l現(xiàn)有SBR工藝運行存在的問題

 

遼寧某油習旨化學廠污水處理站采用厭氧一SBR工藝處理廢水具體流程見圖1．污水站實際平均日進水量約800m，COD為500—7100mg／L，BOD為290—3600mg／L，SS為582mg／L，油為12—120ms／L，pH在9一-13．5，cl^-在100～1500mg／L，另外還含有少量烷基苯磺酸鹽和烷基磺酸鹽類陰離子洗滌劑、血紅素等難降解有機物．經(jīng)厭氧處理后，出水COD。在400～1600mg／L，pH穩(wěn)定在6．5～7．1。

 

由于實際運行過程中自控設備損壞率高，維修周期較長，因此SBR反應池采用預定反應時間的運行方式，每周期為24h，其中進水段時間為2h，曝氣方式為邊進水邊曝氣，曝氣時間為10h，沉淀時間為30min，其余為閑置時段．

 

 

運行過程中該廠車間批次排出的廢水水質、水量變化幅度增大；排放廢水中有少量對活性污泥有毒害作用的鹵化烷基銨類陽離子表面活性物質，因此運行效果明顯下降，出水達標率降低．此外運行過程中SBR池表面經(jīng)常產(chǎn)生大量灰褐色泡沫，粘有大量活性污泥，即使采取曝氣階段末期投加5mg／LFeC1₃的助凝措施，SVI稍有降低，但仍保持在210以上．SBR法雖然以穩(wěn)定性和可靠性優(yōu)于其他活性污泥法，但仍不能完全適應負荷變化很大、含有一定毒害物質的小型工業(yè)廢水處理場合．因此有必要尋求一種靈活而有效的方法解決所面臨的問題．

 

20世紀9o年代，美國杜邦公司首次采用了在SBR系統(tǒng)中投加PAC的PAC—SBR生化系統(tǒng)處理高濃度有機廢水，并取得成功，隨后該工藝由于簡單易行、靈活有效得以迅速發(fā)展J．PAC—SBR工藝在原有的SBR工藝基礎上不需任何工程改動，非常適于現(xiàn)有SBR工藝的強化運行J．因此對該工藝進行了生產(chǎn)性實驗研究，以考察取代現(xiàn)有工藝的可行性．

 

2試驗結果與討論

 

2．1試驗方法

 

試驗檢測項目均采用標準水質分析方法：COD。采用酸性重鉻酸鉀法，色度測定采用稀釋比色法，SS測定采用濾紙分析法，總氮和總磷采用過硫酸鉀消解比色法，陰離子表面活性劑采用亞甲基藍比色法，陽離子表面活性劑采用碳吸附一紅外法測定．

 

2．2PAC吸附性能及投加量的確定

 

該部分試驗主要是考察PAC對厭氧處理后出水的吸附性能并初步確定PAC投加量．實際測定基本參數(shù)如下：碘值為865．1mg／L，亞甲基藍值為174mg／L，粒子目數(shù)為200(>90％)．試驗采取將250目篩網(wǎng)篩分后的PAC配制成試驗用厭氧池出水經(jīng)濾紙過濾處理后COD為725mg／L，總氮為21．5mg／L，總磷為3．3mg／L，色度為300倍，陽離子表面活性劑為0．6mg／L．取該水樣850mL置入lL燒杯中。采用磁力混凝攪拌機攪拌，攪拌轉速為120r／min．根據(jù)PAC—SBR處理印染廢水、城市污水等試驗資料，PAC投量多在l5—220mg／L．分取4mL．PAC懸濁液分別注入各個燒杯中，按不同的時間取樣，經(jīng)濾紙過濾后對COD。、陽離子表面活性劑等指標進行分析．

 

從圖2、圖3可以看出，隨吸附時間的延長，COD和陽離子表面活性劑均呈下降趨勢．PAC對COD。的吸附在120—150min達到平衡點，隨后COD。去除率稍有下降并穩(wěn)定在25％一30％．吸附去除陽離子表面活性劑速度較快，40～60min即可達到吸附平衡，吸附80min后99％的陽離子表面活性劑得到去除，這說明PAC對以陽離子表面活性劑為代表的毒害物質選擇性吸附較好，去除效果理想

 

2．2．2PAC對厭氧池出水的吸附等溫線和投加量的確定

 

厭氧池出水經(jīng)濾紙過濾處理后COD。為617mg／L，總氮為12．6mg／L，總磷為3．3mg／L．取該水樣850mL置入1L燒杯中，然后分別投加0．5、1、2、4、6、8、10和12mLPAC懸濁液，采用磁力混凝攪拌機攪拌反應150min．對水樣進行過濾處理，考察COD的去除情況．試驗結果如圖4所示．

 

隨著PAC投加量的增大，COD吸附平衡濃度逐漸下降，同時PAC對COD吸附量也呈下降趨勢．出于經(jīng)濟方面的考慮，試驗控制PAC最大投加量為600ms／L，但從整體趨勢來看，繼續(xù)增大PAC投加量，COD。去除率還可進一步提高．將試驗數(shù)據(jù)整理進行Freundlich吸附等溫線擬合，可得試驗溫度下PAC對COD。的吸附等溫式：

Q=KC

Q：10×C·嘲(R=0．7107)，

 

式中：Q為平衡吸附容量(COD／PAC)，mg／ms，C為吸附質COD的平衡質量濃度，mg／L，K和1／n為無量綱吸附常數(shù)．一般來說吸附常數(shù)1／>2，就可以認為PAC對該廢水中COD。的吸附性能較差．本試驗中PAC對COD的吸附常數(shù)1／為2．79，故PAC適于選取較大的投加量．結合經(jīng)濟方面的考慮，初步確定PAC投加量為100ms／L．

 

2．3PAC—SBR工藝的生產(chǎn)性試驗研究

 

在兩組SBR池中選1池投加粉末活性炭，以PAC—SBR方式運行，2#池以傳統(tǒng)預定反應時間方式運行，作為參考．投加方式采用人工直接投加的方式，投加時間設在曝氣階段開始30min后．各池每周期運行時間均為24h，其中曝氣時間為10h，根據(jù)DO大小調節(jié)曝氣強度為100—250m／h，氣水比為(3—7)：1；沉淀時間為3Omin，排水時間為3O一60min，其余為閑景階段．設定每2h曝氣10min，曝氣強度為100m／h．排泥方式為浮子液位控制排泥，隔天排1次，每次1Om，控制污泥齡為20d左右．剩余污泥重力自流進入污泥消化池，上清液返回厭氧池處理，底層沉積污泥脫水后外運處景．

 

2．3．1PAC—SBR工藝處理效果及機理分析

 

PAC—SBR工藝與SBR工藝處理效果分別見表1、2．

 

通過表1、2可以看出，正常運行期間對于多數(shù)污染物，兩種工藝均能達到較為理想的處理效果．第二類污染物中的氨氮、總油、懸浮物和陰離子表面活性劑等指標均低于污水綜合排放標準(GB8978—88)中的一級新擴建標準，PAC—SBR工藝處理后CODBOD等有機物指標可滿足一級新擴建標準，而SBR工藝處理后該兩項指標僅滿足一級現(xiàn)有標準．對于總氮兩種工藝去除效果均較理想，去除率都在7O％以上．

 

在本實驗中，通過比較表1、2可以看出，投加PAC可以同時提高COD。、BOD的去除率，但對BOD去除率的改善作用更為明顯．一般來說，COD。代表了污水中絕大多數(shù)有機物，而BOD則代表了其中容易被生物所降解的部分，因此，PAC—SBR工藝對可降解有機物優(yōu)異的去除性能在一定程度上可以說明微生物與PAC存在相互加強的關系．

 

SBR工藝由于微生物內源呼吸作用強烈，產(chǎn)生剩余污泥量很少，相應的排泥量也較少，因此對磷的去除效果較差，但這種條件有利于世代期較長的亞硝化細菌和硝化細菌的增殖，從而促進硝化反應的進行，提高了氨氮和總氮的去除率．PAC—SBR工藝相比SBR工藝來說總磷的去除率較高，這是由于投加的PAC對磷有一定的吸附性能，同時微生物與PAC相互加強的作用也提高了氨氮的去除效率．

 

SVI和MISS、MLVSS是污泥沉降性能和污泥狀況的主要參數(shù)．從結果可以看出，整個試驗過程中PAC—SBR工藝的SVI均在低于100，而SBR工藝的SVI數(shù)次超過120，因此投加PAC可以有效降低污泥膨脹發(fā)生的可能性．PAC—SBR工藝的MISS和MLVSS指標均稍高于SBR工藝，但二者比值相差不大，沒有出現(xiàn)污泥有機活性成分降低的不良現(xiàn)象，說明投加PAC并沒有降低活性污泥中生物成分的比重．

 

2．3．2污泥狀況分析

 

實驗期間PAC—SBR工藝和SBR工藝均未出現(xiàn)明顯的污泥膨脹等不良現(xiàn)象，但SBR池面泡沫現(xiàn)象仍比較重．對于投加PAC對泡沫現(xiàn)象改善作用的機理目前還沒有定論，實驗期間污泥指標參數(shù)如表3所示，

 

 

3結論

 

1)傳統(tǒng)的SBR工藝雖然以穩(wěn)定性和可靠性優(yōu)于其它活性污泥法，但仍不能完全適應負荷變化很大、含有一定毒害物質的小型工業(yè)廢水處理場合，主要表現(xiàn)有污泥SVI升高、處理效果下降、泡沫問題等．

 

2)PAC對厭氧池出水的靜態(tài)吸附實驗結果表明，對COD的吸附在120～150rain達到平衡，吸附常數(shù)K和1／n分別為1．0×10和2．7938，初步確定PAC投加量為100mg／L．

 

3)PAC—SBR工藝對COD、BOD5、SS、NH3一N等污染指標的去除效果均優(yōu)于SBR工藝，對比PAC—SBR工藝對COD。、BOD5去除效果的改善作用不同，在一定程度上可以說明微生物與PAC存在相互加強的關系是PAC—SBR工藝對有機物去除的改善作用機理．

 

4)投加PAC可以在不降低活性污泥中生物各參數(shù)均在曝氣階段反應成分比重的前提下，降低SVI，改善污泥沉淀性能．

 

5)PAC—SBR工藝由于簡單易行、靈活有效，不需任何工程性改動，對于現(xiàn)有的SBR工藝是一種良好的改進方法．