粉末活性炭强化SBR法处理有机化工废水
l现有SBR工艺运行存在的问题
辽宁某油习旨化学厂污水处理站采用厌氧一SBR工艺处理废水具体流程见图1．污水站实际平均日进水量约
由于实际运行过程中自控设备损坏率高，维修周期较长，因此SBR反应池采用预定反应时间的运行方式，每周期为24h，其中进水段时间为2h，曝气方式为边进水边曝气，曝气时间为10h，沉淀时间为30min，其余为闲置时段．
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运行过程中该厂车间批次排出的废水水质、水量变化幅度增大；排放废水中有少量对活性污泥有毒害作用的卤化烷基铵类阳离子表面活性物质，因此运行效果明显下降，出水达标率降低．此外运行过程中SBR池表面经常产生大量灰褐色泡沫，粘有大量活性污泥，即使采取曝气阶段末期投加5mg／LFeC13的助凝措施，SVI稍有降低，但仍保持在210以上．SBR法虽然以稳定性和可靠性优于其他活性污泥法，但仍不能完全适应负荷变化很大、含有一定毒害物质的小型工业废水处理场合．因此有必要寻求一种灵活而有效的方法解决所面临的问题．
20世纪9o年代，美国杜邦公司首次采用了在SBR系统中投加PAC的PAC—SBR生化系统处理高浓度有机废水，并取得成功，随后该工艺由于简单易行、灵活有效得以迅速发展J．PAC—SBR工艺在原有的SBR工艺基础上不需任何工程改动，非常适于现有SBR工艺的强化运行J．因此对该工艺进行了生产性实验研究，以考察取代现有工艺的可行性．
2试验结果与讨论
2．1试验方法
试验检测项目均采用标准水质分析方法：COD。采用酸性重铬酸钾法，色度测定采用稀释比色法，SS测定采用滤纸分析法，总氮和总磷采用过硫酸钾消解比色法，阴离子表面活性剂采用亚甲基蓝比色法，阳离子表面活性剂采用碳吸附一红外法测定．
2．2PAC吸附性能及投加量的确定
该部分试验主要是考察PAC对厌氧处理后出水的吸附性能并初步确定PAC投加量．实际测定基本参数如下：碘值为865．1mg／L，亚甲基蓝值为174mg／L，粒子目数为200(>90％)．试验采取将250目筛网筛分后的PAC配制成试验用厌氧池出水经滤纸过滤处理后COD为725mg／L，总氮为21．5mg／L，总磷为3．3mg／L，色度为300倍，阳离子表面活性剂为0．6mg／L．取该水样850mL置入lL烧杯中。采用磁力混凝搅拌机搅拌，搅拌转速为120r／min．根据PAC—SBR处理印染废水、城市污水等试验资料，PAC投量多在l5—220mg／L．分取4mL．PAC悬浊液分别注入各个烧杯中，按不同的时间取样，经滤纸过滤后对COD。、阳离子表面活性剂等指标进行分析．
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从图2、图3可以看出，随吸附时间的延长，COD和阳离子表面活性剂均呈下降趋势．PAC对COD。的吸附在120—150min达到平衡点，随后COD。去除率稍有下降并稳定在25％一30％．吸附去除阳离子表面活性剂速度较快，40～60min即可达到吸附平衡，吸附80min后99％的阳离子表面活性剂得到去除，这说明PAC对以阳离子表面活性剂为代表的毒害物质选择性吸附较好，去除效果理想
2．2．2PAC对厌氧池出水的吸附等温线和投加量的确定
厌氧池出水经滤纸过滤处理后COD。为617mg／L，总氮为12．6mg／L，总磷为3．3mg／L．取该水样850mL置入1L烧杯中，然后分别投加0．5、1、2、4、6、8、10和12mLPAC悬浊液，采用磁力混凝搅拌机搅拌反应150min．对水样进行过滤处理，考察COD的去除情况．试验结果如图4所示．
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随着PAC投加量的增大，COD吸附平衡浓度逐渐下降，同时PAC对COD吸附量也呈下降趋势．出于经济方面的考虑，试验控制PAC最大投加量为600ms／L，但从整体趋势来看，继续增大PAC投加量，COD。去除率还可进一步提高．将试验数据整理进行Freundlich吸附等温线拟合，可得试验温度下PAC对COD。的吸附等温式：
Q=KC
Q：10×C·嘲(R=0．7107)，
式中：Q为平衡吸附容量(COD／PAC)，mg／ms，C为吸附质COD的平衡质量浓度，mg／L，K和1／n为无量纲吸附常数．一般来说吸附常数1／>2，就可以认为PAC对该废水中COD。的吸附性能较差．本试验中PAC对COD的吸附常数1／为2．79，故PAC适于选取较大的投加量．结合经济方面的考虑，初步确定PAC投加量为100ms／L．
2．3PAC—SBR工艺的生产性试验研究
在两组SBR池中选1池投加粉末活性炭，以PAC—SBR方式运行，2#池以传统预定反应时间方式运行，作为参考．投加方式采用人工直接投加的方式，投加时间设在曝气阶段开始30min后．各池每周期运行时间均为24h，其中曝气时间为10h，根据DO大小调节曝气强度为100—250m／h，气水比为(3—7)：1；沉淀时间为3Omin，排水时间为3O一60min，其余为闲景阶段．设定每2h曝气10min，曝气强度为100m／h．排泥方式为浮子液位控制排泥，隔天排1次，每次1Om，控制污泥龄为20d左右．剩余污泥重力自流进入污泥消化池，上清液返回厌氧池处理，底层沉积污泥脱水后外运处景．
2．3．1PAC—SBR工艺处理效果及机理分析
PAC—SBR工艺与SBR工艺处理效果分别见表1、2．
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通过表1、2可以看出，正常运行期间对于多数污染物，两种工艺均能达到较为理想的处理效果．第二类污染物中的氨氮、总油、悬浮物和阴离子表面活性剂等指标均低于污水综合排放标准(GB8978—88)中的一级新扩建标准，PAC—SBR工艺处理后CODBOD等有机物指标可满足一级新扩建标准，而SBR工艺处理后该两项指标仅满足一级现有标准．对于总氮两种工艺去除效果均较理想，去除率都在7O％以上．
在本实验中，通过比较表1、2可以看出，投加PAC可以同时提高COD。、BOD的去除率，但对BOD去除率的改善作用更为明显．一般来说，COD。代表了污水中绝大多数有机物，而BOD则代表了其中容易被生物所降解的部分，因此，PAC—SBR工艺对可降解有机物优异的去除性能在一定程度上可以说明微生物与PAC存在相互加强的关系．
SBR工艺由于微生物内源呼吸作用强烈，产生剩余污泥量很少，相应的排泥量也较少，因此对磷的去除效果较差，但这种条件有利于世代期较长的亚硝化细菌和硝化细菌的增殖，从而促进硝化反应的进行，提高了氨氮和总氮的去除率．PAC—SBR工艺相比SBR工艺来说总磷的去除率较高，这是由于投加的PAC对磷有一定的吸附性能，同时微生物与PAC相互加强的作用也提高了氨氮的去除效率．
SVI和MISS、MLVSS是污泥沉降性能和污泥状况的主要参数．从结果可以看出，整个试验过程中PAC—SBR工艺的SVI均在低于100，而SBR工艺的SVI数次超过120，因此投加PAC可以有效降低污泥膨胀发生的可能性．PAC—SBR工艺的MISS和MLVSS指标均稍高于SBR工艺，但二者比值相差不大，没有出现污泥有机活性成分降低的不良现象，说明投加PAC并没有降低活性污泥中生物成分的比重．
2．3．2污泥状况分析
实验期间PAC—SBR工艺和SBR工艺均未出现明显的污泥膨胀等不良现象，但SBR池面泡沫现象仍比较重．对于投加PAC对泡沫现象改善作用的机理目前还没有定论，实验期间污泥指标参数如表3所示，
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3结论
1)传统的SBR工艺虽然以稳定性和可靠性优于其它活性污泥法，但仍不能完全适应负荷变化很大、含有一定毒害物质的小型工业废水处理场合，主要表现有污泥SVI升高、处理效果下降、泡沫问题等．
2)PAC对厌氧池出水的静态吸附实验结果表明，对COD的吸附在120～150rain达到平衡，吸附常数K和1／n分别为1．0×10和2．7938，初步确定PAC投加量为100mg／L．
3)PAC—SBR工艺对COD、BOD5、SS、NH3一N等污染指标的去除效果均优于SBR工艺，对比PAC—SBR工艺对COD。、BOD5去除效果的改善作用不同，在一定程度上可以说明微生物与PAC存在相互加强的关系是PAC—SBR工艺对有机物去除的改善作用机理．
4)投加PAC可以在不降低活性污泥中生物各参数均在曝气阶段反应成分比重的前提下，降低SVI，改善污泥沉淀性能．
5)PAC—SBR工艺由于简单易行、灵活有效，不需任何工程性改动，对于现有的SBR工艺是一种良好的改进方法．
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