SBR工藝降解啤酒廢水COD實驗研究

溫丙奎，劉珊珊，楊鴻凱，馬苑紅，張豐如

(嘉應學院 化學與環境學院，廣東 梅州 514015)

中國是全球最大啤酒生產和消費國，生產啤酒過程中帶來較大的啤酒廢水處理問題[1-2]。啤酒廢水是一種中高濃度的有機廢水，其中還含有氮磷等污染物，排入外環境會造成水體污染并引起富營養化[3-4]。

本文針對廣東省某啤酒分裝廠的生產廢水，運用SBR工藝對其進行處理。實驗結果表明SBR工藝可把啤酒廢水中的CODCr從1200mg/L以上降至200mg/L以下，為啤酒廢水處理工程應用中提供借鑒和參考。

1 儀器和試劑

1.1 儀器

攪拌器，曝氣機，SBR反應池，1000mL容量瓶，500mL容量瓶，50mL酸式滴定管，錐形瓶，電爐，500mL全玻璃回流裝置。

1.2 試劑

重鉻酸鉀標準液(0.250mol/L)， 硫酸-硫酸銀溶液，濃硫酸，硫酸汞，六水合硫酸亞鐵銨標準液(0.100mol/L)，試亞鐵靈指示液。

啤酒廢水來自于珠江啤酒集團梅州分裝廠生產廢水。

2 實驗方法

2.1 COD測定原理

COD的測定方法根據國標GB11914-89化學需氧量的測定：在強酸性溶液中，準確加入過量的重鉻酸鉀標準溶液，加熱回流，將水中還原性物質(主要的是有機物)氧化，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴，根據所消耗的重鉻酸鉀標準溶液量計算水樣的COD，計算公式如下：

CODcr(O2，mg/L)=(V0-V1)×c×8×1000/V

式中：c——硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L);

V0——滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(mL)；

V1——滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(mL)；

V——水樣的體積(mL)；

8——氧(1/2O)摩爾質量(g/mol)。

2.2 SBR工藝流程

2.2.1 污泥的培養

從梅州市區內正常運行的污水處理廠中引進污泥進行接種，加入啤酒廢水和少量營養鹽(氯化鐵、硫酸鎂、氯化鈣、磷酸一氫鹽、磷酸二氫鹽)。投放量約為曝氣池有效容積的25%，啤酒廢水取自珠江啤酒集團梅州分裝廠廢水，在曝氣池內進行連續曝氣兩周，要及時適當地換掉上層清液和排放剩余污泥，以補充營養和排除代謝產物，調節pH值在7～8之間。然后進行連續進水，測定其沉降比、污泥濃度、進出水的pH值、CODCr值，觀察生物相。得到污泥初始沉降比為25%，活性污泥初始濃度(MLSS)為6.95 mg/L。

圖1 SBR工藝的操作流程圖

2.2.2 SBR法運行方式

在1000mL容量瓶中先加入300mL原始污泥。SBR工藝的運行過程歷時12h，大致可分為以下五個過程。

(1)進水期(0.5h)

把待處理的廢水引入到SBR反應器中，其體積為300mL，然后攪拌2h。

(2)反應期(10h)

反應期是在曝氣的條件下，好氧活性微生物對廢水中污染物吸附和降解的過程期。

(3)沉淀期(1h)

在好氧反應完畢后，一般需要進行泥水分離，利用本池經過沉淀期而獲得澄清的上清液作為出水，是SBR法的一個特點。

(4)排水排泥期(0.5h)

排水排泥期為緊接沉淀期的操作過程，在沉淀后獲得泥水分離，上層清液作為出水排放，下層污泥在污泥濃度過高或有除磷要求時則應排泥。

(5)閑置期

作為恢復微生物活性的階段而被設置，亦可在無進水的情況下作閑置用。

3 結果與討論

啤酒廢水進行處理，多個水樣的處理結果見表1。

表1 SBR法降解啤酒廢水COD結果

表1(續)

表1結果表明，啤酒廢水COD濃度均在1200mg/L以上，經過12h的SBR工藝處理以后，出水COD均小于200mg/L，最低可達到66mg/L，去除率可達到80%以上。

4 結論

SBR工藝啤酒廢水COD降解實驗工藝流程為進水―曝氣-靜沉-排水排泥。實驗中各個反應時段的分布為：進水0.5h，曝氣時間10h，靜沉時間1h，排水及排泥時間0.5h，處理周期總計12h。

啤酒廢水處理工藝進水CODcr值在1200mg/L以上，處理后的出水CODcr值均小于200mg/L，最低可達到66mg/L。SBR工藝可以把啤酒生產廢水中的CODCr值大幅度降低，取得了較好的處理效果，該工藝管理方便、運行成本低，符合實驗要求。