聚丙烯廢棄物填料SBBR工藝處理腌漬廢水最佳運(yùn)行工況的研究

趙紅菲 楊路強(qiáng) 董微巍 王明建

摘要 [目的] 探索使用序批式生物膜反應(yīng)器處理腌漬廢水的可行性。

[方法] 采用一次性聚丙烯廢棄物作為填料，應(yīng)用序批式生物膜反應(yīng)器（SBBR）工藝處理腌漬廢水，測(cè)定廢水中化學(xué)需氧量與鹽度的變化。

[結(jié)果] 序批式生物膜反應(yīng)器在pH為7.1、溫度為25～30 ℃、有機(jī)負(fù)荷（CODCr）濃度為956 mg/L時(shí)，對(duì)腌漬廢水的化學(xué)需氧量和鹽度去除率均較高。[結(jié)論] 序批式生物膜反應(yīng)器工藝簡(jiǎn)單，管理方便，適合處理難降解工業(yè)廢水。

關(guān)鍵詞 序批式生物膜反應(yīng)器； 聚丙烯廢棄物； 腌漬廢水

中圖分類(lèi)號(hào) S181.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）31-11067-02

Study on the Treatment of Pickle Wastewater Using SBBR Process with Polypropylene Waste as Filter

ZHAO Hongfei， YANG Luqiang， DONG Weiwei* et al （Department of Agricultural Resources and Environment，Agricultural College of Yanbian University，Yanji， Jilin 133000）

Abstract [Objective] The research aimed to analyze the feasibility using SBBR process for the treatment of pickle wastewater.

[Method] Taken one-time polypropylene waste as filter， the pickle wastewater was treated using SBBR process. The chemical oxygen demand （COD） and salinity changes were tested in the procedure.

[Result] The results showed that under the optimum experimental conditions such as pH of 7.1， temperature of 25-30 ℃， initial CODCr concentration of 956 mg/L， the removal rates of COD and salinity of pickle wastewater were all higher.

[Conclusion] SBBR process was simple， convenient for management， and was suitable for the treatment of degradation-resistant industrial wastewater.

Key words SBBR；Polypropylene waste；Pickle wastewater

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人口的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)水資源面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)。主要是包括兩個(gè)方面：一是水資源短缺；二是水污染。在水資源利用和管理方面也存在著許多問(wèn)題：可利用的水資源量占水資源總量的比重小，對(duì)水資源的綜合利用不夠，地下水開(kāi)采過(guò)量，水的浪費(fèi)問(wèn)題也十分突出，特別是北方水資源嚴(yán)重不足，水污染現(xiàn)象普遍較嚴(yán)重^[1]。其中腌漬廢水含鹽量、N、P和化學(xué)需氧量（COD）的值較高，治理起來(lái)非常困難，直接排放不僅會(huì)造成水環(huán)境的污染而且可以導(dǎo)致土壤鹽堿化。

咸菜在中國(guó)歷史文化發(fā)展中起著重要的作用。但是，

在腌、泡制食品加工過(guò)程中，若將廢水排放到環(huán)境中，會(huì)對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生重大的危害。因此廢水需要在工業(yè)企業(yè)內(nèi)的污水處理站進(jìn)行單獨(dú)處理，以減少排放甚至達(dá)到零排放^[2-3]。含鹽廢水處理技術(shù)主要包括物化法和生化法，前者如電解法、膜分離法、焚燒或深井灌注等成本高、控制難，處理不當(dāng)常常會(huì)引入新的污染物質(zhì)，所以較難應(yīng)用到實(shí)踐^[4]。

該研究介紹了具有廣闊應(yīng)用前景的膜SBBR工藝處理腌漬廢水，該工藝簡(jiǎn)單，成本費(fèi)用低廉，適用處理中小型腌漬企業(yè)排放腌漬廢水，并對(duì)各種技術(shù)的研究重點(diǎn)及含鹽廢水治理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了初步展望，以期為腌漬企業(yè)處理腌漬廢水條件控制提供參考^[5]。

1 材料與方法

1.1 膜材料的選擇

試驗(yàn)選擇的膜材料是校園食堂內(nèi)廢棄的聚丙烯材質(zhì)的奶茶杯子。將奶茶杯子剪成0.5 cm寬的條狀，洗干凈后裝置在有機(jī)玻璃反應(yīng)器內(nèi)，作為微生物的掛膜載體。

1.2 試驗(yàn)用水

試驗(yàn)所檢測(cè)的腌漬廢水取自延吉市某咸菜廠，經(jīng)水質(zhì)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其水質(zhì)變化范圍中pH為4.0～12.0，鹽度為2%～3%，COD為330～1 200 mg/L，SS為45～148 mg/L。

1.3 污泥馴化

試驗(yàn)污泥取自延吉市白石凈水廠，取來(lái)后的污泥在實(shí)驗(yàn)室好氧污泥馴化反應(yīng)器內(nèi)悶曝24 h，污泥呈黃褐色，鏡檢微生物有輪蟲(chóng)、楯纖蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、草履蟲(chóng)、豆形蟲(chóng)等豐富生物相，污泥馴化階段進(jìn)水周期為24 h，腌漬廢水以占生活污水10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的比例循序增加投入到反應(yīng)器內(nèi)對(duì)污泥進(jìn)行馴化，化學(xué)需氧量處理效果達(dá)55%以上，處理腌漬廢水的活性污泥馴化成功。

1.4 試驗(yàn)裝置

SBBR工藝主要包括進(jìn)水、反應(yīng)（曝氣）、沉淀、出水及閑置等5個(gè)階段。這5個(gè)階段按照一定的時(shí)間順序間歇進(jìn)行，完成這5個(gè)階段的時(shí)間成為該工藝的一個(gè)周期，在一個(gè)周期內(nèi)該工藝完成對(duì)腌漬廢水好氧、厭氧交替處理^[6]。試驗(yàn)工藝流程圖如圖1所示。

1.5 生物膜掛膜

將馴化好的污泥，用80目的試驗(yàn)篩篩過(guò)后，篩下菌泥投入到加有聚丙烯的反應(yīng)器內(nèi)，投入量為該容器體積的1/3左右，進(jìn)水周期為24 h，曝氣時(shí)間為8 h，其微生物掛膜反應(yīng)，落菌時(shí)間為16 h，15 d后掛膜成功。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同pH條件下SBBR工藝對(duì)腌漬廢水的處理效果

由于腌漬廢水鹽度比較大，會(huì)影響微生物生存，同時(shí)不同的pH也會(huì)對(duì)微生物生長(zhǎng)有影響，所以，對(duì)pH檢測(cè)是比較重要的。該試驗(yàn)分別在9個(gè)反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行，在9個(gè)不同pH工況下運(yùn)行，1#～9#反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)水pH分別從4.0至12.0，運(yùn)行工況6個(gè)周期后出水指標(biāo)取平均值，進(jìn)水水質(zhì)為化學(xué)需氧量CODCr 350 mg/L、鹽度2.7%、濁度SS 39，溫度室溫。分別對(duì)腌漬廢水化學(xué)需氧量和鹽度變化進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖2、圖3所示。

由圖2與圖3可見(jiàn)，在不同pH條件下，腌漬廢水的處理效果不同，主要是因?yàn)閜H是影響微生物生長(zhǎng)繁殖的一個(gè)重要因素，當(dāng)pH太低或者太高時(shí)對(duì)微生物生長(zhǎng)不利。進(jìn)水廢水pH在4.0～12.0范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，其鹽度去除率在41.1%～76.3%之間變化，pH在7.1時(shí)鹽度處理效果最好，去除率為76.2%；化學(xué)需氧量（CODCr）在48.2%～88.0%之間變化，當(dāng)pH在7.1時(shí)處理效果最好，為88%。綜合考慮該工藝處理印染廢水在pH為7.1時(shí)較為合適，鹽度和化學(xué)需氧量去除效果最好。

2.2 不同溫度條件下SBBR工藝對(duì)腌漬廢水的處理效果

對(duì)于溫度，主要考察與室溫條件相差不大的溫度條件，在實(shí)際操作中，生產(chǎn)工藝的選擇和季節(jié)氣候的變化都影響廢水的溫度，所以該工藝試驗(yàn)檢測(cè)溫度的范圍在15～35 ℃之間設(shè)定，1#、2#、3#、3#、4#、5#反應(yīng)器溫度分別控制在15、20、25、30、35 ℃，進(jìn)水水質(zhì)為化學(xué)需氧量CODCr350 mg/L、鹽度2.7%、濁度SS 39，pH 7.0。采用魚(yú)族加熱棒調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)溫度，所檢測(cè)主要指標(biāo)變化結(jié)果如圖4、5所示。

由圖4、5可以看出，溫度越高廢水處理效果越好。這是因?yàn)闇囟扔绊懳⑸锏拇x和生長(zhǎng)，溫度在25～30 ℃時(shí)微生物的活性高，廢水處理效果最好，鹽度最高的去除率可達(dá)71%，化學(xué)需氧量CODCr最高去除率可達(dá)89%。

2.3 不同進(jìn)水COD負(fù)荷條件下SBBR工藝對(duì)腌漬廢水的處理效果

為了提高SBBR工藝的抗沖擊負(fù)荷能力，所以需確定最佳有機(jī)負(fù)荷。有機(jī)負(fù)荷是生活處理重要的參數(shù)之一，其對(duì)污泥的活性及污染物的有效降解有著重要的影響，提高有機(jī)負(fù)荷有利于微生物的快速增長(zhǎng)和有機(jī)物的快速降解，也可減小反應(yīng)器容積，減少處理費(fèi)用及占地面積^[6]。工藝試驗(yàn)檢測(cè)CODCr的范圍在350～1 200 mg/L之間設(shè)定，工藝在室內(nèi)溫度條件下，pH為7.0條件下運(yùn)行，1#、2#、3#、3#、4#、5#內(nèi)CODCr量分別控制為350、520、712、956、1 184 mg/L，每一工況運(yùn)行6個(gè)周期出水取平均值，所檢測(cè)主要指標(biāo)的結(jié)果如圖6所示。

由圖6可以看出，CODCr的負(fù)荷對(duì)CODCr去除率有較大影響，有機(jī)負(fù)荷過(guò)高或過(guò)低都不利于CODCr去除率的提高。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷為956 mg/L時(shí)處理效率最高，為89%，有機(jī)負(fù)荷過(guò)低，微生物營(yíng)養(yǎng)成分不足，微生物活性受到影響，而有機(jī)物負(fù)荷過(guò)高，有機(jī)物降解不完全，影響出水水質(zhì)，最佳控制負(fù)荷為956 mg/L。