凤眼莲净化燕山石油化工废水的研究动态模拟试验

第卷第期夕年月水生生物学报。,,凤眼莲净化燕山石油化工废水的研究动态模拟试验吴振斌丘昌强夏宜睁王德铭中国科学院水生生物研究所,武汉提要两级串联凤眼莲塘净化燕山石化废水的动态模拟试验表明在温暖季节,凤眼莲塘对该废水有很强的净化能力,其净化效率明显高于普通氧化塘。总停留时间为天的两级串联的凤眼莲塘可使出水达到规定要求。塘塘的去除率常数分别为和,表面净化率分别为夕,和,,凤眼莲湿重增长量分别为和,。当日平均气温在一斗℃的范围内,去除率在日平均气温的影响下以对数函数下降·一。根据试验,提出了动态凤眼莲塘净化燕山石化废水的定量计算方法和有关参数。关键词凤眼莲,净化,石化废水凤眼莲凡厉。。。万等高等水生植物在适宜条件下生长极为迅速,对水中的氮、磷等营养物质,,生化需氧量、总悬浮固体〔,,,。,、重金属〔,,、酚类等有机物质〔‘,以及某些除草剂、杀虫剂等有毒污染物,都有程度不同的净化作用。已有报道用凤眼莲进行净化工业废水的试验,,但是关于处理石油化工废水的研究尚未见详细报道。北京燕山石油化工公司每天排出石化废水,一,耐。,致使直接受纳其废水的牛口峪水库水层缺氧,散发恶臭,鱼虾绝迹水库出水中酚、油等污染物含量时有超标,污染附近农田。中国科学院水生生物研究所于年月开始进行人工强化的天然生物净化系统处理该公司二级出水的可行性的研究。我们在氧化塘、氧化沟动态模拟试验的同时,进行了凤眼莲塘的动态模拟试验,以了解凤眼莲对燕山石化废水的净化效率、所能承受的污染负荷、有效发挥净化效率所需的停留时间、塘面积和串联级数等。在此基础上对高等水生植物净化塘处理燕山石化废水的可行性作出估价,为人工强化的天然生物净化系统方案的论证和工程设计提供必要的科学依据和参数。根据整个科研项目所规定的边界条件,生物氧化塘系统的进水标准为工业排放标准,在实验过程中,本所燕山攻关组的同志提供了多方面的帮助北京燕山石化公司研究院和牛口峪水库管理所提供实验设施并分析部分数据谨此致谢。功中国科学院水生生物研究所,北京燕山石油化学公司,。利用天然生物净化系统处理燕山石化公司污水二级处理系统出水的可行性研究中国科学院科研成果鉴定会议资料年月日收到。水生生物学报卷出水要求达到暂定的北京市二类水水质标准以下简称出水标准实验设置和过程凤眼莲塘分为二级,由两个塑料池澎串联而成图。尹尹尹塘塘,塘,,、、图水草塘水流路线示意图图右边的“塘户应为“塘”试验于!年月日起进水运转,塘、塘的起始浓度为八,分别放人凤眼莲塘和塘。试验依污水停留时间不同分三个阶段进行表。月日以后保留塘继续观察温度下降对凤眼莲生长和净化效率的影响。表动态镇拟试验各阶段的条件试验阶段试验日期天数每塘停留时间天污水流量毫升分·工丙了窗二一斗一一模型设在玻璃温室内,整个试验运转期间室温在一℃之间,平均为℃左右,模型上方有两支瓦日光灯和一支瓦碘钨灯作为低温阴雨时的辅助光源。试验过程中,每天监测进水,上、下午测定进水、塘及塘出水的溶解氧。试验开始后第、天起,每星期、取水样作全分析,包括进水,塘及塘出水的、,、氨氮、酚、油、芳烃和硫等。此外,每天早、中、晚定时观察记录光强、气温、水温及相对湿度等,进水流量保持恒定。水草秤重湿重每星期进行一次,秤重时适当取出一部分植株,使池内凤眼莲保持相对稳定的种群密度。每天进行一次细菌计数。试验结果从感观上看,进水一般呈黄褐色,有时黑褐色,比较混浊。经凤眼莲处理以后的出同上页注期昊振斌等凤眼莲净化燕山石袖化工废水的研究动态模拟试验水则清澈洁净,透明度明显提高。、,的去除效果进水、塘及塘出水的、,测定数据分三个阶段平均表。第一阶段进水CoD平均值为214.94mg八,每塘停留时间为18天,塘I和塘11出水的COD分别降到弥.21和22.33mg八,去除率分别为73.38和89.61多。当进水COD平均为125·62mg/1,每塘停留时间为4天时,塘I、塘u出水COD分别为50.16和31.28mg/1,去除率分别为60.07和75.10多。第二阶段进水COD较低,出水COD也较低。表2不同停留时间下的COD、BOD,及其去除率Tab.2RemovalefficienciesofCODandBOD,underdifferentde:entiontimes}每塘停留时间!葱,‘__声{二:tl.搜{丝__J,}二Ltl_竺愁‘电奎J,二项目}一蜀”“’一}‘n“uent;丑“‘U一t。‘pond‘}E“,U一to‘pond,‘}Detenr:ont,mel油。t冰。l、‘*!*。l、‘*Items!jneachpond}~袱终}~帷_终,,不阿早,}~堆竺,}。不阵甲,}rdav,、(七oncen工I弓tlons}七o平cenLI子uo川}_‘狱mova气_l七o只cen呀工弓即ns}__一狱m只va七__—}—阵竺当l兰一一}一竺竺竺一}竺竺竺竺2}一全翌竺Z卫-一}燮竺竺竺竺{‘8】2‘4·,4】5,·,‘}”·,8}2,·,‘}吕,·6‘coD17)7,·49}33·,,}”4·’。}27·72}6,·76—卜一一一i一一-}止缪上卜一一翌二兰一{一理些一}一里里一,卜一兰兰一1’8}3,·69}’·52}’‘·62}‘·,4}’‘·7,BOD,…’{3。·62…3·。31,o·,,}’·,7}’。·,,}4}54·。4}7·3,}86·47!4·08}9,·45BOD,的去除效果更为明显,三个阶段进水BO几平均值依次为39.69、30.62和54.04mg/l,塘I出水平均值分别在8mg/1以下,塘11出水平均值均在,mg/1以下。第三阶段试验运转时间最长,污水停留时间最短,将其分为8个阶程,每阶程14天,各污染指标分阶程平均,单独列出讨论。在试验第三阶段,塘I出水CoD有5个阶程在60mg/l以下。但有的阶程超过80mg/1;塘Ii出水CoD均在出水标准以下。第三阶段大部分时间进水BO几较高,有时甚至高达150mg八,但塘I和塘11出水BOD,均在20mg/1以下,全部达到出水标准。特别是塘11出水,BOD,经常低于4mg/1(图2)。2.其他污染物质的净化效果经过凤眼莲塘的净化之后,废水中的氨氮、酚、芳烃、油、硫等污染物含量均有较大幅度的下降。塘11的去除率一般比塘I更进一步提高。除塘I出水酚含量超出水质标准以外,三阶段塘I和塘n出水中其他污染物含量平均值均达到出水标准(表3)。第三阶段各污染物含量的变化,除塘I少数阶程出水中的酚、油和硫含量略超出出水标准外,其余阶程的塘I出水和全部塘n出水均符合规定要求(图3一5)。3.pH、电导率、溶解氧变化试验过程中进水PH测定值变化很大,最低为4.2,最高达9.5,经常在几5一9.0的范水生生物学报11卷农3不同停留时间下的盆笼、姗、芳烃、油、硫含皿及去除率Tab.3ConcentrationsandremovalefficienciesofNH,一itrogen,phenol,aromadehydtocarbon,011andsulfideunderdifferentdetendontime:项项目目每塘停留时间间进水水塘I出水水塘U出水水IIItemSSS(天)))InfluentttEffluentofpondlllEffluentofPondllll11111~叭‘~‘少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少少浓浓浓浓浓浓浓浓浓浓度度浓度度去除率率浓度度去除率率ooooofeaehPondddConeentrationsssConcentrarionsssRemovalllConcentradonsssRe丈novalll(((((days)))(mg}1)))(mg/1)))effieieneiesss(mg/1)))efficienciesss(((((((((((%)))))(%)))氨氨氮氮18884。48880。644485。71110。188895.9888NNNH,恤itrogennn77716.100010。899932.36664。555571。7444444444416。37776.333361.33333。2777息0。0222酚酚酚l8883.99990。244494.00000。0133399。6777PPPhenolll777O。3乡乡0。055585.84440。D255592。922244444441.5999O。322279.70000.0199998。8000芳芳烃烃l8880.7444OOO1000000010000AAAromatieee7771。0000OOO1000000010000五五ydrocarbonnn4441.05550。411160。95550。299972。3888油油油18885。59991。888866。37770。844484。9111000111177718。08880。244498。67770001000044444446。33331。455577。07770。58885,。4555硫硫硫18880.026660。0122253。85550。00266690。9000SSSulfideee7770,020000。0100050。00000001000044444440。022220。00566674。5,,0.00988855。4555表4进水、塘I及塘U出水的pH、电导率、溶解级Tab.4DataofpH,eonduetivityanddissolvedoxygenoftheinfluentandtheeffluentsofPond1andPond11项项目目每塘停留时间(天)))进水水塘I出水水塘11出水水IIItemsssDetentiontimesinnnInfluentttEffluentofpondlllEffluentofPond1111eeeeeaehpond(days)))))))))pppHHH18887。36667.04447。000077777777。41117.00007.000044444447。84447。44447。3000电电导率率1888835558055586555CCConduetivityyy777717777655576111(((胖s/em)))4441121111083331091111118880。31111。6999777770。94443。0111444441。50002。40期吴振斌等:凤眼莲净化燕山石油化工废水的研究L动态模拟试验BODS氨氮走J毛止!夕...口.!l-口Ž.口.口.,!..........-V六·、·久,;、、...r.t.傀.,‘、、.刹亡JO自声‘勺.................……,二,.-............……rf....2520霭己六一z八、_-..劲口曰,,,与d二一,.它_酚.F卜C口01一勺0(I\切且侣。例巴4u。。uoo侧泛谷召g菩吕妇侧瓷1.../·/.0.2卜……。森关么二翻.....……456阶程Phases45阶程PhZ黔图2每塘停留斗天各阶程的coD、BoD,rig.2MeanCoDandmeanBoD,under4一daydetentiontime······……出水标准Effluentstaodards一一进水Influent一一一塘I出水丑f士luentofpondl—塘11出水Ef王luentofpond11图3每塘停留斗天各阶程的氨氮和酚、含量变化(图例同图2)Fig.3MeaneontentsofNHs一itrogenandphenoluttder4一daydetentiondrne围内波动。虽然出水的pH在一定的程度上受到进水的影响,但相对比较稳定,变化幅度较小,接近中性(表4)。第三阶段两塘出水的州一般在规定的pH6.0一8.5的范围以内(图6)。废水经过水草塘以后,其电导率没有太大的变化,并且基本上是随着进水而变动(表4、图6)。废水的溶解氧含量很低,凤眼莲塘的溶解氧也比较低,但进水、塘I及塘11出水的溶