提高工業(yè)污水COD處理效率

胡凱(南通醋酸化工股份有限公司，江蘇 南通 226000)

0 引言

水是人類生活的根本，也是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。由于我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，使得工業(yè)得到了快速的發(fā)展，伴隨的工業(yè)廢水排放及處理問(wèn)題也愈發(fā)緊促。由于工業(yè)廢水的排放量較大，加上廢水中含有的有毒物質(zhì)較多，因此，工業(yè)廢水的排放，必須先經(jīng)過(guò)處理達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行排放，即可以在污水處理廠進(jìn)行處理。如果未經(jīng)允許私自排放污水，會(huì)造成環(huán)境污染，尤其是會(huì)加重水污染。通常情況下，在污水處理廠進(jìn)行廢水處理的過(guò)程，通過(guò)指示器來(lái)檢測(cè)廢水是否達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)即可。而廢水中化學(xué)需氧量的測(cè)量，就是檢測(cè)廢水達(dá)標(biāo)率的主要手段之一。

1 化學(xué)需氧量的概念和原理

由于各種有機(jī)物質(zhì)的作用，使得強(qiáng)氧化劑在處理污水樣品的過(guò)程中，會(huì)一定程度的降低水的性能。同時(shí)，還會(huì)消耗一定的氧氣，而這個(gè)過(guò)程中需要的氧氣量就是化學(xué)需氧量。化學(xué)含氧量可以反映出水污染的程度，兩者呈現(xiàn)正比例關(guān)系，即化學(xué)需氧量越高，水污染的程度就越深。氧化劑以及還原性物質(zhì)的不同，也會(huì)影響COD的測(cè)量值。因此，應(yīng)結(jié)合廢水的實(shí)際情況以及測(cè)量目標(biāo)，恰當(dāng)?shù)倪x擇氧化劑。目前使用較為廣泛的氧化劑分別是：高錳酸鉀、重鉻酸鉀，二者構(gòu)成不同，又有優(yōu)勢(shì)。

2 活性污泥對(duì)工業(yè)污水COD處理效率的影響

2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

主要實(shí)驗(yàn)儀器包括：COD測(cè)速儀、電動(dòng)攪拌器以及燒杯和取樣筒。

2.2 實(shí)驗(yàn)用水與測(cè)定方法

本次實(shí)驗(yàn)所用的污水，是來(lái)自天津的某石化工廠的污水處理廠。其中，COD的測(cè)定采用的是速測(cè)儀以及SS測(cè)定，從兩方面著手進(jìn)行重量測(cè)定。所以采用的是旋流沉砂池進(jìn)水，同時(shí)，其配置為泥水混合液，并將其攪拌好曝氣之后才使用。在其吸附一定時(shí)間之后，將其沉淀，最后測(cè)定其清液中的COD。

2.3 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果及其分析

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是活性泥吸附COD的原理就是，利用水中的微生物進(jìn)行吸附，然后，通過(guò)一定的環(huán)節(jié)處理來(lái)剔除COD。值得注意的是，剩余污泥的添加量會(huì)影響COD的去除效果，所以，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)加入不同濃度的污泥，分別進(jìn)行曝氣，曝氣的時(shí)間為15分鐘，并且進(jìn)行30分鐘的沉淀，最后在測(cè)量其清液中的COD。

不同的助凝劑對(duì)其水中COD的吸附效果是不同的，具體結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 助凝劑對(duì)其污泥吸附COD的效果

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，泥水的接觸時(shí)間對(duì)活性污泥的吸附效果也有一定的影響，通常，以25分鐘為界限，在25分鐘之內(nèi)，吸附效果會(huì)提升，但是超出時(shí)間線之后，其吸附效果會(huì)持續(xù)性的下降。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因之一是，曝氣的時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致污泥出現(xiàn)絮散的現(xiàn)象，因此，COD的含量增加。或者是泥水的接觸時(shí)間較長(zhǎng)，使得已經(jīng)吸附的COD又被釋放出來(lái)。因此，實(shí)驗(yàn)隨后得出的結(jié)論是，泥水接觸的最佳時(shí)間為25分鐘及其以內(nèi)。

3 高效COD降解工業(yè)污水實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

實(shí)驗(yàn)廢水取自天津某石化廠，其pH為6.8，COD為1480mg/L。

實(shí)驗(yàn)選擇的活性污泥均來(lái)自天津某石化廠的污水處理廠，在實(shí)驗(yàn)之間，沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工處理。

本次實(shí)驗(yàn)中所采用的高效COD降解菌是來(lái)自天津化工研究設(shè)計(jì)院，其有效菌種數(shù)量可以達(dá)到109cfu/mL。

實(shí)驗(yàn)采用兩組生物反應(yīng)器(見(jiàn)圖1)，反應(yīng)器的體積均為SL，此外，實(shí)驗(yàn)采用的運(yùn)行方式為序批式。每個(gè)實(shí)驗(yàn)周期由4個(gè)子環(huán)節(jié)構(gòu)成，即進(jìn)水—反應(yīng)--沉淀--出水。其中，對(duì)照組采用的是常規(guī)的活性污泥；實(shí)驗(yàn)組則是在常規(guī)活性污泥的基礎(chǔ)上，添加一定含量的高效COD降解菌，其余的實(shí)驗(yàn)條件保持一致。

圖1 實(shí)驗(yàn)用反應(yīng)器示意

3.2 分析方法

實(shí)驗(yàn)中的COD含量的測(cè)定，選擇分光光度法；pH值的測(cè)定使用梅特勒便攜式酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定；污泥濃度依舊采用重量法進(jìn)行測(cè)定；溶解氧的測(cè)定，選擇的是哈希便攜式溶解氧測(cè)定儀。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

啟動(dòng)兩組生物反應(yīng)器，同時(shí)，添加石化廢水，廢水中的COD控制為1000mg/L。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的初始污泥質(zhì)量濃度分別為2.73g/L和2.71g/L。值得注意的是，兩組的反應(yīng)器曝氣量應(yīng)保持一致，即其溶解氧的含量要保持在2.3mg/L。在24小時(shí)的運(yùn)行周期中，要保證有22小時(shí)的反應(yīng)時(shí)間，然后剩余時(shí)間為進(jìn)水—沉淀—出水三環(huán)節(jié)的耗時(shí)。如圖2所示，是連續(xù)運(yùn)行18個(gè)周期之后COD的去除率情況。

圖2 對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組反應(yīng)器啟動(dòng)及COD去除率比較

對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組反應(yīng)器啟動(dòng)及COD去除率比較(見(jiàn)圖2)，雖然第9-13周期向?qū)嶒?yàn)組持續(xù)添加了高效COD去除菌，但是結(jié)果表明，COD的去除率并沒(méi)有明顯的增加；在第14-18期停止向?qū)嶒?yàn)組增加高效COD去除菌，但是，該周期階段的去除率也沒(méi)有出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，即反應(yīng)器的停留時(shí)間和進(jìn)水、沉淀、出水以及進(jìn)水COD的含量保持不變。在兩組的COD去除率達(dá)到圖2的效果之后，將進(jìn)水COD由原來(lái)的1000mg/L提升到1200mg/L，并且，連續(xù)運(yùn)行24個(gè)周期，最后考察高效COD降解菌對(duì)進(jìn)水沖擊的耐受情況。高效COD降解菌對(duì)進(jìn)水沖擊的耐受情況(見(jiàn)圖3)，圖中顯示前3個(gè)周期為置換期；第4-9周期為新負(fù)荷狀態(tài)下的兩組反應(yīng)器的穩(wěn)定器；接著是第10-20周期，對(duì)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行添加高效COD降解菌；到第20-24周期，是實(shí)驗(yàn)組在添加高效COD降解菌之后的運(yùn)行穩(wěn)定期。

圖3 高效COD降解菌對(duì)進(jìn)水沖擊的耐受情況

如圖3所示，是高效COD降解菌對(duì)進(jìn)水沖擊的耐受情況，從圖中可以看出，在COD負(fù)荷200/mg時(shí)，實(shí)驗(yàn)組由于添加了高效COD降解菌，因此，其污染物的去除率有所下降，但是下降幅度較小，為3%；對(duì)照組的去除率下降幅度較大，為實(shí)驗(yàn)組的2倍，下降幅度為6%。由此可以看出，在添加高效COD降解菌之后，在一定程度上可以抵抗進(jìn)水沖擊性。

(1)由上述實(shí)驗(yàn)可知，對(duì)于工業(yè)廢水COD處理，在添加高效降解菌之后，污泥吸附COD的效率可以提高到12%～14%。

(2)在保持相同處理效果情況下，向常規(guī)污泥系統(tǒng)中投加高效COD降解菌可縮短停留時(shí)間，進(jìn)而增加處理水量。

(3)通過(guò)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在保持同等實(shí)驗(yàn)條件的前提下，通過(guò)向?qū)嶒?yàn)組添加一定量的高效COD降解菌，可以縮短停留時(shí)間，從而增加處理水量。此外，當(dāng)進(jìn)水負(fù)提高20%時(shí)，普通的活性泥吸附能力下降6%左右，而添加過(guò)高效COD降解菌的實(shí)驗(yàn)組，其污染物去除率僅下降3%左右，因此，投加高效COD降解菌可增強(qiáng)系統(tǒng)的抗沖擊性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水的排量大幅度的增加，因此，加強(qiáng)廢水檢測(cè)便在廢水處理領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用，在經(jīng)過(guò)處理之后，有利于促進(jìn)廢水質(zhì)量的達(dá)標(biāo)排放。在廢水的檢測(cè)和處理過(guò)程中，應(yīng)積極創(chuàng)新現(xiàn)有的檢測(cè)和處理方法，使廢水檢測(cè)在工業(yè)廢水處理中發(fā)揮著更加重要的作用。