處理啤酒廢水和味精廢水進水方式的

SBR法處理啤酒廢水和味精廢水進水方式的研究摘要：采用SBBR法處理啤酒酒廢水和味精精廢水，研究究了不同進水水方式對SBR法處理效果果的影響.試驗結(jié)果表表明：啤酒廢廢水采用限制制曝氣進水效效果較好，瞬瞬時進水和限限制曝氣進水水效果相當(dāng)；；味精廢水采采用非限制曝曝氣進水效果果較好.通過動力學(xué)學(xué)分析認為：：SBR反應(yīng)器器內(nèi)的反應(yīng)在在限制曝氣進進水條件下以以推流式進行行，在非限制制曝氣進水條條件下具有完完全混合式的的特點.關(guān)鍵詞：SBBR法；啤酒廢廢水；味精廢廢水；瞬時進進水；限制曝曝氣進水；非非限制曝氣進進水StudyoonefffectsoffeeedinggpattternsinSBBRproocessAbstracct:AbbeerwwastewwaterandaawasttewateerofgourmmetpoowderweretreattedwiithSBBRproocess,,soaastostudyytheeffecctsoffdisssimiliitudefeediingpaatternns.Reesultssofttestiindicaated:Thettreatmmenteefficiiencyofthhebeeerwasstewatterweereraatherhighwithfeediingwiithouttaeraation..Thetreattmentefficciencyyoftthebeeerwaastewaateroofinsstantaaneoussfeeddingppatterrnsanndfeeedingwithooutaeeratioonwassequaal.Thhetreeatmennteffficienncyoffthegourmmetpoowderwasteewaterrwasratheerhigghwitthfeeedingwithaerattion.Analyysethhroughhdynaamicsthatisthhoughtt:TheerespponseinSBBRwasspushher-tyypeprrocesssundeerfeeedingwithooutaeeratioon.TheerespponseinSBBRhaddthecharaacteriisticofcoomplettemixxingpprocesssundderfeeedinggaeraation..Keywordd:SBRpprocesss;beerrwasttewateer;gouurmetpowdeerwasstewatter;iinstanntaneoousfeeedinggpattterns;;feeddingwwithouutaerrationn;feeedingwithaerattionSBR是序批間間歇式活性污污泥法（SequeencinggBatcchReaactorActivvatedSludggeProocess）的簡稱.該方法自1979年美國圣母母瑪利亞大學(xué)學(xué)Ivrinne教授等人人提出以來，由由于具有設(shè)備備簡單，投資資小，占地省省，運行控制制靈活，處理理效果穩(wěn)定，耐耐負荷沖擊，便便于自動化控控制等優(yōu)點，在在味精、啤酒酒、制藥、焦焦化、餐飲、造造紙、印染、洗洗滌、屠宰等等行業(yè)的廢水水處理中得到到了較廣泛的的應(yīng)用[1]].SBR法的基本本運行操作包包括：進水、反反應(yīng)、沉淀、排排水和待機等等五個工序.進水是SBRR操作的第一道道工序，進水水的方式有多多種選擇.按進水時間間長短可分為為瞬時進水和和連續(xù)進水.連續(xù)進水又又可按曝氣與與否分為限制制曝氣和非限限制曝氣.限制曝氣是是指在進水過過程中不曝氣氣，直到進水水完畢后才開開始曝氣，這這樣又可以按按處理要求在在進水過程中中采取攪拌或或靜置的操作作，或者在后后半段進水時時間曝氣，稱稱為半限制曝曝氣.非限制曝氣氣指從進水時時刻即開始曝曝氣.SBR進水并不是是簡單地流入入污水和SBBR槽中水位位的上升過程程，而是進行行著重要的生生化反應(yīng).因此，進水水方式的選擇擇適當(dāng)與否直直接影響反應(yīng)應(yīng)階段的處理理效果和反應(yīng)應(yīng)速度.進水方式不不同還直接影影響污泥的沉沉降性能[22].筆者采用SBR法處理啤酒酒廢水和味精精廢水，研究究了不同進水水方式對SBR處理兩種廢廢水效果的影影響，并從反反應(yīng)動力學(xué)的的角度對其進進行了分析，從從而為SBR法的推廣應(yīng)應(yīng)用提供了理理論依據(jù).1.材料與與方法1.1試驗裝裝置試驗裝置如圖11所示.SBR反應(yīng)器為一一圓柱形容器器,?30ccm,h700cm,有效容積45L.側(cè)壁不同高高度開有取樣樣口,供取樣和排排水用.底部安裝曝曝氣頭,采用空壓機機曝氣,空氣流量計計控制曝氣量量.SBR反應(yīng)器上方方設(shè)一高位槽槽,為SBR反應(yīng)器的進進水設(shè)備,可通過閥門門控制進水流流量.1.2試驗廢廢水試驗采用啤酒廢廢水和味精廢廢水.啤酒廢水取自某某啤酒廠，CCOD在2000mmg/L左右.BOD5在1200mmg/L左右.味精廢水取自某某味精廠，由由于廢水PHH值較低，處處理前先用石石灰調(diào)PH值至7左右，經(jīng)沉沉淀后取上清清液用自來水水稀釋使用，圖1.SBR試試驗裝置圖Fig.1SBReexperiimentaalsysstem不再添加其它營營養(yǎng)元素.沉淀后的廢廢水COD為310177mg/L，BOD59300mgg/L.1.3分析項目目、方法及儀儀器COD：TL——1型COD速測儀測定定，用標(biāo)準重重鉻酸鉀法校校正；PH：pHS-33C型精密酸酸度計；MLSS（混合液懸懸浮固體濃度度）、BOD5等均按《水水和廢水監(jiān)測測分析方法》[3]進行.SV30:污泥30分鐘沉降比.SVI：污泥指數(shù)，SVI=10SV30/MLSS.1.4試驗參參數(shù)和方法SBR系統(tǒng)采用用泥水比＝１１，溫度20-25℃.其它參數(shù)見見表1.表1.SBBR運行參數(shù)數(shù)表Table11OpeerateparammeterssofSSBR運行參數(shù)COD(mg//LL)BOD5(mgg//L)MLSS(g//LL)pHSVI啤酒廢水904～209999542～1233995.8～6.22776～140味精廢水3000～4000001700～23300012.2～155..1770～91啤酒廢水運行時時序安排：進進水（待定），～3味精廢水運行時時序安排：進進水（待定），～3對比試驗時，為為確保數(shù)據(jù)的的可比性，每每次試驗均取取運行穩(wěn)定的的SBR槽中的污泥泥，分裝在若若干個小SBR槽中，在其其它運行條件件相同的情況況下，對比不不同進水方式式的影響.每個試驗均均進行數(shù)次，以以排除試驗現(xiàn)現(xiàn)象的偶然性性.結(jié)果與討論SBR法處理啤啤酒廢水進水水方式的研究究2.1.1限制制曝氣進水與與非限制曝氣氣進水對比研研究本人在采用SBBR法處理啤啤酒廢水的試試驗中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在曝氣時間間相同的情況況下，SBR法處理啤酒酒廢水限制曝曝氣進水比非非限制曝氣進進水效率高，反反應(yīng)速度快.數(shù)據(jù)如表2：表2.啤酒廢廢水限制曝氣氣與非限制曝曝氣進水COD去除率和SVVI值Table22RemmovalssrateeofCCODanndSVIIvaluueundderfeeedinggwithhaeraationandffeedinngwitthoutaerattionoofbeeerwasstewatter進水方式限制曝氣進水水1h22h非限制曝氣進進水1h2hCOD去除率((%)96.996.667894SVI8288103107由表2可見，限限制曝氣進水水比非限制曝曝氣進水COOD去除率高高，SVI下降.雖然在非限限制曝氣進水水2h條件下，COOD去除率達達到94%，但SVI高達107，污泥發(fā)生生膨脹,沉降性能變變差.因此，SBR法處理啤酒酒廢水時限制制曝氣進水效效果明顯優(yōu)于于非限制曝氣氣進水.在COD的跟蹤蹤試驗中可以以更明顯地看看到以上區(qū)別別，數(shù)據(jù)見圖圖2.由圖2可見在限限制曝氣條件件下進水反應(yīng)應(yīng)期中CODD下降曲線比比非限制曝氣氣條件下進水水反應(yīng)期中CCOD下降曲曲線坡度大，下下降速度快，出出水COD值低.分析原因是是因為啤酒廢廢水易于生物物降解，在限限制曝氣條件件下進水，混混合液中基質(zhì)質(zhì)積累較多，濃濃度梯度大，反反應(yīng)以理想推推流式進行，所所以反應(yīng)速度度快，CODD去除率高.分析兩種進水方方式下污泥沉沉降性能不同同的原因與絲絲狀菌和膠團團菌的生理特特性有關(guān)，絲絲狀菌比膠團團菌的比表面面積大，有利利于攝取低底底物濃度下的的有機物.但一般絲狀狀菌的比增殖殖速率比其它它細菌小[44].限制曝氣進進水方中圖Fig.2CODvvalueinSBBRexpperimeentalunderrdiffferenttfeeddingppatterrnsoffbeerrWasttewateersysstem水過程中吸附為為主，使有機機物在進水過過程中積累，在在高底物濃度度下膠團菌和和絲狀菌都以以較大速率降降解底物與增增殖，但由于于膠團菌比增增殖速率與最最大比增殖速速率都較大，其其增長量也很很大，在競爭爭中占優(yōu)勢，所所以，瞬時進進水與限制曝曝氣進水時污污泥沉降性能能較好.非限制曝氣氣條件下進水水是從進水時時刻就開始進進行生化反應(yīng)應(yīng)，混合液中中底物濃度較較低，在這樣樣的環(huán)境下，絲絲狀菌在競爭爭中占優(yōu)勢，比比膠團菌增長長量大，所以以非限制曝氣氣進水時污泥泥沉降性能變變差.以上現(xiàn)象也可以以從動力學(xué)角角度得到解釋釋.對SBR槽用物物料平衡表示示：d（vc）/ddt=qc00+vrs（1）式中：v——SSBR反應(yīng)器器內(nèi)混合液的的體積（L）；c———反應(yīng)器內(nèi)基基質(zhì)濃度（mmg/L）；；c00——進水基質(zhì)的的濃度（mgg/L）；q———進水流量（LL/h）；rss——基質(zhì)反應(yīng)速速率（mg//L·h）.由（1）式得：：cdv/dt＋＋vdc/ddt=qc00＋vrs（2）由于dv/dtt=q，則有有dc/dt=qq（c0－c）/v＋rs（3）當(dāng)瞬時進水或限限制曝氣條件件下進水，在在曝氣反應(yīng)階階段q=0，則（3）式為：dc/dt=rrs（4）（4）式與推流流反應(yīng)器在穩(wěn)穩(wěn)態(tài)條件下物物料平衡式完完全一樣，而而在推流狀態(tài)態(tài)下因有一個個明顯的底物物濃度梯度，并并且反應(yīng)中不不存在返混現(xiàn)現(xiàn)象，濃度梯梯度持續(xù)存在在，所以反應(yīng)應(yīng)速度快，CCOD去除率率高.不易發(fā)生污污泥膨脹.即在限制曝曝氣條件下進進水SBR反應(yīng)器器內(nèi)反應(yīng)以類類似推流式進進行，可以快快速、高效去去除易生化降降解廢水中CCOD，且不不易發(fā)生污泥泥膨脹[5]].2.1.2瞬時時進水與限制制曝氣連續(xù)進進水的對比研研究以啤酒廢水為材材料試驗，進進行了瞬時進進水與限制曝曝氣條件下連連續(xù)進水的對對比試驗.發(fā)現(xiàn)瞬時進進水與限制曝曝氣條件0..5h、1h、2h進水COD去除率率相當(dāng)，SVVI略有提高.并且，在限限制曝氣條件件下進水時間間的改變對CCOD去除率率影響不大,數(shù)據(jù)見表1.表2啤酒廢水瞬瞬時進水與限限制曝氣不同同進水時間下下COD去除率率及SVI值Table22RemoovalsrateofCOODanddSVIvalueeundeerinsstantaaneoussfeeddingppatterrnsanndfeeedingwithooutaeeratioonofbeerwasteewaterr進水方式瞬時進水限制曝氣進水0.5h1h2hhCOD去除率（%%）96.796.896.996..6SVI737788288分析以上現(xiàn)象，是是因為限制曝曝氣在進水過過程中不進行行曝氣，這樣樣就抑制了進進水階段的氧氧化反應(yīng).進水過程中中以污泥對有有機物的吸附附為主，提高高了反應(yīng)階段段SBR槽內(nèi)有有機物的濃度度，創(chuàng)造了與與瞬時投加廢廢水相近的環(huán)環(huán)境.以上研究發(fā)現(xiàn)對對于SBR法處理理啤酒廢水實實際工程較有有意義.實際運行中中不可能做到到瞬時進水，可可采用限制曝曝氣進水達到到與瞬時進水水相近的效果果.2.2味精廢廢水限制曝氣氣進水與非限限制曝氣進水水對比研究筆者在研究SBBR法處理某某味精廠廢水水時，發(fā)現(xiàn)對對味精廢水采采用非限制曝曝氣進水比限限制曝氣進水水COD去除率率高，反應(yīng)速速度快.表3是在相同曝曝氣時間下限限制曝氣進水水的COD去除率率與非限制曝曝氣進水的CCOD去除率率的比較.進水COD達4300mgg/L.表3.味精精廢水不同進進水方式COOD去除率和和SVI值Table33RemmovalssrateeofCCODanndSVIIvaluueundderdiiffereentfeeedinggpattternsofthhewasstewatteroffgourrmetppowderr進水方式限制曝氣進水水1h2hh非限制曝氣進進水1h2hCOD去除率((%)83.27692.589.4SVI745588974從以上試驗數(shù)據(jù)據(jù)可得出對味味精廢水采用用非限制曝氣氣進水效果優(yōu)優(yōu)于限制曝氣氣進水.這與味精廢廢水水質(zhì)有關(guān)關(guān).據(jù)報道，味味精廢水COOD、BOD5、SO42—和NH3—N濃度都很高高，是一種較較難生物處理理的工業(yè)廢水水[6].圖3為在進水CCOD=43300ng//L條件下，SBBR法處理味味精廢水試驗驗中，不同進進水方式混合合液中CODD隨曝氣時間間變化曲線.由圖可見，對對味精廢水采采用非限制曝曝氣進水的處處理效果明顯顯優(yōu)于限制曝曝氣進水.以上試驗說明，對對味精廢水SBR法處理時采采用非限制曝曝氣進水反應(yīng)應(yīng)速度快，COD去除率高，采采用限制曝氣氣進水處理效效果較差.分析以上現(xiàn)象,,筆者認為對對于味精廢水水，采用生物物法處理時，遇遇到的問題是是防止污泥活活性受到高濃度有有機物質(zhì)和有有害物質(zhì)的抑抑制.在SBR操作中中由于進水期期也發(fā)生生化化反應(yīng)，因此此，可以采用用非限制曝氣氣的進水方式式，延長進水水時間，使污污染物在進水水過程中就開開始分解，從從而避免有毒毒物質(zhì)在混合合液中的積累累超過抑制濃濃度，防止污污泥中毒的發(fā)發(fā)生，使生物物方法處理高高濃度有機廢廢水成為可能能.非限制曝氣進水水條件下，對對SBR槽反應(yīng)應(yīng)過程進行動動力學(xué)分析應(yīng)應(yīng)分兩段進行行，第一段由由進水開始到到進水結(jié)束，第第二段由進水水結(jié)束到反應(yīng)應(yīng)結(jié)束.推導(dǎo)如下：：物料衡算同前..符號同前.第一段由進水開開始到進水結(jié)結(jié)束，水力停停留時間為==v/q，則則（3）式為：水方中圖Fig.3CODvvalueinSBBRexpperimeentalssystemmundeerdiffferenntfeeedingpatteernsoofwasstewatteroffgourrmetppowderrdc/dt=（c0－c）/＋rs（5）在非限制曝氣進進水過程中ddc/dt變變化很小，取dc/ddt≈0，并有反應(yīng)服服從一級反應(yīng)應(yīng)，即rs=－Kc時，則：：c/cc0=1/（1+K）（6）（6）式為完全全混合狀態(tài)下下反應(yīng)動力學(xué)學(xué)式.第二階段動動力學(xué)分析同同限制曝氣進進水，略.因此，非限制曝曝氣進水反應(yīng)應(yīng)具有完全混混合式的特點點.完全混合式式的方法適合合處理有