聚丙烯废弃物填料SBBR工艺处理腌渍废水最佳运行工况的研究

赵红菲 杨路强 董微巍 王明建

摘要 [目的] 探索使用序批式生物膜反应器处理腌渍废水的可行性。

[方法] 采用一次性聚丙烯废弃物作为填料，应用序批式生物膜反应器（SBBR）工艺处理腌渍废水，测定废水中化学需氧量与盐度的变化。

[结果] 序批式生物膜反应器在pH为7.1、温度为25～30 ℃、有机负荷（CODCr）浓度为956 mg/L时，对腌渍废水的化学需氧量和盐度去除率均较高。[结论] 序批式生物膜反应器工艺简单，管理方便，适合处理难降解工业废水。

关键词 序批式生物膜反应器； 聚丙烯废弃物； 腌渍废水

中图分类号 S181.3 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2014）31-11067-02

Study on the Treatment of Pickle Wastewater Using SBBR Process with Polypropylene Waste as Filter

ZHAO Hongfei， YANG Luqiang， DONG Weiwei* et al （Department of Agricultural Resources and Environment，Agricultural College of Yanbian University，Yanji， Jilin 133000）

Abstract [Objective] The research aimed to analyze the feasibility using SBBR process for the treatment of pickle wastewater.

[Method] Taken one-time polypropylene waste as filter， the pickle wastewater was treated using SBBR process. The chemical oxygen demand （COD） and salinity changes were tested in the procedure.

[Result] The results showed that under the optimum experimental conditions such as pH of 7.1， temperature of 25-30 ℃， initial CODCr concentration of 956 mg/L， the removal rates of COD and salinity of pickle wastewater were all higher.

[Conclusion] SBBR process was simple， convenient for management， and was suitable for the treatment of degradation-resistant industrial wastewater.

Key words SBBR；Polypropylene waste；Pickle wastewater

随着社会、经济的发展与人口的不断增长，我国水资源面临着严峻的形势。主要是包括两个方面：一是水资源短缺；二是水污染。在水资源利用和管理方面也存在着许多问题：可利用的水资源量占水资源总量的比重小，对水资源的综合利用不够，地下水开采过量，水的浪费问题也十分突出，特别是北方水资源严重不足，水污染现象普遍较严重^[1]。其中腌渍废水含盐量、N、P和化学需氧量（COD）的值较高，治理起来非常困难，直接排放不仅会造成水环境的污染而且可以导致土壤盐碱化。

咸菜在中国历史文化发展中起着重要的作用。但是，

在腌、泡制食品加工过程中，若将废水排放到环境中，会对水环境产生重大的危害。因此废水需要在工业企业内的污水处理站进行单独处理，以减少排放甚至达到零排放^[2-3]。含盐废水处理技术主要包括物化法和生化法，前者如电解法、膜分离法、焚烧或深井灌注等成本高、控制难，处理不当常常会引入新的污染物质，所以较难应用到实践^[4]。

该研究介绍了具有广阔应用前景的膜SBBR工艺处理腌渍废水，该工艺简单，成本费用低廉，适用处理中小型腌渍企业排放腌渍废水，并对各种技术的研究重点及含盐废水治理技术的发展趋势进行了初步展望，以期为腌渍企业处理腌渍废水条件控制提供参考^[5]。

1 材料与方法

1.1 膜材料的選择

试验选择的膜材料是校园食堂内废弃的聚丙烯材质的奶茶杯子。将奶茶杯子剪成0.5 cm宽的条状，洗干净后装置在有机玻璃反应器内，作为微生物的挂膜载体。

1.2 试验用水

试验所检测的腌渍废水取自延吉市某咸菜厂，经水质检测，发现其水质变化范围中pH为4.0～12.0，盐度为2%～3%，COD为330～1 200 mg/L，SS为45～148 mg/L。

1.3 污泥驯化

试验污泥取自延吉市白石净水厂，取来后的污泥在实验室好氧污泥驯化反应器内闷曝24 h，污泥呈黄褐色，镜检微生物有轮虫、楯纤虫、纤毛虫、钟虫、草履虫、豆形虫等丰富生物相，污泥驯化阶段进水周期为24 h，腌渍废水以占生活污水10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的比例循序增加投入到反应器内对污泥进行驯化，化学需氧量处理效果达55%以上，处理腌渍废水的活性污泥驯化成功。

1.4 试验装置

SBBR工艺主要包括进水、反应（曝气）、沉淀、出水及闲置等5个阶段。这5个阶段按照一定的时间顺序间歇进行，完成这5个阶段的时间成为该工艺的一个周期，在一个周期内该工艺完成对腌渍废水好氧、厌氧交替处理^[6]。试验工艺流程图如图1所示。

1.5 生物膜挂膜

将驯化好的污泥，用80目的试验筛筛过后，筛下菌泥投入到加有聚丙烯的反应器内，投入量为该容器体积的1/3左右，进水周期为24 h，曝气时间为8 h，其微生物挂膜反应，落菌时间为16 h，15 d后挂膜成功。

2 结果与分析

2.1 不同pH条件下SBBR工艺对腌渍废水的处理效果

由于腌渍废水盐度比较大，会影响微生物生存，同时不同的pH也会对微生物生长有影响，所以，对pH检测是比较重要的。该试验分别在9个反应器内运行，在9个不同pH工况下运行，1#～9#反应器内进水pH分别从4.0至12.0，运行工况6个周期后出水指标取平均值，进水水质为化学需氧量CODCr 350 mg/L、盐度2.7%、浊度SS 39，温度室温。分别对腌渍废水化学需氧量和盐度变化进行检测，检测结果如图2、图3所示。

由图2与图3可见，在不同pH条件下，腌渍废水的处理效果不同，主要是因为pH是影响微生物生长繁殖的一个重要因素，当pH太低或者太高时对微生物生长不利。进水废水pH在4.0～12.0范围内调节，其盐度去除率在41.1%～76.3%之间变化，pH在7.1时盐度处理效果最好，去除率为76.2%；化学需氧量（CODCr）在48.2%～88.0%之间变化，当pH在7.1时处理效果最好，为88%。综合考虑该工艺处理印染废水在pH为7.1时较为合适，盐度和化学需氧量去除效果最好。

2.2 不同温度条件下SBBR工艺对腌渍废水的处理效果

对于温度，主要考察与室温条件相差不大的温度条件，在实际操作中，生产工艺的选择和季节气候的变化都影响废水的温度，所以该工艺试验检测温度的范围在15～35 ℃之间设定，1#、2#、3#、3#、4#、5#反应器温度分别控制在15、20、25、30、35 ℃，进水水质为化学需氧量CODCr350 mg/L、盐度2.7%、浊度SS 39，pH 7.0。采用鱼族加热棒调节反应器内温度，所检测主要指标变化结果如图4、5所示。

由图4、5可以看出，温度越高废水处理效果越好。这是因为温度影响微生物的代谢和生长，温度在25～30 ℃时微生物的活性高，废水处理效果最好，盐度最高的去除率可达71%，化学需氧量CODCr最高去除率可达89%。

2.3 不同进水COD负荷条件下SBBR工艺对腌渍废水的处理效果

为了提高SBBR工艺的抗冲击负荷能力，所以需确定最佳有机负荷。有机负荷是生活处理重要的参数之一，其对污泥的活性及污染物的有效降解有着重要的影响，提高有机负荷有利于微生物的快速增长和有机物的快速降解，也可减小反应器容積，减少处理费用及占地面积^[6]。工艺试验检测CODCr的范围在350～1 200 mg/L之间设定，工艺在室内温度条件下，pH为7.0条件下运行，1#、2#、3#、3#、4#、5#内CODCr量分别控制为350、520、712、956、1 184 mg/L，每一工况运行6个周期出水取平均值，所检测主要指标的结果如图6所示。

由图6可以看出，CODCr的负荷对CODCr去除率有较大影响，有机负荷过高或过低都不利于CODCr去除率的提高。当有机负荷为956 mg/L时处理效率最高，为89%，有机负荷过低，微生物营养成分不足，微生物活性受到影响，而有机物负荷过高，有机物降解不完全，影响出水水质，最佳控制负荷为956 mg/L。