摘要：采用砂濾一固定化生物活性炭(IBAC)聯(lián)合工藝處理餐飲廢水，以探討IBAC在餐飲廢水處理中的應(yīng)用。先用砂濾對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，然后將其通人中間水池充分曝氣，最后用固定化生物活性炭(IBAC)柱完成對(duì)廢水的處理。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為，原水進(jìn)水pH=8，石英砂濾柱高40 cm，內(nèi)徑50 nlm，濾層厚度30 cm，承托層厚5 cm，濾速45mL/min，IBAC柱濾層高度為40 cm，水樣在柱內(nèi)停留時(shí)間為30 min。IBAC固定化完成后，連續(xù)運(yùn)行55 d，水樣各指標(biāo)去除率基本穩(wěn)定，然后計(jì)算出水樣各指標(biāo)的平均去除率。水樣的Uv 平均去除率為57%，濁度平均去除率為66．4% ，CODo平均去除率為77．20% ，油平均去除率為86%。結(jié)果表明，采用固定化生物活性炭方法處理餐飲廢水具有良好效果。

關(guān)鍵詞：廢水處理；餐飲廢水；砂濾；固定化生物活性炭(IBAC)

0 引 言

目前，處理餐飲廢水主要采用物理法、物理化學(xué)法、傳統(tǒng)生物法、電化學(xué)法等[1]。其中，物理法只能除去水中的油脂，對(duì)其他有機(jī)物的去除效果不理想[2]；物理化學(xué)法，尤其是混凝法，工程占地面積小、投資少、受氣溫影響小，但會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，造成二次污染[3-5]；傳統(tǒng)的生物處理方法運(yùn)行比較穩(wěn)定、處理效果好，但占地面積大、停留時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)也存在污泥的二次污染問(wèn)題[6]；電化學(xué)法耗電量大，只適合在電量充足、電費(fèi)便宜的地方使用[8]。因此，尋找一種占地面積小、投資少、污染小、運(yùn)行費(fèi)用低的方法來(lái)處理餐飲廢水具有現(xiàn)實(shí)意義。

生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC)法是近年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，具有占地面積小、設(shè)備投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、可連續(xù)運(yùn)行、處理效果好、污染小等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)嘗試在活性炭的表面培養(yǎng)微生物并使其呈膜狀附著于活性炭表面[9]。微生物的降解作用能夠去除活性炭吸附的有機(jī)物，使這些物質(zhì)占有的吸附位重新空出來(lái)，從而長(zhǎng)時(shí)間保持活性炭的吸附能力[10]。

固定化生物活性炭(Immobilization Biological Activated Car．bon，IBAC)是人工將工程菌吸附在活性炭載體表面進(jìn)行掛模而形成的生物活性炭。與自然掛膜的生物活性炭(BAC)相比，IBAC的優(yōu)點(diǎn)在于，首先，使用的工程菌是經(jīng)針對(duì)性篩選、馴化得到的活性極高的微生物；其次，這些工程菌是不連續(xù)分布的[10]，因此，在利用工程菌的微生物作用的同時(shí)，不會(huì)影響活性炭的物理吸附作用。目前，IBAC在餐飲廢水處理中的應(yīng)用鮮見(jiàn)報(bào)道，本文采用砂濾一IBAc聯(lián)合工藝處理餐飲廢水，該研究可為相關(guān)中試和應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1．1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法

1)測(cè)定項(xiàng)目：CODcr、濁度、UV 254、油含量。

2)實(shí)驗(yàn)儀器：756型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司)，WGZ一1型數(shù)字式濁度計(jì)(上海第三光學(xué)儀器廠)，XSZ—G生物顯微鏡(上海光學(xué)儀器五廠)，SW —CJ—LB標(biāo)準(zhǔn)型凈化工作臺(tái)(上海陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)，HZQ—X100振蕩培養(yǎng)箱(哈爾濱市東明醫(yī)療儀器廠)，全玻璃回流裝置。3)測(cè)定方法：CODe 的測(cè)定采用重鉻酸鹽法(GB l1914—89)[11]，濁度的測(cè)定采用便攜式濁度儀法[12]，UV 254的測(cè)定采用紫外分光光度法，油含量的測(cè)定采用紅外光度法(GB/T16488- 1996)[13]。

1．2 實(shí)驗(yàn)流程與參數(shù)

1．2．I 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)用水取自渤海大學(xué)第二食堂。針對(duì)餐飲廢水水質(zhì)特點(diǎn)，采用物化法與生物法聯(lián)合處理的工藝，工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

1)工程菌的篩選。

采用平板一斜面一搖床的培養(yǎng)方式，培養(yǎng)出的優(yōu)勢(shì)菌種為假單胞菌種、芽孢菌種、莢膜菌種、桿菌和球菌。

2)工程菌的馴化。

采用由富營(yíng)養(yǎng)到貧營(yíng)養(yǎng)再到富營(yíng)養(yǎng)的方法，提高微生物對(duì)廢水的耐受力和其降解廢水的能力，完成微生物的馴化。

3)砂濾柱裝柱。

石英砂經(jīng)多次水洗、酸洗之后進(jìn)行裝柱。

4)IBAC的固定化。

利用活性炭的物理吸附作用對(duì)IBAC表面的微生物進(jìn)行固定，方法如下：將微生物與廢水混合均勻，然后接入顆粒活性炭柱，以10 mL/min的流速進(jìn)行出水回流，每回流2 h停止1h，回流5次即完成IBAC的固定化。

5)實(shí)驗(yàn)。

IBAC固定化完成后，實(shí)驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行55 d，每天處理1個(gè)廢水樣品。

1．2．2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

原水進(jìn)水pH=8，石英砂濾柱高40 cm，內(nèi)徑50 nⅡn，濾層厚度30 cm，承托層厚5 cm，濾速45 mL/min，IBAC柱濾層高度40 cm，水樣在柱內(nèi)停留時(shí)間為30 min。

2 結(jié)果與討論

2．1 砂濾一llIAC工藝對(duì)水樣的處理效果

2．1．1 水樣CODcr的去除

砂濾一IBAc系統(tǒng)對(duì)水樣CODcr 的去除效果見(jiàn)圖2。系統(tǒng)對(duì)水樣COD。的去除率為55%-92% (去除率為原水進(jìn)水和系統(tǒng)出水的濃度差與原水進(jìn)水濃度的比值)，平均為77．20% ，CODcr去除率隨進(jìn)水CODcr 濃度的變化而變化。由圖可見(jiàn)，系統(tǒng)很快達(dá)到了生物穩(wěn)定狀態(tài)，出水CODcr濃度始終保持在一個(gè)比較穩(wěn)定的水平。這主要是由于實(shí)驗(yàn)前對(duì)優(yōu)勢(shì)工程菌種進(jìn)行了篩選、馴化，然后人工投加到活性炭上，對(duì)活性炭進(jìn)行固定化。由于優(yōu)勢(shì)工程菌種有很高的活性和選擇性，能較快地適應(yīng)環(huán)境，因此，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后的較短時(shí)間內(nèi)，固定化了的活性炭就能同時(shí)進(jìn)行物理吸附和生物降解作用，進(jìn)入生物活性炭性能的穩(wěn)定期。

2．1．2 水樣濁度的去除

砂濾一IBAc系統(tǒng)對(duì)水樣濁度的去除效果見(jiàn)圖3。系統(tǒng)對(duì)水樣濁度的去除率為22%-90%，平均為66．4%。由圖可見(jiàn)，濁度去除率不穩(wěn)定，這可能與生物膜脫落或懸浮物堵塞活性炭表面有關(guān)。分析認(rèn)為，運(yùn)行一段時(shí)間后進(jìn)行反沖洗是必要的。

2．1．3 水樣UV254的去除

砂濾一IBAc系統(tǒng)對(duì)水樣UV254的去除效果見(jiàn)圖4。系統(tǒng)對(duì)水樣uV254的去除率為32%～81%，平均為57%。由圖可見(jiàn)，UV254的去除率波動(dòng)較大，運(yùn)行40 d后，去除率趨于穩(wěn)定。這一方面與進(jìn)水水質(zhì)有關(guān)，另一方面是由于開(kāi)始時(shí)，活性炭對(duì)有機(jī)物吸附速率較快，而活性炭上生物量較少，因而活性炭的物理吸附起主要作用，脫除率高。一段時(shí)間后，隨著活性炭上吸附的物質(zhì)累積量增多以及微生物的生長(zhǎng)占據(jù)了活性炭的吸附位，致使吸附速率開(kāi)始下降，去除率有所降低。但是，隨著活性炭上吸附和生長(zhǎng)的異養(yǎng)菌微生物的增加，生物降解開(kāi)始發(fā)揮作用，使去除率又有所提高并趨于穩(wěn)定。

2．1．4 水樣中油的去除

砂濾一IBAc系統(tǒng)對(duì)水樣中油的去除效果見(jiàn)圖5。系統(tǒng)對(duì)水樣中油的去除率為76% ～92% ，平均去除率為86% 。出水中油含量值變化較小，表明IBAC對(duì)油的抗沖擊負(fù)荷性能很強(qiáng)。

2．2 去除率與原水濃度的關(guān)系

由圖6可見(jiàn)，隨著原水各項(xiàng)指標(biāo)的去除率隨其值的增加而增加。這是因?yàn)�，原水各�?xiàng)指標(biāo)很低時(shí)，工程菌的生長(zhǎng)繁殖受到限制，生物量比較少，導(dǎo)致IBAC對(duì)污染物的去除率也很低；隨著原水各項(xiàng)指標(biāo)的升高，工程菌所需的營(yíng)養(yǎng)豐富，生物量增多，使IBAC對(duì)污染物的去除率提高；當(dāng)原水各項(xiàng)指標(biāo)升高到一定水平時(shí)，IBAC柱對(duì)污染物的去除率變化不如初期明顯，甚至可能開(kāi)始下降，這可能是因?yàn)楣こ叹艿搅薎BAC柱中溶解氧濃度限制的原因。

2．3 出水水質(zhì)穩(wěn)定后mAc柱中的生物相

水樣各指標(biāo)去除率穩(wěn)定后，對(duì)IBAC柱中的生物相不定期鏡檢觀察發(fā)現(xiàn)，活性炭生物膜內(nèi)生物相較多，包括累枝蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、漫游蟲(chóng)、線蟲(chóng)等原生動(dòng)物和后生動(dòng)物。這說(shuō)明出水水質(zhì)較好[14]。

2．4 討 論

固定化生物活性炭(IBAc)由于經(jīng)過(guò)了人工掛膜，同時(shí)具有物理吸附作用和生物降解作用，并有效解決了活性炭的生物再生問(wèn)題，降低了運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)，可以保證系統(tǒng)在連續(xù)狀態(tài)下運(yùn)行。另外，由于微生物呈膜狀附著在IBAC表面及孑L穴中，相對(duì)于傳統(tǒng)的活性污泥法，所產(chǎn)生的污泥量大大降低，二次污染相對(duì)較小。

在砂濾一IBAc工藝中，采用了砂濾對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，這樣可以防止廢水中較大的懸浮物堵塞活性炭，同時(shí)也可以去除一定量的有機(jī)物。生物處理單元僅需IBAC柱，相對(duì)于傳統(tǒng)的生物處理方法，省去了曝氣池和二沉池等構(gòu)筑物，占地面積有所減小，投資也有所降低。

砂濾一IBAc工藝能較好地去除水中油脂及其他有機(jī)物，其對(duì)CODcr的去除率為55%～92% ，而一般的物理化學(xué)法，如混凝法，對(duì)c0Dc 的去除率僅為60% ～75%[15,16]；該工藝對(duì)水樣的CODcr平均去除率為77．20% ，對(duì)水中油的平均去除率為86%，也達(dá)到了其他傳統(tǒng)生物處理方法的處理效果[1]。

3 結(jié) 論

采用砂濾一IBAC聯(lián)合工藝處理餐飲廢水，對(duì)水樣COD的平均去除率為77．20% ，對(duì)濁度的平均去除率為66．4% ，對(duì)uV254的平均去除率為57% ，對(duì)油的平均去除率為86%，出水水質(zhì)較好；同時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生大量的污泥而造成二次污染、占地面積小、設(shè)備投資少、可連續(xù)運(yùn)行、運(yùn)行費(fèi)用低。結(jié)果表明，固定化生物活性炭在餐飲廢水處理中具有良好的應(yīng)用效果。

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