摘要：以SBR法處理含陰離子表面活性劑廢水。探討了SBR系統(tǒng)處理廢水的最佳條件及曝氣時間、進水pH值、沉降時間、閑置時間、泥水比等因素對廢水中LAS去除率的影響,并在單條件實驗的基礎(chǔ)上選取影響較大的因素進行了正交實驗,取得了令人滿意的處理效果。當廢水中LAS含量為100mg/L時,曝氣時間為4·5h,沉降時間為4h,閑置時間為5h, 進水pH=7,進水為4h,其對廢水中LAS去除率可以達到96%。

關(guān)鍵詞：SBR　陰離子表面活性　廢水處理

陰離子表面活性劑廢水是伴隨著合成洗滌劑工業(yè)生產(chǎn)而產(chǎn)生的一種高濃度有機廢水,具有明顯的行業(yè)特點,水中含有大量的LAS因子,廢水的負荷高、沖擊負荷大,是十分難處理的一種工業(yè)廢水[1]。隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷加快,合成洗滌劑工業(yè)也在飛速發(fā)展,僅我國而言,現(xiàn)在每年合成洗滌劑產(chǎn)量就達幾百萬t,因此廢水量是相當龐大的,由于缺乏必要的處理措施,在全國范圍內(nèi)因合成洗滌劑工業(yè)排放的廢水而導致的水體污染是相當普遍的[1,2],。我國從20世紀70年代后期也開始了此方面的工作,其主要處理方法為生物法、化學混凝法及泡沫分離法[3~7]。SBR工藝是一種理想的間歇式活性污泥處理工藝,它具有工藝流程簡單、處理效果穩(wěn)定、占地面積小、耐沖擊負荷力強及具有較好的脫氮除磷效果等優(yōu)點,是目前正在深入研究之中的一項污水生物處理新技術(shù)[8,9]。本研究用SBR法處理陰離子表面活性劑廢水,以尋求一種處理含陰離子表面活性劑廢水的有效方法。

1　實驗部分

1.1　儀器與試劑 SBR反應(yīng)裝置;721分光光度計;ZD-2型自動電位滴定計;分液漏斗;亞甲藍分光光度法測陰離子表面活性劑所需試劑。

1.2　實驗材料

實驗用水:模擬廢水,LAS含量為100mg/L, 磷含量為20mg/L,N為4mg/L。

實驗用污泥:選自北部污水處理廠。

1.3　水質(zhì)分析方法

亞甲藍分光光度法測陰離子表面活性劑含量[10]。

2　實驗結(jié)果及討論

2.1　曝氣時間對LAS去除率的影響

曝氣時間是影響廢水處理效果的重要因素,本實驗對曝氣時間進行了研究。當進水的LAS濃度為100mg/L時,測定不同曝氣時間的出水LAS的濃度,結(jié)果如圖1所示:

圖1　不同曝氣時間對LAS去除率的影響

隨著曝氣時間的延長去除率逐漸增加,當曝氣 4·5h達到最高值92%,時間再繼續(xù)增加時去除率有所下降。其最佳曝氣時間的確定主要是根據(jù)反應(yīng)過程所需要的溶解氧量,隨著溶解氧量的增加, 去除率應(yīng)有一個明顯的增長過程,但是當溶解氧的量達到曝氣所消耗的值之后,就不再需要氧了,在理論上應(yīng)該停止曝氣,讓污泥進入沉降階段,此時 LAS的去除率應(yīng)為最好。由于過量曝氣的吹脫作用,使得一部分由于吸附作用而與有機物結(jié)合的污泥再次與污泥分離而降低了LAS去除率。

2.2　沉降時間對LAS去除率的影響

改變沉降時間,考察沉降時間對LAS去除率的影響,不同沉降時間下的LAS去除率如圖2所示。

圖2　不同沉降時間下的LAS去除率

由圖2可看出沉降時間達到3·5h沉降效果最好,3·5h以后再增加時間對LAS去除率的影響不大,也就是說,沉降2h就已經(jīng)達到了所要求的去除率,再增加時間一方面會增加運行費用,另一方面會增加SBR的運行周期。從這兩方面考慮,認為沉降時間取3·5h為最佳。

2.3　閑置時間對LAS去除率的影響

閑置時間是污泥再生的時間,改變閑置時間, 考察閑置時間對LAS去除率的影響,不同閑置時間對LAS去除率的影響如圖3所示。

由圖3可知:達到0·4h后,污泥已經(jīng)完成再生的過程,增加閑置時間對LAS去除率的影響不大, 所以確定閑置時間為0·4h。

圖3　不同閑置時間對LAS去除率的影響

2.4　進水pH值不同時對LAS去除率的影響

改變pH值分別為5,6,7,8,9,10,考察pH值對LAS去除率的影響,pH值對LAS去除率的影響如圖4所示。

圖4　pH值對LAS去除率的影響

當混合液pH值較低時,絕大多數(shù)適應(yīng)較高 pH值環(huán)境的微生物代謝受到抑制,個別的甚至死亡,不能很好地將以上底物快速完全地降解,只產(chǎn)生大量乳酸、氨基酸等中間產(chǎn)物,使混合液的pH 值繼續(xù)降低。只有少數(shù)低pH值型微生物(如氧化硫桿菌,嗜酸乳桿菌等)活躍起來,真菌比菌膠團有競爭力,不利于活性污泥的沉降與分離,所以在 pH值較低時,LAS的去除率不好,并且在這種情況下易于發(fā)生污泥膨脹。由圖4可以看出當pH 值在6·5~7·5時,多數(shù)的活性污泥微生物都具有較高的生物活性,可將絕大多數(shù)底物較徹底地降解成CO2、H2O、NO2等,使得LAS去除率在90%以上。當pH>7·5時,只有大豆根瘤菌、放線菌等少量嗜堿性微生物代謝正常,絕大多數(shù)的嗜中性和酸性微生物活動受到抑制,甚至死亡。所以在此條件下的LAS去除率逐漸降低。實驗表明在pH為 6·5~7·5時LAS去除率達到最高。

2.5　泥水比對LAS去除率的影響

在相同泥量的情況下,隨著處理廢水量的減少即泥水比的增大,處理的效果逐漸變好,但單位體積污水的處理成本會增加,應(yīng)找到一個平衡點,即在保證出水LAS能夠達標的情況下,盡可能采用小的泥水比。

本實驗SBR反應(yīng)器內(nèi)污泥為1·5L,改變進水量考察泥水比對LAS去除率的影響,結(jié)果如圖5所示:

圖5　不同泥水比下的LAS去除率

由圖5可以看出:泥水比為20%~30%,即可以達到滿意的處理效果。

2.6　正交實驗

選取曝氣時間、沉降時間、進水量、pH值以及進水量五個影響因素,分別取四個水平進行正交實驗,因素水平見表1,正交實驗方案與結(jié)果見表2。

表1　正交實驗因素水平

表2　L16(45)正交實驗方案與結(jié)果

由正交實驗的結(jié)果得到以下結(jié)論:

(1)通過對正交表的極差分析,可以看出考察的幾個因素對于LAS去除率的影響先后順序為曝氣時間、進水量、pH、沉降時間、閑置時間。

(2)實驗確定的最佳的實驗條件是:曝氣時間 4·5h,沉降時間2h,pH值7·0,泥水比為30%,閑置時間0·5h。

2.7　優(yōu)化條件下的處理結(jié)果

依據(jù)正交分析得到的最佳條件進行實驗,優(yōu)化條件下處理結(jié)果見表3。得到的處理效果達到 96·39%,處理效果比較好,SBR系統(tǒng)對表面活性劑廢水具有較好處理能力,經(jīng)處理后,水質(zhì)優(yōu)于表面活性劑廢水國家排放一級標準。

表3　優(yōu)化條件下處理結(jié)果

3　結(jié)論

(1)通過實驗確定SBR法處理陰離子表面活性劑廢水的運行方式為:進水0·5h、曝氣4·5h、沉降2h、排水0·5、待機0·5h,每周期8h。

(2)實驗結(jié)果表明SBR法處理陰離子表面活性劑廢水適宜的pH值范圍為:6·5~7·5。在此條件下,SBR工藝運行平穩(wěn),有一定的耐沖擊負荷的能力。
(3)SBR法對含陰離子表面活性劑廢水具有較好處理能力。進水的LAS的濃度為100mg/L 時,COD的去除率可達到96·39%。出水水質(zhì)優(yōu)于表面活性劑廢水國家排放一級標準。

參　考　文　獻
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3.傅斯賢,王家源.泡沫分離法處理合成洗滌劑廢水[J].環(huán)境保護,1993.(5):33~35.
4.祁夢蘭.用聚合硫酸鐵混凝劑處理表面活性劑廢水的試驗研究 [J].環(huán)境工程,1988.6(6):34~36.
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