高含盐量石油发酵工业废水处理研究_杨健

·工业给排水·高含盐量石油发酵工业废水处理研究杨健王士芬提要石油发酵工业废水中高含盐量对于生物处理有强抑制作用,本研究利用SBR活性污泥法对该类废水进行有机物降解试验,在废水中溶解性总固体浓度(TDS)50000mg/L～65000mg/L和CODCr浓度3000mg/L～6000mg/L范围内高含盐量对驯化后的耐盐活性污泥并无明显抑制作用,CODCr去除率稳定在90%以上,BOD5去除率稳定在95%以上,半速度常数Ks=340mg/L,最大比降解速度K=1.96d-1。驯化活性污泥以菌胶团和少量原生动物(裂口虫和漫游虫)为主,菌落形态相对较少。关键词驯化活性污泥含盐量生物降解抑制作用SBR反应器0引言近年来新兴的石油发酵工业排出的有机工业废水有时含有高浓度的无机盐类(主要为氯化钠和硫酸盐等)。由于有机废水通常采用诸如活性污泥法、生物滤池这样的生物处理工艺进行处理,因此废水中无机盐对好氧生物处理工艺性能的影响和抑制作用正越来越受到人们的关注。从水的角度看,废水中无机盐含量的高低直接影响水的活度,从而导致水的渗透压发生改变。废水处理微生物当水的活度适当时生长良好,活度过高会导致微生物细胞渗水过多破碎,过低则造成细胞内水份外渗造成失水而失去活性。废水中高浓度的无机盐对好氧生物处理系统的不利影响主要有以下几个方面[1～3]:表1石油烷烃二元酸混合废水水质指标项目CODCrBOD5TDSSO2-4Cl-Na+kTN含量范围/mg/L3000～60001650～330050000～6500020000～2500020000～2500010000～15000100～150(1)造成好氧生物处理系统有机物去除率下降;(2)导致生物膜或活性污泥结构松散,沉降性能恶化,处理系统出水悬浮物浓度增加;(3)导致活性污泥和生物膜的生物相及微生物种群比例发生重大变化,原生动物种类和数量大幅度减少甚至全部消失。另一方面,废水处理微生物对于水环境渗透压的适应能力有所不同,主要是由于不同微生物对于渗透压的调节能力以及微生物体内酶对渗透压变化幅度的适应能力不同所致。因此,通过活性污泥的驯化过程培养出具有良好有机物降解性能的耐盐微生物是对该类有机工业废水进行处理的重要前提。本研究所试验的石油烷烃发酵废水是化工行业在烷烃二元酸生产过程中排出的高盐度有机废水。该二元酸生产过程采用间歇式发酵工艺,反应器采用搅拌式发酵罐,其主要工艺设备有种子培养罐、发酵罐和分离精制装置组成。生产二元酸的主要原料有:石油烷烃、食盐、尿素、磷酸二氢钾、酵母粉、玉米粉、食糖等,其主要生产工艺及废水排放情况见图1。图1石油烷烃二元酸生产废水的产生1试验条件与方法1.1废水水质石油烷烃二元酸生产过程中各部分废水经中和预处理后的水质情况见表1。从表1可看出,该废水BOD5/CODCr比值在0.55左右,可生化性较好,并且其中主要为溶解性有机物,采用生物处理最为合理。但同时废水中含有高浓度给水排水Vol.25No.3199935DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.1999.03.012的溶解性无机盐,TDS高达50000mg/L～65000mg/L,其中硫酸盐高达20000mg/L～25000mg/L,采用厌氧生化处理受到严重抑制,甚至根本无法进行,因此本课题采用SBR活性污泥法对该废水进行好氧生物处理试验。1.2试验工艺高盐度有机废水生物降解试验在6.9L有机玻璃SBR反应器中进行,定时取样测试CODCr、BOD5、MLSS和MLVSS浓度。SBR反应器的运行按间歇曝气方式设计,即按照进水、曝气、沉淀、滗水、闲置的程序周期运行,间歇曝气有一系列曝气和闲置阶段组成(曝气3h,闲置2h)。SBR反应池的活性污泥交替处于缺氧和好氧状态,可充分利用兼性菌群和好氧菌群的共同生物降解作用,具有广谱和高效的净水效果,有利于成分复杂的有机废水的处理。SBR反应池还可以根据进水负荷的高低调整反应的次数和时间,耐冲击负荷性能好,同时还可大幅度降低运行能耗。经生化处理后废水利用SBR反应池本身进行泥水分离,上清液作为出水滗出。1.3试验工况试验按3种不同的有机负荷工况进行,其主要工艺参数见表2。表2各试验工况参数工况序号废水流量/L/d有机负荷/kgBOD5/(kgVSS·d)进水浓度/mg/LCODCrBOD5TDSA6.90.10～0.251000～2500550～13756000～30000B6.90.25～0.402500～40001375～220030000～40000C6.90.40～0.554000～55002200～302540000～65000表3各生物处理工况试验结果工况序号水样编号BOD5进水/mg/L出水/mg/L去除率/%去除负荷/kg/(kg·d)CODCr进水/mg/L