超声波_SBR法处理焦化废水的研究_张子间

环保与资源利用超声波-SBR法处理焦化废水的研究张子间①(山东理工大学资源与环境工程学院,山东淄博255049)摘要:采用超声波-SBR工艺处理焦化废水,进水水质为COD1427mg·L-1,ρ(NH3-N)10mg·L-1时,超声波预处理2.5min,SBR曝气8h,搅拌3h,再曝气4h,沉降1.5h,出水COD68.2mg·L-1,ρ(NH3)-N51.2mg·L-1,去除率分别达到95.4%,75.6%。关键词:超声波;SBR;焦化废水中图分类号:X784文献标识码:A文章编号:1002-1116(2004)05-0047-03利用超声波处理水中的难降解有机污染物是近年发展起来的一项新型水处理技术。20世纪90年代初,国外一些学者开始研究超声降解水中有机污染物[1]。超声波技术具有简便、高效、无污染或少污染的特点,已受到国内外学者的关注,现在我国在这方面也开始进行了研究。并已有一些研究成果报道[2～5]。焦化废水是一种含有大量有毒有害物质的有机废水,主要污染物有酚、硫氰化合物、硫化物、氨、油及芳烃化合物等,目前使用的方法是用普通活性污泥法,但有关研究指出[6～8],这些化合物经12h曝气处理后的去除率不到20%。本实验先对焦化废水进行超声波预处理,提高废水的可生化性,给后续的SBR(SequencingBatchReactor,即序列批量式反应器)处理过程中微生物的代谢创造有利条件,提高处理过程的效率,有效去除各种污染物。1实验1.1废水来源实验用废水取自广州钢铁厂现有普通活性污泥法生物处理设施的调节池出水,该废水已经过除油、蒸氨处理,其COD为1427mg·L-1,BOD/COD为0.2、pH8.5左右,ρ(NH3-N)(氨氮)为200～320mg·L-1。1.2实验装置超声波-SBR组合工艺装置如图1所示。1—废水池;2—计量泵;3—超声波反应器;4—SBR反应器;5—搅拌机;6—曝气器图1实验装置工艺流程图实验采用中国科学院声学研究所研制的88-1型超声乳化、强化处理机。该机由超声电子发生器和T-1型压电超声换能器组成。声波频率为14～20kHz,电功率小于250W,声强为50～80W·cm-2。实验室小型实验容量为2000mL,反应在室温下进行。实验使用的SBR反应器是用有机玻璃制成,其直径为95mm,高度为1000mm,有效容积为30L。底部安装有圆盘微孔空气扩散板,压缩空气通过扩散板曝气,起充氧与混合搅拌作用。1.3工艺流程焦化废水由计量泵从废水槽抽出,从超声波反应器底部进入,预处理后的废水从顶部自流入SBR第32卷第5期2004年10月江苏化工JiangsuChemicalIndustryVol.32No.5Oct.2004①收稿日期:2004-06-28作者简介:张子间(1969-),男,山东即墨人,讲师,硕士,主要从事环境工程专业的教学与科研工作,研究方向为水处理新技术。电话:0533-2781805,E-mail:zhangzijian1116@163.com。反应器,净化水由反应装置侧面的出水口排出,后续实验过程中采用非限制性进水方式,即进水的同时开始曝气,搅拌器不动,搅拌时关闭曝气装置,沉淀及出水时关闭搅拌装置和曝气装置。1.4分析方法COD测量采用标准重铬酸钾法[9],NH3-N的测量采用钠氏试剂分光光度法,pH测定采用酸度计法。2结果与讨论2.1超声波预处理焦化废水2.1.1超声功率强度对处理效果的影响图2是在超声波处理时间为3min的条件下,超声强度对处理效果影响的实验结果。图2超声功率强度对处理效果的影响由图2可见,焦化废水的可生化性随超声功率强度的增大而迅速增加,这是因为声强高有利干有机污染物的降解,但功率也不可过高,因为声能太大,空化泡会形成屏蔽,使系统可利用的声场能量反而降低,降解速度下降。因此,本试验中超声波功率强度取9.21W·cm-2为宜。2.1.2处理时间对废水可生化性的影响在室温条件下,保持超声功率强度为9.21W·cm-2,考察处理时间对废水可生化性的影响,实验结果见图3。图3处理时间对废水可生化性的影响从图3可以看出,声波处理时间的增加,BOD/COD呈上升的趋势,当处理时间达到2.5min时,BOD/COD则稳定在4.5左右,考虑处理周期及成本,再延长处理时间效果并不理想。因此,选取超声处理时间2.5min是较为经济的方案。2.2后续SBR工艺实验结果实验用废水经超声波处理后作为SBR反应器实验用水。其COD为887mg·L-1,ρ(NH3-N)为205mg·L-1,BOD/COD为0.45左右。2.2.1不同曝气时间对去除效果的影响采样的实验条件为,废水曝气完成后继续搅拌3h,然后沉淀1.5h,排水0.5h,所得实验结果如图4所示。图4不同曝气时间对去除效果的影响由