水解酸化二级SBR气浮工艺处理酱油废水研究
水解酸化二级SBR气浮工艺处理酱油废水研究
1 前言
根据酱油酿造工艺和产品种类的不同,各种酱油废水的有机物和色度有较大的差异。以高盐液态发酵为例,生抽酱油废水的色度平均为300~500倍,老抽酱油废水的色度则高达200~300万倍。对于生抽和老抽酱油产量较为均衡的酱油厂,进入污水处理站的酱油废水CODCr在3000mgΠL以上,色度将达到500~1000倍。酱油废水处理工艺必须具备CODCr97%、色度90%以上的稳定去除率才能保证废水处理后达到国家一级排放标准。酱油生产厂产品种类复杂,而且是以销定产的生产方式,因此所产生的废水水质波动性极大,冲击性负荷极高。
针对酱油废水的特点,实地调研了多处酱油废水处理流程,在总结“气浮-厌氧-生物接触氧化2砂滤”、“预曝调节-二段AO2沉淀”等处理工艺经验教训的基础上,完成了“调节-初沉-水解酸化-二级SBR-气浮”酱油废水处理工艺的设计,并应用于广东开平、番禺等处。
本研究依托“调节-初沉-水解酸化-二级SBR-气浮”实际酱油废水处理工程,考察水解酸化、SBR等处理单元中污泥驯化条件及CODCr、色度等的降解规律,重点研究SBR单元中pH、SVI、生物相等变化与出水水质的关系,探讨SBR污泥膨胀的原因及有效的控制手段。
2 废水水质及工艺流程
以广东某酱油厂的综合废水为研究对象,其CODCr值平均为3000mgΠL,色度约500倍。以实际投入运行的酱油废水处理流程为研究对象,其工艺流程如图1。
两级SBR串联的运行方式及周期为:一级SBR进水→曝气415~5h→沉淀2h→排水至二级SBR→曝气415h→沉淀2h→排水。
3 结果与讨论
3.1 污泥的培养与驯化
3.1.1 水解酸化池挂膜方法
水解酸化池不采用接种污泥,直接利用原污水进行挂膜,在培养驯化过程中逐渐增加酱油废水的负荷,直至满负荷为止。经过1个月的培养和驯化,观察填料上挂有5cm厚的生物膜,表面粘稠,说明挂膜工作已完成。
实践表明只要控制适当水力停留时间,不需接种消化污泥,即可在短时间内完成水解池的启动。
3.1.2 SBR池污泥的培养驯化与生物相研究
由于酱油废水的营养比例适宜,污泥驯化过程中不需要加入其他的营养物质。先在SBR池中注入1Π3池清水,投入种泥(来自于腐乳厂SBR工艺中的剩余污泥),补充酱油废水至预定水位,连续鼓风曝气,当池内出现活性污泥絮凝体时,停止曝气,静止澄清后,排放池内上清液至预定水位,再投入相同量的酱油废水,进入下1个周期的运行。按照逐渐提高反应池有机负荷的原则,逐步增加各周期的废水投加量,直至满负荷为止。半个月的检测结果如图2。
由图2可以看出,在最初的一段时间,污泥30min的沉降比始终在3%左右,增长十分缓慢,可能由于投入的营养物质比较少,导致一部分污泥发生内源呼吸,为此增大SBR池进水量至40%,每天运行2个周期,每周期曝气5h。经过短暂的停滞期后污泥繁殖速度加快,半个月内SV30从5%增至20%,污泥浓度也从486mgΠL增至1342mgΠL。污泥呈黄褐色,结构致密,具有良好的沉降性,镜检发现菌胶团大而密实,丝状菌量很少,原生动物多且活跃,钟虫及累枝虫大量存在。处理后污水的上清液清澈透明,曝气池表面的泡沫很少。上述现象都表明SBR池的微生物相已经适应处理酱油废水,污泥的培养驯化完成。
SBR污泥中的生物相在整个驯化过程中变化复杂。在污泥驯化开始阶段,污泥中死泥较多,几乎无新生菌胶团和微型动物;随着驯化过程的继续,污泥中开始出现豆形虫、变形虫、肾形虫等,而且数量急剧上升,但污水处理效果仍然不好,出水混浊;当草履虫开始出现,数量不断上升时,水质开始好转,此时,豆形虫与变形虫等的数量减少,漫游虫和呈分枝状、块状和圆形的新生菌胶团开始大量出现,结构密实、呈淡黄色的菌胶团具有良好的沉降性;随着出水的不断好转,污泥驯化基本结束,此时钟虫开始出现,数量逐渐增多,草履虫等游泳型纤毛虫占居次要位置,生长旺盛的菌胶团为黄褐色,具有腥味;实践表明当有轮虫出现时,污泥驯化成功,出水水质良好,可以达到排放标准。
SBR中不断变化的生物相可以作为指示性微生物,指导污泥的驯化与培养过程。
3.2 有机物及色度的降解规律
3.2.1 水解池有机物变化规律
当水解酸化池稳定运行后,对其出水CODCr进行连续1个月的监测,结果如图3所示。
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