水解_好氧移动床生物膜法处理乳制品废水的试验研究_关晓辉

东北电力学院学报第24卷第1期JournalOfNortheastChinaVol.24,No.12004年2月InstituteOfElectricPowerEngineeringFeb.,2004收稿日期:2003-11-27作者简介:关晓辉(1962-),男,东北电力学院应用化学系教授,从事物理化学及水处理方面的教学、研究工作.文章编号:1005-2992(2004)01-0015-05水解—好氧移动床生物膜法处理乳制品废水的试验研究关晓辉1,廖玉华1,尹荣2(1.东北电力学院应用化学系,吉林吉林132012;北华大学基础教学部,吉林吉林132011)摘要:自行设计、制作了悬浮填料移动床反应器,并以此进行乳制品废水水解酸化-两级好氧移动床生物膜法处理试验研究。研究结果表明:水解反应器填料填充率40%时,对悬浮性CODCr去除率为72.2%,BOD5/TCODCr值有所上升,废水可生化性提高;采用橡胶填料可使移动床反应器内有较大生物量,当填料填充率为40%时,氧的利用率为8.04%,是无填料时的3.9倍。在Q为3.5L/h,水解池进水CODCr为500～900mg/L、BOD5为300～650mg/L、NH3-N为20～60mg/L时,出水CODCr<100mg/L、BOD5<20mg/L、NH3-N<15mg/L。关键词:水解酸化;好氧移动床;生物膜反应器;乳制品废水;橡胶填料中图分类号:X703文献标识码:A牛奶加工过程中产生的废水含有高溶解性的有机物如蛋白质、脂肪和糖及清洗设备的酸碱等,废水呈乳黄色。废水储存一段时间后会产生大量乳白色浮渣,生化性能较好。乳制品废水的处理在国内外文献中报道较少,曾有挪威某乳品联合公司[1]一家牛奶厂运用好氧移动床生物膜法处理牛奶废水的研究报道,当进水CODCr容积负荷为12kg/m3·h时,CODCr的去除率可达85%。在此以水解一两级好氧移动床生物膜反应器串联工艺对某乳制品加工废水进行研究以探求乳制品废水处理新方法。1试验材料与方法1.1废水水质分析废水取自某乳制品厂生产排放口,水样呈乳黄色、浑浊。对新鲜水样进行水质分析[2],结果如表1所示。由表1可知,该废水CODCr、BOD5、NH3-N、悬浮物以及色度等都严重超标,废水可生化性较好。表1废水水质分析结果CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)全固(mg/L)溶解固体(mg/L)悬浮固体(mg/L)pH色度(倍)氨氮(mg/L)813～4228425～2264854～2225517～1532213～8254.38～11.82325～95020～601.2填料试验用填料为韩国SAMKWNG公司研制的橡胶填料,主要材料为废旧轮胎粉末,呈黑色柱状(直径4mm,长5～7mm)。其比表面积很大(4000～4500m2/m3),是一般填料的5～10倍,表面粗糙、质轻、松散容重小、孔隙率高,有很好的耐化学腐蚀性和耐磨性。DOI:10.19718/j.issn.1005-2992.2004.01.0041.3试验装置及处理工艺试验在自行研制的小型水解酸化-两级好氧移动床生物膜反应器(Hydrolysis-MovingBedBiofilm图1H-MBBR反应器示意图Reactor,H-MBBR)上进行,其主体材料为PVC。试验装置及处理工艺流程如图1和图2所示。其中调节池、水解池、MBBR1、MBBR2、颗粒分离器和二沉池容积分别为150L、22.5L、17L、17L、3L和50L。(1)调节池由于该废水的水质、水量随时间变化较大且间歇排放,设置调节池以调节水质、水量。(2)水解酸化池厌氧反应分为水解、酸化、酸性衰退、甲烷化四个阶段[3],水解酸化就是将反应控制在第二阶段之前,利用厌氧过程中的兼性酸化细菌把非溶物质水解为可溶解性物质,大分子降解为可生化小分子,提高可生化性,为后续处理创造条件。(3)移动床生物膜反应器在MBBR中借助流体(液体、气体)使表面生长着微生物的固体颗粒(生物颗粒)呈流化态,降解有机污染物。这种技术具有微生物活性高,容积负荷大、抗冲击能力强,传质效果好等优点[5]。试验采用两级MBBR(MBBR1+MBBR2)串联工艺。反应器底部设置砂芯曝气头,通过曝气供给微生物需要的氧和使填料在反应器中循环流动。反应器出水口设置拦截筛网防止填料流失。填料由于曝气作用在MBBR1与颗粒分离器之间循环流动,同时可以截留部分污泥。2结果与讨论2.1充氧能力实验曝气在移动床中的作用是使气、液、固三相充分接触,保证微生物有足够的氧进行物质代谢及使填料处于流化态。氧的供给是保证生化处理正常进行的主要因素,因此必须考察装置的供养能力和氧的利用率。用Na2SO3对自来水进行脱氧,使溶解氧(DO)接近于零的状态下曝气使DO升高并趋于饱和[6]。不同填料