采用厌氧序批间歇式反应器处理屠宰废水试验研究

第18卷第6期

2002年11月

农业工程学报

T r ansactions of the CSA E

V ol.18　N o.6

No v.　2002采用厌氧序批间歇式反应器处理屠宰废水试验研究

张文艺

(安徽工业大学)

摘　要:厌氧序批间歇式反应器(A SBR)是一种新型的厌氧反应器。应用这一工艺进行屠宰废水的处理试验。考察了A SBR 工艺的运行方式、搅拌反应时间、温度、污泥负荷等对CO D cr的去除效果。结果表明,搅拌方式、温度、反应时间对ASBR处理效果影响较大,当进水COD c r为1100～3000m g/L,反应时间24h,去除率可达75%以上。A SBR处理屠宰废水的适宜条件是:采用间歇搅拌SV30=35%～46%,温度25～35℃,反应时间24h,污泥负荷0.2～0.5kg/(kg M L SS.d)。

关键词:厌氧序批间歇式反应器(A SBR);屠宰废水;CO D cr

中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2002)03-0127-04

收稿日期:2001-11-20

基金项目:安徽省教育厅自然科学基金资助项目(2002KJ035,

2002KJ050)

作者简介:张文艺(1968-),男,硕士,安徽工业大学中青年教学科

研骨干教师,主要研究方向:水污染治理工程,已发表学术论文21

篇。马鞍山市安徽农业大学化工与环境工程学院,243002。E-mail:

pacw w ww xyz@s https://www.360docs.net/doc/0e18533201.html,

1　ASBR反应器概述

厌氧序批间歇式反应器ASBR(Anaerobic

Sequencing Batch Reactor)是20世纪90年代初由美国

的Richar d R.Dague教授在“厌氧活性污泥法”研究基

础上,提出并发展的一种新型高效厌氧反应器。该工艺

能使活性污泥在反应器内的停留时间(SRT)延长,污泥

浓度大为增加,从而大大提高了厌氧反应器的负荷和处

理效率,从而使废水在反应器内停留时间(HRT)缩短,

反应器容积得以缩小,有利于厌氧技术用于工业化的废

水处理[7]。其主要运行模式如图1所示。

图1　A SBR工艺的运行模式(一个循环周期)

Fig.1　Cir culation mode of A SBR(a circulat ing cy cle)

1进水期:废水进入反应器,由生物气、液体再循环

搅拌或机械搅拌混匀,进水到预先满液线为止。o反应

期:通过厌氧反应使废水中的有机物转化为生物气

(CH4、CO2)而得以去除,厌氧反应所需要时间由以下参

数决定:基质特征及浓度、要求的出水水质、污泥浓度、

反应的环境温度等。?沉降期:停止搅拌,让活性污泥在

静止的条件下沉降,使固液分离。?排水期:固液分离完

成后,将上清液排出,反应器进入下一循环周期。由于废

水分批进入反应器,故在整个反应期间,反应器中的水

量、水位保持不变。

2　实验装置与方法

2.1　试验装置与运行

试验装置如图2所示。将采集的水样倒入集水池,

通过蠕动泵按设计流量q=50mL/min在给定时间(h

=1h)将3L污水注入反应器内(容积为5L),进水同

时用磁力搅拌器(或氮气)进行搅拌,沉淀后的上清液及

剩余污泥分别排至贮水槽和贮泥槽。为便于控制反应温

度,将反应器放入恒温箱中。

图2　试验装置示意图

Fig.2　Schematic diag ra m of the test unit

2.2　废水水质

实验废水均取自于马鞍山市某生猪屠宰场的污水

集水池排水口,其水质指标如下:

表1　废水水质指标

T able1　Q ualities of w astew ater

pH值

SS

/mg?L-1

氨氮

/mg?L-1

COD Cr

/mg?L-1

BOD5

/mg?L-1

6～7.5250～65047.82～298.941104～2816587～1043

6.8417173.381960738

2.3　分析方法

水质分析方法采用国家环保局编《水和废水监测分

析方法》(第3版)[5]。其中COD cr检测采用重铬酸钾法;

氨氮测定采用蒸馏-纳氏试剂比色法;pH值测定采用电

位法;M LSS测定采用重量法;SV30测定采用体积法。

2.4　污泥驯化

本次污泥驯化选用某污水处理厂厌氧污泥。为加快

127

污泥颗粒化进程,不定期向反器中加入少量聚铁。驯化23周后,污泥体积略有增加,沉降性能良好,基本颗粒化。当进水COD cr浓度为1217mg/L时,经28h搅拌反应,出水COD cr为372mg/L,去除率达69.4%,此时污泥驯化结束,表2为污泥驯化期间COD cr去除情况。

表2　污泥驯化期间CO D cr去除情况(部分) T able2　T est r esults o f CO D cr r emov al fo r cultiv atio n

and domestication of A SBR(par t)

检测日期进水COD cr/mg?L-1出水COD cr/m g?L-1去除率/% 2001-02-23112062444.29 2001-03-14138578143.61 2001-04-0911*******.84 2001-04-21121737269.4

3　实验结果与讨论

3.1　进水方式的选择

ASBR反应器的进水方式有两种:连续进水和集中进水。连续进水就是进水的同时开始搅拌,反应器始终处于反应状态(即进入反应期);集中进水则是将废水进入到预定水位以后再开始搅拌从而进入反应期。本试验采用集中进水方式。

3.2　搅拌方式的选择

废水进入反应期(即进入ASBR的反应阶段),根据M onod反应动力学原理,此时微生物代谢速度达到最大值。本阶段是有机物转化为生物气的关键步骤。其中最为关键的是反应器内活性污泥与废水之间的混合方式,即搅拌方式。为此,我们选择了4种搅拌方式,分别考察各种搅拌方式对有机污染物的去除能力。

第1种(连续搅拌):采用磁力搅拌器连续搅拌,使活性污泥与废水始终处于完全混合状态;

第2种(间歇搅拌):采用磁力搅拌器间歇式搅拌,每小时搅拌1次,每次3min;

第3种(人工搅拌):采用人工搅拌,每次搅拌1.5 min,每隔2m in搅拌1次;

第4种(氮气搅拌):通过氮气瓶连续向反应器内充入氮气进行搅拌。

各种搅拌方式对有机污染物的去除效果如表3所示。

表3　搅拌方式对去除效果的影响

T able3　Effects of ag itat ion o n r emo val rat es 序　号搅拌方式COD cr去除率/%

1连续搅拌43.37

2间歇搅拌85.23

3人工搅拌85.84

4氮气搅拌30.12

由表3可知,采用间歇式磁力搅拌和人工间歇搅拌两种方式效果比较好,即间歇式搅拌较连续搅拌效果好。这主要是由于连续搅拌破坏了活性污泥的生物絮体

,促进了厌氧过程中产生的生物气与活性污泥絮体的结合,从而影响了污泥的沉降性能,不利于泥水分离,导致出水水质下降。

3.3　运行参数对出水COD cr的影响

3.3.1　污泥量SV30对出水COD cr的影响

采用不同的污泥量SV30,搅拌反应时间均为24h,反应器温度20℃,进水水量均为2.5L,沉淀1h后,取上清液测定,结果如图3所示。

图3　污泥量SV30与出水COD cr去除率的关系Fig.3　Relatio nship betw een CO D cr r emov al r ate and SV30

由图3可以看出,COD cr去除率随着沉降比的增大而呈现出先增大后减小的趋势,当SV30=35～46时COD cr去除率可达75%以上,这有别于好氧SBR。

3.3.2　进水pH值对出水COD cr的影响

在生物处理过程中,适宜微生物增长的pH范围一般为4～9,最佳范围为6.5～8.5,Wilkinson(1975)提出,细菌在弱碱性环境中增长得最快,藻类和真菌在弱酸性时生长最好。屠宰废水的pH值范围为6.0～8.0之间。但在试验过程中发现,活性污泥闲置较长时间时, pH值常下降至5.0左右,通过加少量碱来调节pH值至7.0左右,并进行了pH值对COD cr去除率影响试验,如图4所示。由该图可以看出,对于屠宰废水来说,pH 值在6.5～7.5范围内变化对COD cr去除率影响不大。

图4　进水pH值与COD cr去除率的关系

F ig.4　R elat ionship between CO D cr

r emo val rat e and pH v alues

3.3.3　环境温度对出水COD cr的影响

Dag ue等[2]用ASBR工艺在温度分别为35℃、25℃、20℃、15℃时处理人工合成废水,取得80%～90%的去除率,并由此认为ASBR工艺能够在常温下处理低浓度废水(COD cr=400～1000mg/L)。本次试验所用屠宰废水COD cr在1100～3000mg/L之间,为探讨不同温度下ASBR对有机污染物的去除效果,试验了反应器温度分别为10℃、15℃、20℃、25℃、36℃

128农业工程学报2002年　

时,ASBR对废水中COD cr的去除率,所得结果如表4及图5所示。可以看出,ASBR处理较高浓度废水时,环境温度对去除效果影响明显。当温度为36℃时,COD cr 去除率分别达80.53%、88.52%(表4)。图5表明ASBR处理屠宰废水的适宜的温度应为25℃以上。

表4　环境温度对出水COD cr的影响

T able4　Effect of ex ter nal tempera tur e o n effluent CO D cr

反应时间/h

温度/℃1015202536

24进水COD cr/mg?L-111201120211224321808出水COD cr/mg?L-1624489704656352去除率/%44.2956.366.6773.0380.53

48进水COD cr/mg?L-111191120243218081952出水COD cr/mg?L-1336319576400224去除率/%7071.576.3277.8888.

52

图5　反应器温度与COD cr去除率的关系

Fig.5　Relationship betw een COD c r r emov al

r ate and r eactor tempera tur e

3.3.4　运行时间对出水COD cr的影响

表5为反应温度为29℃时,不同运行时间段反应

器出水COD cr值。由该表可以看出,COD cr去除率随着搅

拌反应时间的延长而增大,当反应时间延长至96h,其

COD cr去除率可达98.36%。

表5　搅拌反应时间对COD cr去除率的影响(T=29℃)

T able5　Effects of ag ita ted time on CO D cr

remo val r ates(T=29℃)

运行时间/h12244896

进水COD cr/mg?L-1986119617761952

出水COD cr/mg?L-152457656032

去除率/%46.8651.8468.4798.36

4　结　论

1)试验研究了ASBR处理屠宰废水的可行性。结

果表明,当温度为30℃左右时,经24h的厌氧搅拌反

应,出水COD cr去除率约为75%,同时废水中含氮有机

物也得到了分解,表现为混合液中氨氮和挥发性脂肪酸

浓度升高。经ASBR处理后的屠宰废水色度较大,有一

定的臭味。要使其能达标排放,还必须进行深度处理。

ASBR处理屠宰废水的适宜条件是:采用间歇搅拌、

SV30=35%～46%,温度25～35℃,反应时间24h,污

泥负荷0.2～0.5kg/(kg M LSS.d)。

2)ASBR处理屠宰废水与人工配制葡萄糖废水相

比有较大差别[2]。搅拌方式、温度条件对COD cr去除率

影响明显,其最终处理效果也达不到傅放大等[7]处理配

制废水99%的COD cr去除率。

3)ASBR处理屠宰废水,污泥颗粒化进程较慢。尤

其当污泥负荷较大时,整个反应器形成一团大絮体,污

泥沉降性能急剧恶化,并导致部分颗粒污泥随污水外排

而流失。

4)跟USAB等连续流厌氧工艺相比,ASBR具有

如下特点:1ASBR反应器源于好氧SBR,原水分批间

歇进入反应器,无需专门配水设备,不象UASB易产生

断流、短流,并且可直接利用SBR工艺的搅拌、滗水器

等成型设备,工艺建设、运行管理简单;oASBR反应池

集进水、反应、沉淀等工序于一身,不需要脱气和回流设

备,因而工艺投资省,占地少;?由于ASBR污泥颗粒

化,因而有较高的负荷率和耐冲击负荷能力;?ASBR

在一个运行周期内食料条件(F/M)交替变化,可使反

应阶段保持基质较高的降解速率,同时有利于后期沉

淀,保持高沉降率。

5)应用ASBR处理工业废水的研究,国内尚未见

有详细文献报导,如何将其应用到工业性试验,还有很

多工作要做。结合水污染治理技术的发展趋势,即高效、

低能耗、有产出(沼气作能源、剩余污泥作肥料)、易管理

等,ASBR工艺的出现正好迎合这一要求。

[参　考　文　献]

[1]　H.T imur,et al.A naero bic sequencing batch reacto r

treat ment o f landfill leachate[J].A merican W ater

Research,1999,33(15):3225～3230.

[2]　Dague R R,et a l.Initial studies on the anaero bic seq-

uencing bat ch r eactor[J].A merica n W ater Sci.T ech,26,

2429～2432.

[3]　张文艺.SBR法处理焦化废水的试验研究[J].安徽化工,

2001.28～30.

[4]　罗　景等.厌氧序批式活性污泥工艺(A SBR)特性分析

[J].给水排水,1997,l23(4):18～24.

[5]　国家环保局.水和废水监测分析方法(第3版)[M],1989.

5.

[6]　孙剑辉等.厌氧序批式活性污泥工艺(A SBR)特性研究

[J].中国给水排水,2000,16(10):1～5.

[7]　傅放大等.A SBR法研究进展与展望[J].环境治理技术与

设备,2000,(1):84～90.

129

　第3期张文艺:采用厌氧序批间歇式反应器处理屠宰废水试验研究

Experimental Study of Abattoir Wastewater Treatment

by Anaerobic Sequencing Batch Reactor

Zhang Wenyi

(Chemical and Env ironmental Eng ineer ing D ep artment ,A nhui Univ er sity of T echnology ,M a 'anshan 243002,China )

Abstract :Anaer obic Sequencing Batch Reactor (ASBR )is a new ty pe of anaerobic reactor .In this paper ,ASBR w as used to treat abattoir w astew ater.T he study focused on the influence on the efficiency of COD cr of ASBR pr ocess as well as the influence on the efficiency o f remo val rate of COD cr exterted by pH value,anaerobic reaction time ,temperature ,and im pact load .T he result show ed that the most important facto rs w er e the m ethods of agitation,tem peratur e,and r eaction time.The remov al efficiency of COD cr reached 75%when effluent COD cr w as 1100～3000mg /L,and anaerobic reactio n tim e w as 24h.T he optimal conditions o f ASBR for treating abattoir w astewater is as follow s :using interm ission ag itation m ethod ,SV 30=35%～46%,temperature 25～35℃,r eact time 24h ,im pact load 0.2～0.5kg /(kg MLSS .d ).

Key words :anaerobic sequencing batch reactor (ASBR);abattoir w astew ater ;COD

cr

论文的引言及其写作要求

论文的引言又称前言、序言、绪论或概述。作为科技论文的开端,引言的目的是向读者交代本研究的来龙去脉,其作用在于说明研究的起点、重点和价值,引导读者阅读和理解全文。

1　引言的内容

1)研究的理由、目的和背景。应以简短的篇幅介绍论文的写作背景和目的,以及相关领域内前人做了哪些工作,存在哪些不足;说明本研究与前人工作的关系,目前的研究热点、存在的问题,引出本文的研究对象及其基本特征;希望解决什么问题,该问题的解决有什么作用和意义。

2)理论依据、实(试)验基础和研究方法。简单阐述要研究的内容。如果沿用已知的理论、原理和方法,只需一笔提及,或注出有关文献。如果要引出新的概念或术语,则应加以定义或阐明。

3)预期的研究结果及其地位、作用和意义。要写得自然、概括、简洁、确切,但不必展开讨论。对某一篇论文的“引言”,上述要点1)是必须的,而2)和3)可视具体内容定。

2　引言的写作要求

1)开门见山,不绕弯子。一起笔就切题,不能铺垫太远。避免大篇幅讲历史渊源和立题研究过程。

2)言简意赅,重点突出。不应过多叙述同行熟知

的及教科书中的常识性内容,确有必要提及他人的研究成果和基本原理时,只需以参考引文的形式标出即可。主要写好研究的理由、目的、方法和预期的结果,意思要明确,语言要简洁。

3)尊重科学,实事求是。在论述本文的研究意义时,应实事求是,掌握好分寸,不要拔高,也不要过谦。切忌使用“有很高的学术价值”、“填补了国内外空白”、“首次发现”等不适之词;同时也要注意不用客套话,如“才疏学浅”、“水平有限”、“抛砖引玉”、“不足或错误之处在所难免,恳请批评指正”之类的语言。但必要时,可交代方法和结果等可供哪些人、干什么作参考。

4)引言的内容不应与摘要重复,也不应是摘要的注释。引言一般应与结论相呼应,在引言中提出的问题,在结论中应有解答,但也应避免与结论雷同。

5)引言不必交代开题过程和成果鉴定程序,也不必引用有关合同公文和鉴定的全部结论。

6)简短的引言,最好不要分段论述,不要插图、列表和数学公式的推导证明。本刊建议,引言字数以不超过600字为宜。

(王应宽供稿)

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