SBR法是一種間歇運(yùn)行的廢水處理工藝,兼均化、初沉、生物降解、終沉等功能于一池,無(wú)污泥回流系統(tǒng)。運(yùn)行時(shí),廢水分批進(jìn)入池中,在活性污泥的作用下得到降解凈化。沉降后,凈化水排出池外。根據(jù)SBR的運(yùn)行功能,可把整個(gè)運(yùn)行過(guò)程分為進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉降期、排水期和閑置期,各個(gè)運(yùn)行期在時(shí)間上是按序排列的,稱(chēng)為一個(gè)運(yùn)行周期。
關(guān)鍵詞: SBR 皮革廢水 BSBR
SBR法是一種間歇運(yùn)行的廢水處理工藝,兼均化、初沉、生物降解、終沉等功能于一池,無(wú)污泥回流系統(tǒng)。運(yùn)行時(shí),廢水分批進(jìn)入池中,在活性污泥的作用下得到降解凈化。沉降后,凈化水排出池外。根據(jù)SBR的運(yùn)行功能,可把整個(gè)運(yùn)行過(guò)程分為進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉降期、排水期和閑置期,各個(gè)運(yùn)行期在時(shí)間上是按序排列的,稱(chēng)為一個(gè)運(yùn)行周期。
在一個(gè)運(yùn)行周期中,各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體廢水性質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行功能要求等靈活掌握,如在進(jìn)水階段,可按只進(jìn)水不曝氣的限制曝氣方式運(yùn)行,也可按邊進(jìn)水邊曝氣的非限制性曝氣方式運(yùn)行;在反應(yīng)階段,可以始終曝氣,為了生物脫氮也可曝氣后攪拌,或者曝氣攪拌交替進(jìn)行;其剩余污泥量可以在閑置階段排放,也可在排水階段或反應(yīng)階段后期排放。可見(jiàn),對(duì)于某單一SBR來(lái)說(shuō),不存在空間上控制的障礙,只要在時(shí)間上進(jìn)行有效地控制與變換,即能達(dá)到多種功能的要求,非常靈活。
SBR具有工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、去除有機(jī)物速率高、靜止沉淀效率高、耐沖擊負(fù)荷、占地面積少、運(yùn)行方式靈活和不易發(fā)生污泥膨脹等特點(diǎn),是處理中、小水量廢水,特別是間歇排放廢水的理想工藝。
1 試驗(yàn)部分
1.1 廢水的來(lái)源和特征
制革廢水來(lái)源于海寧富邦皮革有限公司制革車(chē)間排放的廢水,取自調(diào)節(jié)池。廢水中主要含有可溶性蛋白質(zhì)、皮屑、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、油類(lèi)、表面活性劑、助劑及各種染料、樹(shù)脂等。該廢水的COD為1500~2400mg/L, BOD5/CODCr為0.30~0.50左右,偏酸性,色度較高。
1.2 試驗(yàn)裝置
① 反應(yīng)器:18cm×12cm×60cm的有機(jī)玻璃槽2只,有效體積10L。一只掛填料(BSBR),一只無(wú)填料。
② 填料:采用YDT彈性立體填料,上下固定,填料層高度50cm。
③ 曝氣裝置:采用砂頭曝氣,Z-0.036空氣壓縮機(jī),轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制空氣流量。
1.3 生物膜法和污泥馴化
取富邦公司氧化溝內(nèi)活性污泥,沉降后棄去上清液,以沉淀污泥作為菌種,加入一定量皮革廢水和生活廢水。為了滿(mǎn)足微生物生長(zhǎng)的需要,以5∶1的氮磷比投加氯化銨和磷酸二氫鉀。以小氣量曝氣1d,停止曝氣,澄清,棄上清液,補(bǔ)充培養(yǎng)液繼續(xù)曝氣。以后逐漸加大皮革廢水的加入量。一周后,填料上有稀薄的菌膠團(tuán)和大量的游離細(xì)菌,但結(jié)合比較疏松;無(wú)填料的池內(nèi)污泥顏色顯黃褐色,污泥濃度增加,絮凝狀態(tài)良好,沉降速率大。之后,正常進(jìn)水,即每日棄去5L上清液,加入5L原水進(jìn)一步培養(yǎng)馴化。2周后,出水清澈,BSBR出水COD為425mg/L,SBR出水COD為608mg/L,COD去除率>70%,這表明馴化成功,即投入正常運(yùn)行。
2 運(yùn)行結(jié)果
SBR運(yùn)行周期中沉淀、排水、排泥時(shí)間一般都變化不大,因此,試驗(yàn)中取曝氣時(shí)間為運(yùn)行參數(shù)。正常運(yùn)行條件下達(dá)到穩(wěn)定時(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表1。
運(yùn)行周期曝氣時(shí)間(h) | 進(jìn)水COD(mg/L) | 出水COD(mg/L) | COD去除率(%) | ||
BSBR | SBR | BSBR | SBR | ||
6(2) | 2000 | 361 | 678 | 81.9 | 66.1 |
7(3) | 1940 | 300 | 595 | 84.5 | 70.3 |
9(5) | 1950 | 249 | 460 | 87.2 | 76.5 |
12(8) | 1010 | 236 | 400 | 88.3 | 80 |
24(12) | 1980 | 200 | 344 | 90.1 | 83.6 |
3.1 填料的選擇
軟性填料雖然比較經(jīng)濟(jì),但掛膜慢,運(yùn)行一段時(shí)間后很容易結(jié)成球團(tuán),使球心深度厭氧,處理效果隨之下降。選用高強(qiáng)、輕質(zhì)、比表面積大、空隙率亦大的YDT型彈性立體填料,具有掛膜快、膜更新速率高、充氧轉(zhuǎn)換率高等優(yōu)點(diǎn)。
3.2 曝氣方式的選擇
SBR法可分為限制曝氣、非限制曝氣和半限制曝氣三種。限制曝氣是在廢水進(jìn)曝氣池時(shí)只作混合而在進(jìn)水完畢后曝氣;非限制曝氣是在廢水進(jìn)水同時(shí)開(kāi)始曝氣;半限制曝氣是在廢水進(jìn)水的中期開(kāi)始曝氣。采用限制曝氣運(yùn)行方式時(shí),進(jìn)水階段的厭氧狀態(tài)有利于難降解有機(jī)物的分解,無(wú)氧或低氧狀態(tài)促進(jìn)了世代時(shí)間短、生長(zhǎng)繁殖快的酸化細(xì)菌的大量增殖,對(duì)提高系統(tǒng)的有機(jī)物降解能力起了決定性作用。皮革廢水的成分復(fù)雜,含有多種難降解有機(jī)物,按照傳統(tǒng)的生物處理方法出水COD只能達(dá)到600mg/L左右,因此在這里采用*限制曝氣運(yùn)行方式
3.3 pH的影響
皮革廢水pH值變化很大,常為10~12。試驗(yàn)證明,BSBR法能處理pH值較高的皮革廢水,出水pH能符合排放的要求。
進(jìn)水 | 出水 | COD去除率(%) | ||
PH | COD(mg/L) | PH | COD(mg/L) | |
12.32 | 2000 | 7.84 | 361 | 81.9 |
12.34 | 1940 | 7.35 | 300 | 84.5 |
11.57 | 1950 | 8.09 | 249 | 87.2 |
11.45 | 2010 | 7.58 | 236 | 88.3 |
11.65 | 1980 | 8.14 | 200 | 90.1 |
由表2可見(jiàn),在進(jìn)水pH值介于11.45~12.34條件下,通過(guò)BSBR法處理后,出水pH值可降為7.35~8.14,而且COD的去除率均>80%,因此可認(rèn)為pH不影響處理效果。
3.4 曝氣時(shí)間的影響
反應(yīng)前反應(yīng)器中底物濃度大,梯度大,因此氧利用率高。反應(yīng)階段的前段時(shí)間COD去除快。從圖1可見(jiàn),前段曲線(xiàn)坡度大,但到某一時(shí)刻起曲線(xiàn)變得平緩,去除率增加緩慢,考慮到能耗的因素,曝氣時(shí)間取5 h比較適宜。
3.5 運(yùn)行周期
工業(yè)廢水運(yùn)行周期一般8~12 h,此時(shí)處理水COD值穩(wěn)定在200 mg/L左右。運(yùn)行周期可根據(jù)原廢水性質(zhì)和出水值要求靈活確定。
② 具有較高的氧利用率。由于空氣泡在填料中曲折穿過(guò),產(chǎn)生氣泡切割,縮小了氣泡體積,增加了停留時(shí)間,從而提高了氧從氣相向液相的轉(zhuǎn)移效率。 4 結(jié)論 ① 傳統(tǒng)活性污泥法處理皮革廢水,出水COD為600mg/L左右,普通SBR法出水COD為400mg/L左右。而B(niǎo)SBR法可降到200mg/L左右,且降解速率快。 參考文獻(xiàn) 1 彭永臻.中國(guó)給水排水,1993;9(2):29~31
③ 生物膜附著在填料表面,更加分散,從而擴(kuò)大了微生物與廢水中有機(jī)質(zhì)的接觸面,使有機(jī)質(zhì)更易被吸附、降解。
④ 生物膜附著在固體表面,不易流失,微生物量高。在填料之間空隙中,還有大量懸浮生長(zhǎng)的微生物,所以微生物濃度高于活性污泥SBR,有利于有機(jī)質(zhì)的降解。
⑤ BSBR法周期比SBR短,如圖2所示,曝氣剛運(yùn)行時(shí),COD下降很快,在很短時(shí)間內(nèi)就能達(dá)到較高的去除率,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),下降速率減慢,相對(duì)于普通SBR,BSBR法的降解速率大。要達(dá)到同樣的出水標(biāo)準(zhǔn),BSBR的曝氣時(shí)間比普通SBR法短。所以BSBR法能縮短周期,節(jié)約能耗。
② BSBR法中,大部分污泥以生物膜形式附著在填料上,生物膜有豐富的生物相,其中高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微生物較多,故相對(duì)于普通SBR法而言,BSBR法產(chǎn)生的剩余污泥量少。
③ 生物膜上形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),生物種類(lèi)多,數(shù)量多,因此使BSBR系統(tǒng)具有更強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。
④ 投產(chǎn)期短,啟動(dòng)快,投資少,能耗低,適合于皮革廢水處理,亦可推廣于其他廢水處理。
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試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,膜法SBR處理效果好于普通SBR法。這是因?yàn)锽SBR法結(jié)合了生物接觸氧化法和SBR法的優(yōu)點(diǎn):
① 生物膜法附著在固體填料表面,微生物沿固體表面生長(zhǎng),即使增殖速度較慢的微生物也能在此生息。因此,微生物數(shù)量多,種類(lèi)亦多。除一般細(xì)菌外,還有大量絲狀菌存在(絲狀菌對(duì)有機(jī)物具有較大的氧化分解能力),并穿插于菌膠團(tuán)之間。另外在生物膜上還有多種種屬的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物,形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。
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