SBR工藝對啤酒廢水脫氮除磷效果實(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)

中國是啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)大國，啤酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)生較大量的生產(chǎn)廢水，其含高濃度有機(jī)物、氮和磷等污染物，排入自然水體會造成富營養(yǎng)化或水體污染等，目前主要用生化法對其進(jìn)行處理[1-3]。

本文針對廣東省珠江啤酒集團(tuán)梅州分裝廠生產(chǎn)廢水，運(yùn)用SBR工藝對其降解氮磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SBR工藝可有效的降解啤酒廢水中的氮和磷。

1 儀器和試劑

1.1 儀器

721型紫外分光光度計；10mm玻璃比色皿；25mL和50mL具塞比色管；醫(yī)用手提式蒸汽滅菌器；

SBR反應(yīng)器(80升/個)；回流裝置：帶有24號標(biāo)準(zhǔn)磨口的250mL錐形瓶的全玻璃回流裝置、回流冷凝管長度為300～500mm；加熱裝置；50mL酸式滴定管。

1.2 試劑

NaOH溶液；HCl溶液；K2S2O8溶液；堿性K2S2O8溶液；H2SO4溶液；K2Cr2O7貯備液；K2Cr2O7溶液；AgSO4-H2SO4溶液；1，10-菲啰啉指示劑；(NH4)2FeSO4：(NH4)2FeSO4≈0.10mol/L溶液。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 N、P測定方法

TN的測定方法：堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法。

TP的測定方法：鉬酸銨分光光度法。

2.2 SBR工藝流程

2.2.1 厭氧菌的培養(yǎng)[4-5]

本實(shí)驗(yàn)的厭氧菌種取自梅州市區(qū)正在運(yùn)行的某污水處理廠厭氧段污泥，細(xì)菌類型主要為專性厭氧微生物和兼性厭氧微生物。將污泥置于一密封小桶內(nèi)并浸入填料。一天后，填料上出現(xiàn)淺黑色薄膜，表面細(xì)菌掛膜成功。將掛膜好的填料放進(jìn)厭氧柱，頂部用一層塑料薄膜密封，保證厭氧狀態(tài)。

厭氧細(xì)菌馴化起始進(jìn)水CODCr設(shè)為250mg/L左右，視污泥的適應(yīng)狀態(tài)和廢水的處理效果1～2天換水一次，每次換水的CODCr增加值為200～300mg/L，直到進(jìn)水CODCr達(dá)到1000mg/L左右。而且厭氧柱廢水在經(jīng)歷一天的處理后即有較大量氣泡集結(jié)并逸出，表明厭氧菌活性良好，馴化階段基本完成。在每次換水時，皆按CODCr∶N∶P=200∶5∶1的比例投加NH4Cl和KH2PO4，同時將系統(tǒng)的pH值調(diào)至8左右，以保證厭氧菌在最佳的營養(yǎng)和環(huán)境條件下進(jìn)行馴化。

本試驗(yàn)采用TN，TP作為厭氧處理的監(jiān)控指標(biāo)。

2.2.2 好氧菌的培養(yǎng)[6-8]

本實(shí)驗(yàn)好氧菌種取自梅州市區(qū)正在運(yùn)行的某污水處理廠的好氧段污泥。培養(yǎng)營養(yǎng)物比例設(shè)置為CODCr∶N∶P=200∶5∶1并調(diào)節(jié)至適合的pH值和溶解氧，CODCr培養(yǎng)初值設(shè)為250mg/L左右，視污泥的適應(yīng)狀態(tài)和廢水的處理效果1～2天換水一次，每次換水的CODCr增加值為200～300mg/L，直到進(jìn)水CODCr達(dá)到1200mg/L左右。SBR反應(yīng)器采用Φ=30cm，h=85cm的有機(jī)玻璃桶。運(yùn)行時裝入廢水高約80cm，此時廢水體積約為56L。

2.2.3 SBR法運(yùn)行方式

SBR反應(yīng)器采用Φ=30cm，h=85cm的有機(jī)玻璃桶，其運(yùn)行一周期的時間大致為12h，大致過程如下：(1)進(jìn)水期0.5h；(2)反應(yīng)期10h；(3)沉淀期1h；(4)排水排泥期0.5h；(5)閑置期(待定)。

圖1 SBR工藝的操作流程圖

3 結(jié)果與討論

啤酒廢水進(jìn)行處理，多個水樣的處理結(jié)果見表1。

表1 SBR工藝處理TN效果

由表1可見，TN的去除率可達(dá)70%以上，出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)啤酒行業(yè)國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

由表2可見，TP的去除率可達(dá)85%左右，出水水質(zhì)可達(dá)到啤酒行業(yè)國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 SBR工藝處理TP的效果

4 結(jié)論

SBR工藝通過進(jìn)水―曝氣-靜沉-排水排泥等反應(yīng)工序?qū)ζ【茝U水進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SBR工藝可把啤酒廢水中的TN、TP分別從40～50mg/L、15mg/L以上分別降至15mg/L、3mg/L以下，取得了較好的處理效果，出水水質(zhì)可達(dá)到啤酒行業(yè)國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，該工藝管理方便、運(yùn)行成本低，符合實(shí)驗(yàn)要求。