厌氧+SBR处理酱油模拟废水的研究

鄂睿峰，左金龙，贾德生，刘志维

(1.哈尔滨商业大学环境工程系，哈尔滨150076;2.吉林省辽源环境卫生管理处，吉林辽源136200)

酱油是中国传统发酵调味品，在我国有着悠久的生产历史，深受我国人民喜爱［1］.在满足人们饮食需要的同时，也带来严重的环境污染问题［2－3］.到2010年底，我国的酱油产量达到 595.7万t［4－6］.而生产1 t酱油需要耗费7～10 t的自来水［7］，产生6～9 t的酱油废水［8］.其具有色度高、盐度高、污水成分及数量变化大等特点［9－11］.

SBR法处理废水具有调节、生物降解、运行稳定等优点［12］.但是，酱油废水质量浓度较高，对SBR处理工艺具有较大的冲击负荷，处理效果不稳定.针对酱油废水的特点［13］，本实验采用厌氧－SBR法处理酱油废水.经厌氧－SBR法处理后，采用聚合氯化铝(PAC)与粉末活性炭联用的方法，进一步对酱油废水进行脱色处理.

1 材料与方法

1.1 实验水质

实验用水采用模拟的酱油废水，具体水质参数如表1所示.

表1 进水水质参数

1.2 实验装置与方法

1.2.1 实验装置

厌氧反应器包括2 L烧杯一个，磁力搅拌器一台，加热棒保证反应器内温度在25℃左右.好氧反应器包括WT600－2J蠕动泵两台，ACO系列电磁式空气泵一台.

具体的工艺流程图如图1所示.

图1 实验示意图

1.2.2 实验方法

本实验采取瞬时进水，曝气砂头作为微孔曝气器.每个周期分为5个部分:瞬时进水，厌氧搅拌(约16 h)，好氧曝气(约3 h)，静置沉淀(约2 h)，滗水排放和待机［14－15］.

1.3 分析检测项目

1.4 参数控制

厌氧反应器内的温度控制在(35±1)℃，采用中温厌氧反应温度［16］;好氧反应器内的温度控制在25℃［17］.厌氧反应器中的pH值控制在7.2左右，好氧反应器内的pH值控制在6.5～8.5范围内.

2 实验结果与分析

2.1 COD的去除效果

由图2可知，原水进水的COD在1 900～2 350 mg/L之间，厌氧出水的COD在800～970 mg/L之间，去除率在57%左右.

厌氧反应器出水后经过SBR反应器处理，SBR段出水的COD在80～100 mg/L之间，好氧段去除率在91%左右，总出去效率在96%左右.

图2 原水进水、厌氧出水和好氧出水的COD质量浓度

2.2 氨氮的去除效果

由图3可知，废水中的氨氮主要是通过各种微生物的硝化反应，达到去除氨氮的目的.本实验中，酱油废水通过厌氧－SBR的处理，原水进水的氨氮质量浓度在74～99 mg/L之间，厌氧出水的氨氮质量浓度在54～71 mg/L之间，去除效率在25%左右.

图3 原水进水、厌氧出水和好氧出水的氨氮质量浓度

厌氧反应器的出水作为SBR反应器的进水，进一步处理，SBR段的出水氨氮质量浓度在2.8～5.3 mg/L之间，SBR段的去除效率在93%左右，平均的出水氨氮质量浓度在4.2 mg/L左右，总去除效率在95%左右.

2.3 正磷酸盐的去除效果

一般认为，在厌氧条件下，聚磷微生物利用分解胞内聚磷(同时释放磷)产生能量吸收废水中的有机物(以短链脂肪酸为主)，并且在胞内合成聚羟基丁酸，好氧条件下，聚磷微生物利用分解胞内的聚羟基丁酸产生的能量吸收磷，在运行稳定的工艺系统中，微生物的吸收磷量将超过释放磷的量.

由图4可知，原水进水的正磷酸盐质量浓度在8.4～12 mg/L之间，厌氧出水的正磷酸盐质量浓度在13.2～19 mg/L之间.

图4 原水进水、厌氧出水和好氧出水的磷酸盐质量浓度

厌氧反应器的出水进入SBR反应器，SBR段的出水正磷酸盐质量浓度在0.2～0.6 mg/L之间，平均的出水氨氮质量浓度在0.42 mg/L左右，总去除效率在97%左右.

2.4 酱油废水色度的去除

废水中的色素物质和其他有机污染物降解的中间产物，会在好氧条件下，通过复杂的反应途径，重新生成新的色素物质，即伴随着一级SBR池中COD的降低，会有色度升高的不同步去除问题［9］; SBR残余的COD和色度需要通过混凝气浮工艺去除，其操作较复杂，产生的浮泥较难脱水处理.因此，色度的去除是实现酱油废水高效处理的关键.

酱油废水经厌氧－好氧法处理后的出水色度为200倍，并不满足国家一级排放标准，实验中采用聚合氯化铝和活性炭联用的方法进行脱色，并以100 mL废水为标准进行脱色处理，聚合氯化铝(PAC)的投加范围在10～40 mg左右，pH值在3左右，活性炭在1.5～3.0 g.

选取聚合氯化铝投加量范围在10～40 mg，做4组对比实验，每组实验使用废水体积为100 mL.表2为不同的聚合氯化铝(PAC)投加量对色度的去除效果.

表2 不同的PAC投加量对色度的去除效果

如表2所示，单纯用聚合氯化铝(PAC)对酱油废水进行脱色，不能达到出水标准.所以，又对这4组投加了不同量的活性炭.表3为不同的活性炭投加量度色度的去除效果.

表3 不同的活性炭投加量对色度的去除效果

如表3所示，经进一步脱色处理后，出水水质全部达标，色度均小于50倍，达到国家一级A标准.

3 结论

1)采用厌氧 －SBR法处理酱油废水，进水COD、氨氮质量浓度、正磷酸盐质量浓度在1900～2350、74～99、8.4～12 mg/L，经处理后，其质量浓度分别在80～100、2.8～5.3、0.2～0.6 mg/L，处理效率分别是96%、95%、97%，其出水水质达到国家城镇污水厂污染物排放标准，其中，COD排放标准为Ⅱ级，氨氮和磷均达到Ⅰ级标准.

2)采用聚合氯化铝和粉末活性炭联用的方法，能够很好的解决酱油废水的高色度的问题，酱油废水的色度在200倍左右，处理后，色度均降到50倍以下.

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