出水的排水方式是可行的，確定系統(tǒng)的最佳排水比為3/5。厭氧段的插入可以減少剩余污泥的產(chǎn)量。 關(guān)鍵詞：SBR法 豆制品廢水 排水方式  Study on soybean wastewater by SBR Abstract: The experimental research of soybean wastewater by SBR showed that reliable and stable treatment results could be achieved. The COD of effluent water was less than 10

3、0 mg/L when influent water was in level of 300 to 2000 mg/L of COD concentration. The relationship between the removal rate and aeration time , aerationquantity has strong influence on treatment efficiency, the best aeration time was 8h, the best aeration quantity was800 L/h, at the same time ,if th

4、e MLSS concentration was about 4000mg/L,the removal rate will be more high. The experimental research showed that the method of draining by influent propping up effluent was feasible, the best ratio of draining was 3/5. Increasing of anoxic phase is favourable to reduce the production of residual ac

5、tivated sludge.Keywords: SBR;Soybean wastewater;Method of draining豆制品廢水是一種典型高濃度有機廢水。目前多采用厭氧進行處理1,但厭氧處理水力停留時間長、設(shè)備耗資大、管理要求高、且伴隨異味的產(chǎn)生。目前國內(nèi)許多豆制品加工廠規(guī)模小，基本上是以作坊為主，分布廣，給收集和處理這類廢水帶來困難，近20年來受到普遍關(guān)注的序批式活性污泥 (SBR) 法最顯著的特點是占地面積小，適用于小水量、間歇排放的廢水2，因此采用SBR法處理豆制品廢水比較合適。本文重點探討SBR工藝用于處理豆制品廢水的可行性及主要技術(shù)參數(shù),考察各種因素對處理效果的影響,為

6、SBR法的實際應(yīng)用提供工藝技術(shù)依據(jù)。1 實驗材料、裝置及方法1.1 實驗裝置SBR反應(yīng)系統(tǒng)如圖1所示。反應(yīng)器直徑40 cm, 高220 cm,有效容積為230 L。反應(yīng)器上部設(shè)計為圓柱形，底部為圓錐形，圓錐底部設(shè)置排泥管排放剩余污泥，反應(yīng)器底部布置下部開孔的小氣泡擴散器穿孔管，這樣不易發(fā)生堵塞且利于氣液充分混合接觸，促進了氧的傳遞；采用下部進水，為使均勻布水且減小進水時水的擾動，采用水平方向開孔的穿孔管布水器，不設(shè)潷水器，采用進水頂出水的排水方式，在SBR池頂部設(shè)置齒型溢流堰排水。用水泵進水，液體流量計控制進水流量，采用空壓機鼓風(fēng)曝氣,轉(zhuǎn)子流量計調(diào)節(jié)曝氣量。1.2 實驗材料試驗用廢水均取自某豆

7、腐廠的壓豆腐廢水,廢水中有機物濃度較高,其COD值在3500050000 mg/之間。為便于試驗研究,采用在實際廢水中加一定量自來水,配成所需的進水濃度。試驗采用進水頂出水的排水方式，進水和排水同時進行,反應(yīng)結(jié)束后沉淀2,然后排水（進水）、閑置、進入下一個周期。1.3 分析方法各水質(zhì)指標(biāo)和污泥性能指標(biāo)均按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方法測定3。2 試驗結(jié)果與討論2.1 活性污泥的培養(yǎng)馴化圖1SBR反應(yīng)裝置圖活性污泥取自大連開發(fā)區(qū)污水處理廠經(jīng)PAM脫水處理之后的干污泥，將其投入SBR 池中，加入部分豆制品廢水，補充清水至預(yù)定水位，采用加入工業(yè)葡萄糖作為微生物的補充碳源,加入磷酸二氫鉀作為磷源,加入尿素作為補充氮源,

8、按照進水濃度和池水量及公式(BOD5NP=10051)計算,加入營養(yǎng)液，悶曝氣兩天后沉淀2 h，然后，每天進水一次，以不同濃度的進水負(fù)荷對污泥進行培養(yǎng)馴化，在培養(yǎng)馴化期間，通過測定溶解氧保證SBR 反應(yīng)池內(nèi)溶解氧充足（>2.0 mg/L），水溫始終維持在1722，通過投加碳酸鈉使混合液pH保持在6.58.5之間。經(jīng)過20多d的培養(yǎng)馴化，污泥顏色逐漸由黑色變成黃褐色，沉降性能良好，SV30為25%40%，SVI為7090，出水COD 小于100 mg/L，通過鏡檢發(fā)現(xiàn)污泥成分以菌膠團占優(yōu)勢,并且出現(xiàn)小口鐘蟲、輪蟲、枝蟲和漫游蟲等。表明污泥已基本馴化成熟?；钚晕勰嗯囵B(yǎng)馴化的結(jié)果如圖2所示。圖

9、2 用豆制品廢水馴化活性污泥的結(jié)果2.2 最佳排水方式的確定目前，常見的排水方式有固定式的，如沿池不同深度設(shè)置出水管，從上到下依次開啟，優(yōu)點是設(shè)備簡單，投資少，缺點是閥門多，操作不靈活，出水水質(zhì)差，浮動式和旋轉(zhuǎn)式排水裝置（潷水器）雖排水效果好，但價格昂貴，并不是一般小型污水處理廠所能承受的，而如果采用下進水頂出水的排水方式，不僅節(jié)省投資，而且使SBR工藝的進水和排水兩個過程同時進行，節(jié)約了工作時間，使SBR的工作周期縮短。如表3所示采用進水頂出水的排水方式進行排水，當(dāng)進水速率為120 L/h時，COD波動很大，這是因為流速太大池底污泥受到擾動上浮所致；但是當(dāng)進水流速為100 L/h 時，進水頂

10、出3/5 V(即138 L)出水時，效果并不理想；當(dāng)進水速率為80 L/h時,COD波動較小，出水較穩(wěn)定，所以選擇80 L/h作為進水速率。在此流速下，用進水頂出3/5 V的出水時，效果較好，出水COD不受影響，所以選擇104 min作為最佳排水時間。表1用進水頂出水的排水方式的實驗結(jié)果取樣時間80 L/h100 L/h120 L/hCOD排水時間(min)COD排水時間(min)COD排水時間(min)沉淀結(jié)束出水1/3V出水1/2V出水3/5V出水2/3V90909598113578610411594981071151385786104115678611913218557861041152

11、.3 曝氣時間對COD去除的影響最佳曝氣時間的確定,既要保證COD、BOD5的出水指標(biāo)達到國家排放標(biāo)準(zhǔn),同時也要兼顧經(jīng)濟節(jié)能，因為曝氣能源的消耗一般約占普通活性污泥法污水處理廠能源總需求的50%以上5，曝氣過程有效的運行控制是一個非常重要的指標(biāo)。曝氣的主要作用是充氧、攪動和混合。充氧的目的是向反應(yīng)系統(tǒng)提供所需的溶解氧，以保證微生物代謝過程的需氧量；攪動和混合的目的是使曝氣池中的污泥處于懸浮狀態(tài)，從而增加廢水與活性污泥的充分接觸，提高傳質(zhì)效率，保證曝氣池的處理效果。曝氣時間不足，系統(tǒng)的溶解氧供應(yīng)不充分，微生物的代謝將受到影響；曝氣時間過長，微生物進行消耗性內(nèi)源呼吸，活性污泥的量將減少，活性污泥的

12、絮狀結(jié)構(gòu)也將受到破壞。本文研究了進水COD在高、中、低濃度的情況下，進水COD隨曝氣時間的變化，每種濃度穩(wěn)定運行3個周期，取較好的一組數(shù)據(jù)作圖。如圖3所示，在3種濃度下，在開始的2 h內(nèi)降解速率是最快的，4 h基本穩(wěn)定，7 h出水可以達標(biāo)，COD<100 mg/L。根據(jù)上述試驗結(jié)果，曝氣時間確定為8 h,從而可以保證在沖擊負(fù)荷下或因環(huán)境條件變化而使得污泥活性降低時獲得較好的出水水質(zhì)。圖3 不同濃度豆制品廢水最佳曝氣時間的確定2.4 曝氣量對COD去除的影響活性污泥法中,反應(yīng)器中的溶解氧( DO )是重要的運行參數(shù),一些試驗及運行經(jīng)驗表明,低溶解氧條件會促進絲狀菌生長,破壞污泥絮體的沉降性

13、能;不利于胞外多聚物的產(chǎn)生,對絮體形成有消極影響,而過高的溶解氧又是對能源的一種浪費，因而本實驗研究了在不同供氣量條件下, SBR反應(yīng)器中COD的降解情況。圖4顯示的是在不同曝氣量情況下，反應(yīng)器中COD濃度在一個運行周期內(nèi)隨時間變化的曲線?？梢钥闯龉饬繛?00 L/h時, COD短時間內(nèi)快速降低,迅速達到穩(wěn)定值, COD的降解約在2內(nèi)完成;而供氣量為400L/h時所需時間要長一些,大約在4左右, COD達到的穩(wěn)定值與800 L/h接近;供氣量為200 L/h時,降解時間約為5,并且穩(wěn)定后的COD濃度要高于前兩者?？梢?曝氣量減小導(dǎo)致了COD降解時間的延長,供氣量過小將使得最終COD濃度增加。

14、所以反應(yīng)器的最佳供氣量確定為800 L/h。2.5 SBR系統(tǒng)穩(wěn)定性分析豆制品在不同的加工時段所排放的廢水水質(zhì)變化較大,而進水濃度的沖擊直接影響SBR反應(yīng)器的去除率。一個好的處理工藝不僅應(yīng)有對COD較好和穩(wěn)定的處理效率，還應(yīng)有抗負(fù)荷沖擊的能力。因此為了檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進行了抗負(fù)荷沖擊的實驗。如圖5，當(dāng)進水COD在300 2000 mg/L變化時，出水COD都可以達到一級排放標(biāo)準(zhǔn)(100 mg/L，說明在一定范圍內(nèi)的進水COD濃度的變化對系統(tǒng)不造成影響。表明SBR系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷能力強,能穩(wěn)定運行。其原因主要在于SBR是按周期運行的。首先,充水期能將整個周期要處理的水集中在同一反應(yīng)器中,對廢水水質(zhì)起了調(diào)節(jié)和均衡作用。另外,周期間是相互聯(lián)系的,這使得它們的污泥活性可以相互補償。當(dāng)一個周期的負(fù)荷較大時,周期末的污泥活性降低,而在下一周期負(fù)荷較小時,污泥活性得到恢復(fù)。因此,相鄰周期間發(fā)生廢水濃度、污泥負(fù)荷的變化,可以通過污泥活性度加以均衡,從而使得出水水質(zhì)較為穩(wěn)定。圖4 不同曝氣量下 COD 隨時間的變化圖5 SBR系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊的能力2.6 污泥濃度對COD去除的影響去除COD并不能簡單的認(rèn)為污泥濃度越高越好，而應(yīng)以有機物的比降解速率來判斷合適的污泥濃度。從圖6可以看出