聚丙烯廢棄物填料SBBR工藝處理腌漬廢水最佳運行工況的研究

趙紅菲 楊路強 董微巍 王明建

摘要 [目的] 探索使用序批式生物膜反應器處理腌漬廢水的可行性。

[方法] 采用一次性聚丙烯廢棄物作為填料，應用序批式生物膜反應器（SBBR）工藝處理腌漬廢水，測定廢水中化學需氧量與鹽度的變化。

[結果] 序批式生物膜反應器在pH為7.1、溫度為25～30 ℃、有機負荷（CODCr）濃度為956 mg/L時，對腌漬廢水的化學需氧量和鹽度去除率均較高。[結論] 序批式生物膜反應器工藝簡單，管理方便，適合處理難降解工業廢水。

關鍵詞 序批式生物膜反應器； 聚丙烯廢棄物； 腌漬廢水

中圖分類號 S181.3 文獻標識碼

A 文章編號 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

隨著社會、經濟的發展與人口的不斷增長，我國水資源面臨著嚴峻的形勢。主要是包括兩個方面：一是水資源短缺；二是水污染。在水資源利用和管理方面也存在著許多問題：可利用的水資源量占水資源總量的比重小，對水資源的綜合利用不夠，地下水開采過量，水的浪費問題也十分突出，特別是北方水資源嚴重不足，水污染現象普遍較嚴重^[1]。其中腌漬廢水含鹽量、N、P和化學需氧量（COD）的值較高，治理起來非常困難，直接排放不僅會造成水環境的污染而且可以導致土壤鹽堿化。

咸菜在中國歷史文化發展中起著重要的作用。但是，

在腌、泡制食品加工過程中，若將廢水排放到環境中，會對水環境產生重大的危害。因此廢水需要在工業企業內的污水處理站進行單獨處理，以減少排放甚至達到零排放^[2-3]。含鹽廢水處理技術主要包括物化法和生化法，前者如電解法、膜分離法、焚燒或深井灌注等成本高、控制難，處理不當常常會引入新的污染物質，所以較難應用到實踐^[4]。

該研究介紹了具有廣闊應用前景的膜SBBR工藝處理腌漬廢水，該工藝簡單，成本費用低廉，適用處理中小型腌漬企業排放腌漬廢水，并對各種技術的研究重點及含鹽廢水治理技術的發展趨勢進行了初步展望，以期為腌漬企業處理腌漬廢水條件控制提供參考^[5]。

1 材料與方法

1.1 膜材料的選擇

試驗選擇的膜材料是校園食堂內廢棄的聚丙烯材質的奶茶杯子。將奶茶杯子剪成0.5 cm寬的條狀，洗干凈后裝置在有機玻璃反應器內，作為微生物的掛膜載體。

1.2 試驗用水

試驗所檢測的腌漬廢水取自延吉市某咸菜廠，經水質檢測，發現其水質變化范圍中pH為4.0～12.0，鹽度為2%～3%，COD為330～1 200 mg/L，SS為45～148 mg/L。

1.3 污泥馴化

試驗污泥取自延吉市白石凈水廠，取來后的污泥在實驗室好氧污泥馴化反應器內悶曝24 h，污泥呈黃褐色，鏡檢微生物有輪蟲、楯纖蟲、纖毛蟲、鐘蟲、草履蟲、豆形蟲等豐富生物相，污泥馴化階段進水周期為24 h，腌漬廢水以占生活污水10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的比例循序增加投入到反應器內對污泥進行馴化，化學需氧量處理效果達55%以上，處理腌漬廢水的活性污泥馴化成功。

1.4 試驗裝置

SBBR工藝主要包括進水、反應（曝氣）、沉淀、出水及閑置等5個階段。這5個階段按照一定的時間順序間歇進行，完成這5個階段的時間成為該工藝的一個周期，在一個周期內該工藝完成對腌漬廢水好氧、厭氧交替處理^[6]。試驗工藝流程圖如圖1所示。

1.5 生物膜掛膜

將馴化好的污泥，用80目的試驗篩篩過后，篩下菌泥投入到加有聚丙烯的反應器內，投入量為該容器體積的1/3左右，進水周期為24 h，曝氣時間為8 h，其微生物掛膜反應，落菌時間為16 h，15 d后掛膜成功。

2 結果與分析

2.1 不同pH條件下SBBR工藝對腌漬廢水的處理效果

由于腌漬廢水鹽度比較大，會影響微生物生存，同時不同的pH也會對微生物生長有影響，所以，對pH檢測是比較重要的。該試驗分別在9個反應器內運行，在9個不同pH工況下運行，1#～9#反應器內進水pH分別從4.0至12.0，運行工況6個周期后出水指標取平均值，進水水質為化學需氧量CODCr 350 mg/L、鹽度2.7%、濁度SS 39，溫度室溫。分別對腌漬廢水化學需氧量和鹽度變化進行檢測，檢測結果如圖2、圖3所示。

由圖2與圖3可見，在不同pH條件下，腌漬廢水的處理效果不同，主要是因為pH是影響微生物生長繁殖的一個重要因素，當pH太低或者太高時對微生物生長不利。進水廢水pH在4.0～12.0范圍內調節，其鹽度去除率在41.1%～76.3%之間變化，pH在7.1時鹽度處理效果最好，去除率為76.2%；化學需氧量（CODCr）在48.2%～88.0%之間變化，當pH在7.1時處理效果最好，為88%。綜合考慮該工藝處理印染廢水在pH為7.1時較為合適，鹽度和化學需氧量去除效果最好。

2.2 不同溫度條件下SBBR工藝對腌漬廢水的處理效果

對于溫度，主要考察與室溫條件相差不大的溫度條件，在實際操作中，生產工藝的選擇和季節氣候的變化都影響廢水的溫度，所以該工藝試驗檢測溫度的范圍在15～35 ℃之間設定，1#、2#、3#、3#、4#、5#反應器溫度分別控制在15、20、25、30、35 ℃，進水水質為化學需氧量CODCr350 mg/L、鹽度2.7%、濁度SS 39，pH 7.0。采用魚族加熱棒調節反應器內溫度，所檢測主要指標變化結果如圖4、5所示。

由圖4、5可以看出，溫度越高廢水處理效果越好。這是因為溫度影響微生物的代謝和生長，溫度在25～30 ℃時微生物的活性高，廢水處理效果最好，鹽度最高的去除率可達71%，化學需氧量CODCr最高去除率可達89%。

2.3 不同進水COD負荷條件下SBBR工藝對腌漬廢水的處理效果

為了提高SBBR工藝的抗沖擊負荷能力，所以需確定最佳有機負荷。有機負荷是生活處理重要的參數之一，其對污泥的活性及污染物的有效降解有著重要的影響，提高有機負荷有利于微生物的快速增長和有機物的快速降解，也可減小反應器容積，減少處理費用及占地面積^[6]。工藝試驗檢測CODCr的范圍在350～1 200 mg/L之間設定，工藝在室內溫度條件下，pH為7.0條件下運行，1#、2#、3#、3#、4#、5#內CODCr量分別控制為350、520、712、956、1 184 mg/L，每一工況運行6個周期出水取平均值，所檢測主要指標的結果如圖6所示。

由圖6可以看出，CODCr的負荷對CODCr去除率有較大影響，有機負荷過高或過低都不利于CODCr去除率的提高。當有機負荷為956 mg/L時處理效率最高，為89%，有機負荷過低，微生物營養成分不足，微生物活性受到影響，而有機物負荷過高，有機物降解不完全，影響出水水質，最佳控制負荷為956 mg/L。