皂素生产废水处理方法比较研究_李庆新

皂素生产废水处理方法比较研究李庆新1，2，蔡鹤生1，张小卉3，樊福成4，何磊2（1.中国地质大学（武汉）环境学院，武汉430074；2.武汉工程大学环城学院，武汉430073；3.河北省环境保护开发服务中心，石家庄050051；4.湖北省郧西县环保局，郧西442000）摘要：皂素生产废水为难处理高浓度酸性含硫有机废水，目前常用处理工艺为UASB+SBR，但该工艺运行效果较差。文章对UASB＋SBR改进工艺进行了比较研究，结果表明：在UASB中加入适量铁屑和颗粒活性炭解除了SO42-的二次抑制，COD去除率比对照组UASB高2%～3%，出水水质COD一直稳定在1300mg/L左右，去除率在95%以上，出水无异味。UASB中污泥增长速率约为0.0686d-1，是仅加活性炭污泥增长速率（0.0197d-1）的3.48倍，可见加入铁屑后污泥增长速率改变明显。该改进UASB+SBR工艺的COD去除率高于对照组，出水COD维持在200mg/L以下，略带浅黄色（20倍左右），低于GB8978-1996《污水综合排放标准》原料药料二级排放标准值（300mg/L），SBR污泥增长速率为0.3083d-1，略高于对照组。关键词：皂素生产废水；UASB+SBR；改进；铁屑；活性炭中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1003-6504(2007)03-0061-03皂素是合成多种甾体激素类药物的重要原料,由黄姜经发酵、酸解、萃取等工序生产。生产过程中排放的废水中含有可溶性皂甙等有机物、酸、无机盐等物质[1],其废水具有酸性强、有机物浓度高（COD为3.0~4.0×104mg/L左右）、硫酸根(或氯离子)浓度高、色度大等特点,从而使得污水处理起来比较困难[2-3]。因此,迫切需要找到一种高效、低造价、低能耗的皂素废水处理工艺。皂素生产废水目前常用厌氧-好氧组合工艺,但由于废水中硫酸盐浓度过高，严重影响其处理的效果[4]。针对皂素生产废水的实际特点,选用了UASB+SBR组合工艺进行了2个月左右的动态连续流对比试验，找到了解除高浓度SO42-对厌氧过程的二次抑制的经济实用方法。该法缩短了废水处理系统的启动时间，提高了废水处理效果，降低了处理成本，具有潜在的商业价值。1材料和方法1.1试验材料及装置本实验用的酸性高浓度有机废水为黄姜皂素废水，用石灰中和后pH为7～7.5，COD为34400mg/L，SO42-约4730～4840mg/L。UASB及SBR反应器均用有机玻璃制成，其中UASB直径10cm，总高度100cm，有效容积6L，内设三相分离器。试验流程见图1。1.2试验方法本实验的接种污泥取自武汉市沙湖污水处理厂浓缩池剩余污泥。同时设置两套处理系统，其中一套为试验组，实验系统启动采用厌氧、好氧分别启动的方式，当UASB成功启动后厌氧出水直接进入好氧。UASB接种后反应器内污泥浓度为7.8g/L，静置一段时间后向试验组UASB内加入适量的活性碳颗粒和铁屑，进入培菌和驯化阶段。照实验装置UASB反应器除添加铁屑外，接种污泥浓度等均与上同。SBR接种后先进行驯化培养，当UASB启动完成后再接入污水处理系统，此时SBR反应器内污泥浓度为4.5g/L。在整个启动实验过程中温度为环境温度（2535℃），由于UASB中MLSS浓度较低，水力停留时间（HRT）保持2d；SBR的曝气时间为6h。1.3分析项目及方法COD采用重铬酸钾法测定；MLSS用重量法测定；pH值用pHS-25型pH计测定。2试验结果和分析2.1废水处理系统中UASB运行情况比较为便于计量和检测分析,UASB负荷提高采用进水流量恒定条件下,通过稀释中和后的皂素废水的方式实现，进水COD浓度逐渐升高，见图2。由于UASB接种污泥为生活污水处理厂曝气池剩余污泥，接种净置5d后开始进水；此时两组UASB装置内的活性污基金项目：科技部863基金项目（2004AA601050）；2003年湖北省环境保护重点科技项目作者简介：李庆新（1973-），男，讲师，在职博士生，从事环境微生物学和水污染控制工程方面的研究，（电话）027-87507303（电子信箱）LiQingXin@21cn.com。皂素生产废水处理方法比较研究李庆新，等61··DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2007.03.023第30卷第3期2007年3月环境科学与技术泥变黑，絮体解体，SV30高达98.0%，沉降性能极差，在启动最初的前两天出水COD浓度反而超过进水。由于进水的淘洗作用，到第三天出水COD大幅降低，但SV30仍然很高，第4天后COD的去除率快速上升，但对照组COD去除率明显低于试验组，试验组出水COD浓度大大低于对照（见图2,图4）。张志扬等认为UASB厌氧进水COD容积负荷达到2.5kg/(