污水处理技术：SBR法处理缫丝废水

摘要:研究了三种 SBR 运行模式(常规 SBR 法，活性炭 SBR 法，生物膜 SBR 法)对缫废水的处理效果，考察了不同运行周期对处理效果的影响。结果显示，活性炭 SBR 法优于其它 两种模式，其次是生物膜 SBR 法。并确定了三种运行模式各自的适宜运行周期。

引言：缫丝业废水主要由煮茧、立缫(缫丝和复摇)和副产品加工(汰头)三部分废水组成，其中煮茧、立缫废水为连续式排放，副产品加工废水为间隙性排放。各工段废水水质及水量差别非常大，具体如下：   

⑴ 立缫废水水量大,有机物浓度较低。目前多采用立缫机立缫,使得这部分废水还不能达标排放。

⑵ 煮茧废水水量也较大,有机物浓度较高,是丝厂废水的重要组成部分,在其排放之前必须经过处理。

⑶ 副产品加工废水水量小,有机物浓度非常高,是缫丝厂的主要污染源。

缫丝废水是一种含N、P高的无毒有机废水,其主要成分为丝胶和蚕蛹蛋白,若直接排入河道,会使河道短时间内迅速富营养化,导致河道变黑变臭。因此丝厂废水的有效处理对改善农村生态环境,实现农村生态环境的良性循环有十分重要的意义。SBR 法(Sequencing Batch  Reactor) 是一种工艺简单，运行方式灵活，耐冲击负荷，不易污泥膨 胀的生物处理工艺。自从 70 年代Irvine R 开发研究以来，受到国内外的广泛关注。如今，SBR 法 己在城市污水、啤酒、制药、造纸等工业废水处理工程中得到应用。本实验用 SBR 法处理结在丝废水，考察了较高入流 COD 负荷下，常规 SBR 法、活性碳 SBR 法(PAC-SBR: Powder Active  Car- bon-SBR) 及生物膜SBR法(BSBR:Biofilm-SBR)等不同运行模式对 COD 的处理效果，以及曝气时间，沉降时间等条件对去除率的影响，为维丝废水的处理提供科学依据。

1实验部分

1. 1  废水水质

    废水取自杭州某缭丝厂，呈淡黄色浊状。 pH值为 7.0~8.5，COD 浓度为 5000~10000 mg/L。                                                            

1. 2  实验装置

    实验所用的反应器为玻璃制成，有效容积为 4L。采用空压机供氧，由烧结砂芯释放。

1. 3  击性污泥的驯化

    本实验活性污泥取自杭州|农药厂，将结在丝废水稀释使其 COD 在 1 000~2 000  mg/L 之间，加 入活性污泥池进行曝气驯化。每日弃去一定量上清液，加入等量的稀释废水和适量营养液。驯化 一个月后，污泥体积增加了约 20% 。检测活性污泥性能，发现污泥沉降性能良好，沉降速度快， COD 去除率达68.5% 。至此可视为驯化结束。

2 实验结果与讨论

    SBR 法的运行周期定为 24 h，其运行过程包括进水、反应、沉淀、排水(排泥)及必要的闲置等 五个阶段。进水COD控制在2000 mg/L 左右，进水时间 0.5 h( 限制性曝气)，排水时间 0.5 h，考察曝气时间和沉淀时间变化而决定的不同运行周期对处理效果的影响。

2.1常规SBR法

     由图 1 可知，随曝气时间增加，COD 去除率也增加，而且，在不同沉降时间下，其增加趋势基本 一致，说明曝气时间是影响COD 去除率的重要因素:在相同曝气时间下， COD 去除率均随沉降时间的增加而增加，但增加幅度不大。COD去除率最高可达 72.5% ，出水 COD 为 528.8 mg/L。考 虑到动力费用，常规 SBR 法曝气时间、沉降时间分别定为 16 h、 3 h，此时的 COD 去除率为 66.3% ， 出水 COD 为 585.5 mg/L。

2.2   活性碳SBR 法

由图 2 可以看出，COD 去除率随着曝气时间增加而增加，最高可达 74.2% ，出水 COD 为 439. 8 mg/L。当曝气时间为 16 h 时， COD 去除率己达较高水平，再延长曝气时间，COD 去除率的增加趋势变绥，从节能角度考虑，曝气时间以 16 h 为直。沉降时间的影响并不显著，在曝气时间相同情况下，沉降时间增加，COD去除率稍有增加，适宜值为 4 h。此时 COD 去除率为70.4% ，出水COD为510.6 mg/L。

2.3生物膜SBR法

图 3 结果显示，随曝气时间的增加，COD 去除率增加:而随沉降时间的增加，COD 去除率有所增加，但并不明显。由于生物膜 SBR 法对氧的利用率较高，因此可在以下条件运行:曝气 18h、沉 降 5 h，此时出水 COD 为 504.5 mg/L 达 COD 去除率最高值73.3% 。

2.4三种SBR运行模式比较

图 4 中，从总的趋势来看，相同条件下，活性碳 SBR 法的处理效果优于其它两种模式，其次是生物膜SBR 法。原因分析如下: 在 SBR 生物反应器中投入粉末活性碳(PAC)后，在进水段活性碳的吸附作用，使混合液中有毒难降解污染物浓度减少，减轻对生物的抑制作用。而在反应阶段 PAC 表面是高浓度基质、高浓度氧和高浓度污泥三相共存体系，为生化反应创造了优越条件。而在沉降阶段，PAC 使得系统污泥的沉降性能、压密性得到了改善 。实验过程中，可观察到活性碳 SBR 法耐负荷冲击力强，污泥沉降速度较快，出水水质稳定。整个实验中未发生污泥膨胀和污泥厌氧腐败现象。 在 SBR 反应器中投加软性填料，活性污泥附着其上生长，形成生物膜，其中有丰富的高活性生物相。由于填料的剪切作用，提高了氧的溶解传递效率，而膜的吸附作用，可以便有机物浓度梯度降低，具有较强的耐冲击负荷能力。通过调节运行时间和进水负荷，极易在生物膜外层的好氧(缺氧)菌和内层(厌氧)菌之间达成营养平衡，从而使剩余污泥量最少。验过程中几乎未泥。

3   结论

(1)在实验考察的三种 SBR 运行模式中，曝气时间是影响 COD 去除率的重要因素，曝气时间增加，  COD 去除率随之增加:沉降时间增加，COD 去除率也有所增加，但并不显著。

 (2) 在实验考察范围内，常规 SBR 法 COD 去除率最高可达 72.5% ，适宜的运行周期为:进水0.5 h，曝气 16 h，沉降 3 h，排水 0.5 h，闲置 4 h; 活性炭SBR 法 COD 去除率最高达74.2% ，适宜运行周期为:进水 0.5 h，曝气 16 h，沉降 4 h，排水 0.5 h，闲置 3 h; 生物膜SBR 法 COD 去除率最高达73.3% ，适宜运行周期为进水 0.5 h，曝气 18 h，沉降 5 h，排水 0.5 h。

 (3)三种 SBR 运行模式均有一定的耐冲击负荷能力，可以处理较高浓度的操丝废水，污泥不易发生膨胀，运行稳定。三者之间比较而言，活性炭 SBR 法的处理效果优于其它两种运行模式，其次是生物膜SBR 法。

(4 )从三种 SBR 法的处理效果曲线图可看出，实验所考察的最大曝气时间下，COD 去除率仍有增加趋势，因此若继续增加曝气时间，并优化其它实验条件，出水COD将进一步降低，可望达标排放。

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