水解酸化_MBBR处理乳品废水的工艺优化实验研究_黄丽坤

1—储水箱，2—水解反应器，3—进水蠕动泵，4—曝气管，5—MBBR反应器，6—曝气泵，7—流量计，8—沉淀池图1水解酸化－MBBR反应装置Fig．1Compoundhydrolyticacidification-MBBRdevice1．2实验用水的配制及污泥的培养驯化实验用水采用由完达山全脂乳粉人工配制而成的模拟废水，奶粉当量值为1．137∶1(1g奶粉约相当于1．37gCOD)，配水水质满足综合配水水质指标，如表1所示。为了维持水解系统内微生物具有良好的生长状态，需向系统内提供足量的氮磷元素，可以通过投加磷酸二氢钾和氯化铵实现，投加量根据微生物生长所需元素比值确定。表1综合配水水质指标Table1WaterqualityindexsCOD/(mg·L－1)NH4+－N/(mg·L－1)SS/(mg·L－1)TP/(mg·L－1)TN/(mg·L－1)pH温度/℃1500～250030～60160～2202～640～756．5～7．015～25本实验所需的污泥取自某乳品厂。水解污泥与好氧污泥分别取自水解酸化池和生物接触氧化池。水解酸化反应器启动阶段采用连续低负荷进水的方式，投加污泥量14g·L－1，培养驯化时污泥负荷逐渐增加让微生物逐步适应环境。MBBR反应器的启动阶段采取SBR的运行方式，先闷曝10h，而后沉淀2h，随后加入人工配制的模拟乳品废水，加入前要排除运行时的上清液。每天连续监测反应器出水水质，当COD、氨氮等指标变化并达到稳定时，将反应器串联起来组成完整的水解酸化－MBBR反应器运行。直至组合工艺出水达到排放标准即认为反应器启动完成。1．3分析方法分别测定各反应器在各阶段下进出水中COD和氨氮的浓度。其中氨氮的测定采用纳氏试剂比色法;图2曝气量对COD去除效果的影响Fig．2EffectofaerationontheremovalofCODCOD的测定采用重铬酸钾法。2结果与分析2．1曝气量对乳品废水处理效果的影响2．1．1曝气量对COD去除效果的影响为更好地研究曝气量对两反应器运行效果的影响，设置污泥回流比为150%、硝化液回流比为200%、HRT为10h，分别研究曝气量在0．2、0．4、0．6、0．8和1．0L·min－1时系统对COD的处理效果，结果如图2所示。在以上曝气量下，复合水解酸化－MBBR反应器对COD的去除率分别为90．1%、92．8%、93．4%、93．9%、93．1%，MBBR反应器对COD的去除率分别为85．2%、87．9%、89．3%、90．2%、·264·黑龙江大学自然科学学报第35卷88．4%，前者平均值高于后者4．5%。可以看出，组合工艺对COD的去除效果要优于单独的MBBR工艺。由图2可知，当曝气量由0．2L·min－1增加到0．6L·min－1时，组合工艺对COD的去除效果也逐步上升，去除率由90．1%上升至93．4%;当曝气量继续增加至0．8L·min－1时，上升幅度有所减缓，此时COD的去除率达到最大值93．9%，但随着曝气量的增加，COD去除率只增加了0．5%，说明0．6L·min－1后通过增加曝气量来提高COD去除率的效果已不明显;当曝气量超过0．8L·min－1后，系统对COD的去除效果明显下降。从以上分析可以看出，当曝气量处于0．4L·min－1以下时，废水中污染物浓度高，而溶解氧量不足，污染物的降解受到限制;曝气量达到0．6L·min－1时，满足了系统内微生物正常生长发育所需的溶解氧量，为系统内微生物提供了良好的环境，对COD去除率的升高起到促进作用;曝气量达到1．0L·min－1时，虽然加快了微生物降解有机物，但是受系统内营养物质的限制，过多的溶解氧导致系统内生物活性不高，进而使微生物降解污染物的能力下降，出现曝气量上升COD去除率反而下降的情况。图3曝气量对氨氮去除效果的影响Fig．3Effectofaerationontheremovalofammonianitrogen2．1．2曝气量对氨氮去除效果的影响在系统运行过程中，曝气量对氨氮去除效果的影响如图3所示。组合工艺对氨氮的去除率分别为71．5%、74．2%、80．7%、81．4%、80．3%，MBBR反应器对氨氮的去除率分别为75．3%、79．1%、84．6%、85．5%、84．5%，前者平均值低于后者4．2%。组合工艺对氨氮的去除效果低于单独的MBBR工艺，这是由于组合工艺废水通过水解酸化作用将其中的有机氮转化为氨氮，大分子的蛋白质被转化为小分子有机物，增加了后续处理的负荷。由图3可知，当曝气量由0．2L·min－1增加至0．4L·min－1时，组合工艺对氨氮去除效果的增幅不大。主要原因是此时系统内的溶解氧量较低，限制了硝化菌的生长代谢;当曝气量继续增加至0．6L·min－1时，溶解氧的浓度也逐步上升