SBR工藝降解啤酒廢水COD實(shí)驗(yàn)研究

溫丙奎，劉珊珊，楊鴻凱，馬苑紅，張豐如

(嘉應(yīng)學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，廣東 梅州 514015)

中國是全球最大啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)國，生產(chǎn)啤酒過程中帶來較大的啤酒廢水處理問題[1-2]。啤酒廢水是一種中高濃度的有機(jī)廢水，其中還含有氮磷等污染物，排入外環(huán)境會(huì)造成水體污染并引起富營養(yǎng)化[3-4]。

本文針對(duì)廣東省某啤酒分裝廠的生產(chǎn)廢水，運(yùn)用SBR工藝對(duì)其進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SBR工藝可把啤酒廢水中的CODCr從1200mg/L以上降至200mg/L以下，為啤酒廢水處理工程應(yīng)用中提供借鑒和參考。

1 儀器和試劑

1.1 儀器

攪拌器，曝氣機(jī)，SBR反應(yīng)池，1000mL容量瓶，500mL容量瓶，50mL酸式滴定管，錐形瓶，電爐，500mL全玻璃回流裝置。

1.2 試劑

重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液(0.250mol/L)， 硫酸-硫酸銀溶液，濃硫酸，硫酸汞，六水合硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)液(0.100mol/L)，試亞鐵靈指示液。

啤酒廢水來自于珠江啤酒集團(tuán)梅州分裝廠生產(chǎn)廢水。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 COD測定原理

COD的測定方法根據(jù)國標(biāo)GB11914-89化學(xué)需氧量的測定：在強(qiáng)酸性溶液中，準(zhǔn)確加入過量的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱回流，將水中還原性物質(zhì)(主要的是有機(jī)物)氧化，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液量計(jì)算水樣的COD，計(jì)算公式如下：

CODcr(O2，mg/L)=(V0-V1)×c×8×1000/V

式中：c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L);

V0——滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(mL)；

V1——滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量(mL)；

V——水樣的體積(mL)；

8——氧(1/2O)摩爾質(zhì)量(g/mol)。

2.2 SBR工藝流程

2.2.1 污泥的培養(yǎng)

從梅州市區(qū)內(nèi)正常運(yùn)行的污水處理廠中引進(jìn)污泥進(jìn)行接種，加入啤酒廢水和少量營養(yǎng)鹽(氯化鐵、硫酸鎂、氯化鈣、磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽)。投放量約為曝氣池有效容積的25%，啤酒廢水取自珠江啤酒集團(tuán)梅州分裝廠廢水，在曝氣池內(nèi)進(jìn)行連續(xù)曝氣兩周，要及時(shí)適當(dāng)?shù)負(fù)Q掉上層清液和排放剩余污泥，以補(bǔ)充營養(yǎng)和排除代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)pH值在7～8之間。然后進(jìn)行連續(xù)進(jìn)水，測定其沉降比、污泥濃度、進(jìn)出水的pH值、CODCr值，觀察生物相。得到污泥初始沉降比為25%，活性污泥初始濃度(MLSS)為6.95 mg/L。

圖1 SBR工藝的操作流程圖

2.2.2 SBR法運(yùn)行方式

在1000mL容量瓶中先加入300mL原始污泥。SBR工藝的運(yùn)行過程歷時(shí)12h，大致可分為以下五個(gè)過程。

(1)進(jìn)水期(0.5h)

把待處理的廢水引入到SBR反應(yīng)器中，其體積為300mL，然后攪拌2h。

(2)反應(yīng)期(10h)

反應(yīng)期是在曝氣的條件下，好氧活性微生物對(duì)廢水中污染物吸附和降解的過程期。

(3)沉淀期(1h)

在好氧反應(yīng)完畢后，一般需要進(jìn)行泥水分離，利用本池經(jīng)過沉淀期而獲得澄清的上清液作為出水，是SBR法的一個(gè)特點(diǎn)。

(4)排水排泥期(0.5h)

排水排泥期為緊接沉淀期的操作過程，在沉淀后獲得泥水分離，上層清液作為出水排放，下層污泥在污泥濃度過高或有除磷要求時(shí)則應(yīng)排泥。

(5)閑置期

作為恢復(fù)微生物活性的階段而被設(shè)置，亦可在無進(jìn)水的情況下作閑置用。

3 結(jié)果與討論

啤酒廢水進(jìn)行處理，多個(gè)水樣的處理結(jié)果見表1。

表1 SBR法降解啤酒廢水COD結(jié)果

表1(續(xù))

表1結(jié)果表明，啤酒廢水COD濃度均在1200mg/L以上，經(jīng)過12h的SBR工藝處理以后，出水COD均小于200mg/L，最低可達(dá)到66mg/L，去除率可達(dá)到80%以上。

4 結(jié)論

SBR工藝啤酒廢水COD降解實(shí)驗(yàn)工藝流程為進(jìn)水―曝氣-靜沉-排水排泥。實(shí)驗(yàn)中各個(gè)反應(yīng)時(shí)段的分布為：進(jìn)水0.5h，曝氣時(shí)間10h，靜沉?xí)r間1h，排水及排泥時(shí)間0.5h，處理周期總計(jì)12h。

啤酒廢水處理工藝進(jìn)水CODcr值在1200mg/L以上，處理后的出水CODcr值均小于200mg/L，最低可達(dá)到66mg/L。SBR工藝可以把啤酒生產(chǎn)廢水中的CODCr值大幅度降低，取得了較好的處理效果，該工藝管理方便、運(yùn)行成本低，符合實(shí)驗(yàn)要求。