SBR法处理酚氰废水的研究

发布时间：2010年7月19日来源：中国环保技术网

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　　焦化厂酚氰废水主要来源于剩余氨水、产品加工过程中产生的废水、粗苯终冷水等。废水中含较高浓度的酚、硫化氢、氰化物、硫氰化物、氨及难生物降解的有机物如焦油、毗陡、苯等多环芳烃及杂环化合物，是较难处理的工业废水之一。20世纪80年代以来，国内焦化厂酚氰废水的处理多采用两段生化法、延时曝气法、强化生化法(生物铁法、生物炭法)等方法，其中以A/0法处理效果最好(如上海宝钢焦化厂)，但该处理法工程投资大、运行费用高〔‘，’〕，对于一些中小焦化企业来说并非理想选择。SBR是序批式间歇反应器的简称，具有运行灵活、投资小、操作简单、工艺布局紧凑及出水水质好等特点，尤其适用于小水量、高浓度废水的处理(3)。笔者通过试验研究，
证明了SBR法处理焦化厂酚氰废水的可行性，并探讨了主要的工艺条件，以此成功地为某焦化厂 60 m3/h酚氰废水处理工程进行了改造。

　　1 试验及设计

　　1.1 废水水质

　　试验用水取自湘钢焦化厂污水站集水池，其水质如表1

　　1.2 主要仪器设备及工艺

仪器包括SBR反应器(10L ),Q/ZSB01-1997型空气压缩机，砂芯曝气头，Photolab S12型COD分析仪，pHS一1型酸度计，分析天平，恒温箱，干燥器，JPB一607型便携式溶解氧分析仪，XSP一4C型生物显微镜、量筒等。试验工艺如图1所示。

　　1.3 污泥的培养与驯化

　　培养方式采用同步法，即培养驯化同时进行。取湘钢焦化厂污水站曝气池回流污泥作为种污泥，接种量为SBR池体积的30%。在废水中投加少量葡萄糖作营养物质，用自来水稀释至COD为600 mg/L,间歇进水。该废水富含氮，不需投加氮源，根据m(COD):m(P)=1001的比例投加一定量的磷酸二氢钾，补充磷源，并投加微量硫酸亚铁，以提高污泥的絮凝沉降性能。接种前3d，闷曝24 h后换水1次。接着改曝气10一12h后换水1次。保持混合液中溶解氧为3一5m g/L,pH 为6一9。每次曝气结束后沉淀2h，然后排出生化反应池上清液。培养后期，排出上清液的同时适当排掉一些污泥。根据污泥的沉降性能、污泥外观、出水COD 以及镜检结果逐步提高进水COD浓度。至30d时，出水COD去除率达84%，污泥沉降性能良好，30 min沉降比(SV,)为25%-30%，污泥浓度(MLSS )为3一5 g/L，镜检发现有线虫、钟虫、轮虫，污泥外观呈黄褐色，表明污泥培养驯化已成熟闻。

　　1.4 SBR生化试验

　　试验方法为好氧SBR法[(s)。生化反应在常温下进行，运行工艺采用非限制曝气方式。采用空压机进行曝气，砂芯曝气头置于反应器底。一个运行周期开始，按照进水斗曝气斗沉淀*排水斗静置进行操作;进水时间为几分钟，曝气时间为4-8h，控制溶解氧质量浓度为3 - 5 mg/L，污泥质量浓度为4 g/L,反应器温度为20℃左右，曝气结束后沉淀2h，排除反应后的上清液，定期排除剩余污泥，闲置一段时间后，进人下一个运行周期。定时测定 COD,pH、挥发酚、氰化物、MLSS,SV,,溶解氧浓度并观察微生物相[(6)

　　1.5 改造设计

　　某焦化厂酚氰废水处理工程始建于1988年，工艺为普通活性污泥法，设计处理能力为60 m3/h，但出水COD、酚、氰、氨氮不能达标。利用试验确定的工艺参数将原有曝气池改造为SBR池，增设2台灌水器。当进水COD < 1 800 mg/L、酚<350 mg/L,氰<10 mg/L,氨氮<400 mg/L时，出水水质稳定且达标。

　　2 结果与讨论

　　2.1 SBR处理效果

　　控制污泥质量浓度为4留L，有机负荷(COD)为0.15 kg/ (kg "d),曝气时间为4h时，废水处理结果如表2。

　　由表2可知:SBR生化处理效率较高，尤其对酚、氰的处理效果较好，该二项指标达到国家二级排放标准。

　　2.2 污泥培养驯化

　　污泥培养驯化(2003年)数据如表3。

　　由表3可知，培养驯化初期，出水COD高于进水COD，这是由于污泥在较长时间闲置后短时间内很难适应废水水质，一些微生物不适应环境而死亡，死亡微生物进人上清液导致出水COD增高。随着培养驯化的进行，微生物慢慢适应了废水中的有毒物质，大量繁殖，进人生长平衡期后，出水水质趋于稳定。从表3还可知，SBR系统的污泥容积指数(SVI)在 50-100 mug之间，说明SBR法木易产生污泥膨胀。

　　2.3 曝气时间时降解有机物的影响CO D 去除率随曝气时间的变化曲线如图2。

　　由图2可知，0一0.5 h内，COD去除率直线上升，这是由于处于饥饿状态的微生物迅速吸附废水中的大量有机物质，直到吸附饱和。0.5一1h内，曲线有所回降，说明被吸附的有机物经生物酶的作用，转化成可溶解物质或小分子物质扩散到溶液中，使COD升高。1h后，COD去除率逐渐上升，4h后，曲线趋于平缓。由此可见，控制曝气时间为4h左右较为合适(7)0

　　2.4 污泥负荷对降解有机物的影响

　　污泥负荷对COD去除率的影响如图3。由图3可知，在一定的时间范围内，同样的曝气时间污泥负荷越大，COD去除率越低，这是因为一定数量的微生物在一定的时间内只能氧化一定数量的有机物，供给的可降解的有机物超过一定的限度，处理效率会下降;反之，污泥负荷太小，COD去除率也会降低，这是因为供应的有机物不足会产生微生物对食物的竞争，影响微生物的生长和繁殖。为了保证达到预期的效果，污泥负荷应维持有一定的范围。根据实验结果，合适的污泥负荷(以 MUSS计的COD)为0.15 k酬(kg "d)。

　　2.5 改变SBR运行程序对脱氮效果的影响为了取得较好的脱氮效果，将SBR的常规运行程序改变为进水斗曝气4h (D O> 2 .5m g/L)- 机械搅拌2 h (DO < 0.7 mg/L) 曝气10 min-沉淀1 h斗排水、排泥，实验结果如表4。由表4可知，改变运行程序后脱氮效率提高到75%，其原因在于它多了一个机械搅拌即缺氧曝气过程。在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，废水中的有机氮或氨氮转化为亚硝酸盐或硝酸盐，在缺氧的条件下，反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，从废水中逸出，提高了脱氮效率。