SBR工藝處理造紙廢水的試驗(yàn)研究

呂志偉,黃艷賓

(1.河北工程大學(xué) 城市建設(shè)學(xué)院,河北 邯鄲056038;2.河北工程大學(xué) 理學(xué)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(bào)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(xué)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(shí)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(jì)、簡單、處理能力強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行靈活和不易發(fā)生污泥膨脹等優(yōu)點(diǎn)[9,10]。張勇等[11]以處理高鹽生活污水的試驗(yàn)為基礎(chǔ)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(shí)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(yàn)裝置和流程

SBR反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制成,有效容積30L。設(shè)有1個(gè)排水口,一次排出50%的上清液。容器底部設(shè)有排泥口,每隔一定時(shí)間排泥1次。由空氣壓送機(jī)進(jìn)行曝氣充氧。裝置見圖1。

1.2 試驗(yàn)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(jī)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(yàn)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(yīng)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(jìn)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(tuán)出現(xiàn),進(jìn)水為890 mg/L時(shí),去除率達(dá)到70.4%,至此,可認(rèn)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(shí)間對廢水處理效果的影響

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

2.2 進(jìn)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(xì)菌較適宜的生長環(huán)境為弱堿性,在本試驗(yàn)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(jìn)水pH值為7.0時(shí),COD的去除率最高,達(dá)到78.2%,此時(shí)微生物的活性最高,使廢水中有機(jī)物得到最大程度的降解。當(dāng)pH值為6.0和8.0時(shí)處理效果較差,這是因?yàn)樵诖藀H條件下,不適宜微生物的生長,降低了微生物的活性,導(dǎo)致污水中有機(jī)物的降解速度下降,處理效果變差。由此可見,進(jìn)水最佳pH值在7.0。

2.3 進(jìn)水負(fù)荷對廢水處理效果的影響

從圖4中可以看出,當(dāng)進(jìn)水COD從400 mg/L增加到1 400 mg/L時(shí),COD波動(dòng)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(fù)荷能力。

2.4 優(yōu)化條件下連續(xù)運(yùn)行的處理效果

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

1)進(jìn)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(jìn)水COD為900 mg/L。

在優(yōu)化條件下運(yùn)行15天,結(jié)果如表1所示。

表1 優(yōu)化條件下運(yùn)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(yùn)行穩(wěn)定,COD的平均去除率為81.8%,出水COD平均值為172mg/L,達(dá)到造紙行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

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

2)試驗(yàn)結(jié)果表明,在造紙廢水的pH為7.0,進(jìn)水的COD在400mg/L～1 400mg/L時(shí),COD去除率為81.8%,且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,有一定的耐沖擊負(fù)荷能力,處理效果良好,出水水質(zhì)達(dá)到國家規(guī)定的造紙行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

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