SBR法降解有机物的规律及动力学分析_方茜

第1卷第5期2002年9月广州大学学报(自然科学版)JOURNALOFGUANGZHOUUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)Vol.1No.5Sept.2002文章编号:1671_4229(2002)05_0076_04SBR法降解有机物的规律及动力学分析方茜,张可方(广州大学土木工程学院,广东广州510405)摘要:介绍利用SBR法处理广州地区城市污水过程中有机物的降解规律.在好氧阶段的反应过程中,对有机物降解的动力学模式进行了深入分析,并确定了动力学参数.关键词:SBR法;城市污水;有机物降解;动力学中图分类号:X703文献标识码:A近年来,SBR法以城市污水为目标的研究和应用正在迅速开展.该法的一个显著特点就是有机物的降解相当于对时间的理想推流式过程,反应器中保持尽可能高的底物浓度,因此,其生化反应推动力大[1～3],效率高.本试验采用SBR法处理广州地区城市污水,研究其有机物降解规律及动力学模型.1实验装置及运行方式SBR反应器由有机玻璃制成,总容积47.4L,有效容积42.8L,采用空压机曝气,穿孔管布气,其流程见图1.1.水箱2.水泵3.空压机4.微机5.SBR反应器6.电磁阀7.空气流量计8.液体流量计9.电动搅拌器1.waterbox2.pump3.compressedaircontainer4.computer5.SBR6.electricvalve7.flowmeterofair8.flowmeterofliquid9.electricvibrator.图1SBR法工艺流程及反应装置图Fig.1FlowdiagramandreactorforSBR试验运行方式见表1.表1试验运行方式Table1Operationprocessofexperiment顺序反应过程停留时间/h进水(厌氧)反硝化、释放磷1.0曝气(好氧)降解有机物、硝化、吸收磷2.0～3.0沉淀悬浮物及污泥沉淀1.0排水排除处理后的污水0.52有机物降解规律2.1有机物降解与DO的关系SBR法在一个运行周期中,反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体的污水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化,在同一阶段可进行选择性控制.对于进水阶段,可按只进水不曝气(搅拌或不搅拌)的限制性曝气方式运行,也可以按照边进水边曝气的非限制性曝气方式运行.本试验的目的是要在降解有机物的同时,进行除磷脱氮,故选用限制性曝气方式.试验中采用瞬时进水,厌氧搅拌1h后再开始曝气的方式.连续监测了从进水到曝气结束过程中COD和DO的变化情况,具体变化情况见图2所示.由图2可以看出,有机物(COD)从进水到曝气开始的厌氧1h内有近30%左右的大幅度降解,而DO在此期间几乎保持在0～0.2mg·L-1左右.这说明:此期间的有机物降解并不是通过氧化分解去除收稿日期:2002-04-01基金项目:建设部2000年度科技计划(建科[2000]285);广州市建委1998年度科技计划项目(9818)作者简介:方茜(1973-),女,讲师;主要研究方向:污水处理.的.此阶段的有机物降解比较复杂,主要是与混合稀释、磷的释放需要碳源、反硝化消耗碳源和微生物吸附作用有关.对SBR法来说,每一次的进水都要与上一周期出水后的剩余混合液稀释.上一周期出水(COD)浓度越低,混合稀释作用就越大.同时,上一周期剩余的大量硝态氮在这段厌氧或缺氧条件下要进行反硝化消耗碳源.故反硝化作用越强,这段内有机物降解的就越多[4].另外,活性污泥本身具有的吸附和凝聚作用也会使水中悬浮和胶体性的有机物大量降低.原水中悬浮和胶体性有机物越多,这种作用就越强.总之,从进水到曝气开始这段静置时间有利于有机物的降低,可缩短有机物降解的时间,提高了反应器承受冲击负荷的能力.图2COD、DO变化规律曲线Fig.2DynamicsofCOD、DO注:图中从进水至曝气(0)之间时间为1h,为厌氧反应阶段.从图2还可以看出,曝气20～30min后,有机物就已降解到排放标准,这时DO升到1.0mg·L-1左右,在30～60min时,COD降解幅度已经下降,而DO上升的幅度就增加了.在曝气1h后,COD降解幅度已很小,曲线趋于平缓,DO上升趋势也逐渐平缓,最终保持在2.0mg·L-1以上.由COD、DO变化规律可得出,由于限制性曝气使降解时间缩短,在曝气0.5h左右,DO上升到1.0mg·L-1左右时,COD就可达到40mg·L-1以下.单纯从降解有机物的角度看,只需要曝气0.5h就可以,但如果要除磷脱氮则需要较长的曝气时间[5].2.2稳定运行条件下有机物的降解SBR的运行工况为进水(瞬时),静置(厌氧)1h,曝气2h,沉淀0.8h,排水0.5h,一周期为4.3h.由图3、图4可知,在稳定运行当中,进