高含硫味精废水处理的研究成应向

高含硫味精废水处理的研究成应向高含硫味精废水处理的研究StudyonTreatmentof冈onosodiumGlutamateWastewaterContajningHighSulfate成应向(中国科学院成都生物研究所,成都610041)ChengYingxiang(ChengduInstituteofBiology,ChinaeAeademyofScienees,Chengdu610041)摘要采用吹脱一混凝一厌氧消化一两段SBR一絮凝沉淀工艺处理味精废水,试验结果表明,当进水c0D为2235lmg/L、s《51000mg/L、NH3一N757lmg/L、色度(倍)3906和pHz.3时,出水eoD99mg/L、50:95mg/L、NH厂Nlmg/L、色度16和pH6.5,其水质均达到GB8978一2996规定的一级排放标准..关键词:味精废水吹脱混凝厌氧消化两段SBR絮凝沉淀AbstractTreatmentofmonosodiumglutamatewastewaterbytheProcessofblowingoffescoagulation一anaerobiedigestion一twostageSBR一floeeulatingsettinghasbeeneondueted.TheexPerimentalresultshowedthatwhentheinfluentCODwas2235lmg/L,50二一51000mg/L,NH厂N757lmg/L,ehromatieityeolor(times)3906andpH1.3,aftertreatmenttheeffluentCODwasdeereasedto99mg/L,50二一95mg/L,NH厂Nlmg/L,ehromatieityeolor16andpH6.5,anditsqualityallreachedtheifrstgradedisehargestandardofGB8978一1996.Keyword:MonosodiumglutamatewastewaterBlowingoffCoagulationAnaerobicdigestionTwo·stageSBRFloceulatingsetting,前言高浓度味精废水因COD、50二一和NH3一N含量很高,酸度大,颜色深,所以治理难度很大。目前,欧洲一些国家及日本大都采用物化方法即蒸发浓缩工艺处理川,效果虽好,但处理成本很高,而国内对其采用生物方法处理,如利用味精废水培养酵母菌制取单细胞蛋白t”或培养苏云金杆菌生产农药〔”、厌氧处理!`一”、厌氧一好氧处理〔`一”和菌藻共生系统的好氧处理`日’等,取得一定的处理效果,但也存在治理不彻底等问题。为此本文采用物化与生物相结合的工艺流程,在常规生物处理前加大了物化处理的力度,消除了高浓度50孟一和NH3一N对生物处理的毒性和抑制,从而取得了显著的处理效果,COD、50犷、NH厂N、色度和pH等5项指标均达到GB8978一1996规定的一级排放标准。7800mg/L:色度3800一4000倍:pHI.2一1.5。2.2工艺流程CaOBaC12pAMAI(OH)CI:备条吞备FeCI:AI(OH)C12今l味精废水,吹脱去氨一棍凝脱硫`厌氧消化`两段sBR`絮凝沉淀~排放图1味精废水处理的工艺流程figurel「Iowehartoftreatingmonosodium9lutamatewastewater2实验部分2.1废水水质废水取自广西武鸣县味精厂高浓离交废水的上清液(已沉淀除菌体),其水质为:CODCr21000一25000mg/L:50矛一50000一56000mg/L;NH厂N6500-2.3检测方法CODSB一1型快速COD测定仪:50呈一铬酸钡光度法!”;NH厂N蒸馏滴定法l`。,:pHPSH一3TC精密数显酸度计;色度目视比色法。2.4试验方法2.4.1吹脱试验取IO00mL烧杯4个,分装500mL废水,用石灰分别调pH9.32、10.05、10.94、2220和1300,用恒温水浴国家“九五”重.点科技攻关项目;%一909一05一03一04.第一作者成应向,男,1989年毕业于湖南师范大学,现为中科院成都生物研究所在读研究生。一425一上海环境科学第91卷第9期2000年9月12,不利于后续生物处理,石灰用量大(769/)L,处理成本高,故本试验吹脱pH值以n.0一n.5为最佳。3.2气液比的影响在pH值n.3,t40℃条件下,吹脱效率与气液比的关系如图3所示。nUon00八`U1000J峥,ùǎ%à许迷米箱控制温度40℃,通气流量12.SL/而n,分别吹脱sh,静置后取上清液测定COD、50拿、NH3一N和pH,以确定吹脱的最佳pH值、然后在此条件下吹脱探索最佳气液比。2.4.2混凝试验取吹脱去氨废水600mL,加10.49氯化钡(投加量约1.7%)后,用搅拌机快速搅拌IOmin,用慢速搅拌smin,边搅拌边加人1%碱式氯化铝溶液6mL(投加量0.01%)和0.1%聚丙稀酞胺(PAM)15mL(投加量25x10一`),静置,取上清液进行COD、50茸一和NH3一N的测定。2.4.3厌氧污泥的培养、驯化和处理采用葡萄糖、尿素和磷酸氢二钾配制成COD:N:P=200:5:1的葡萄糖营养液,并用于培养厌氧污泥。取IL厌氧反应器投加30OmL厌氧种泥和700mL葡萄糖营养液,控制温度38土1℃,培养10d,然后用去氨脱硫废水与葡萄糖营养液的混合液驯化。驯化中废水比例逐渐增加,以COD去除70%左右为换水时间界限,并定时测定COD值,同时用排水集气法收集气体。驯化成熟后稳定运行时,从换水开始于不同时间分别测定c0D、50牙一和NH3一N,以确定最佳水力停留时间。2.4.4SBR与絮凝试验在10、20和28℃条件下分别进行试验,运行24h后,取样测定c0D和NH3一N含量,确定运行的最佳温度。然后在该温度条件下将高负荷SBR出水输人低负荷SBR进行联运,其出水进行几组絮凝试验,以确定最佳絮凝剂。15003000}图345X()60加7500900()气液比氨氮.2硫酸根3.COD气液比对吹脱效率的影响figure3EffeetofratioofgastoIiquidoneffieieneyofblowingoff图3可见,coD和50孟一的去除率受气液比的影响较小,而NH厂N的去除率随着气液比的增大而增大,当气液比为6000:1时,氨氮去除率达86.4%,残余浓度为939mg/L,已低于生物处理中对微生物的抑制浓度1500一3000mg/L,所以气液比取6000:1为宜.3.3混凝试验混凝结果如图4所示。0060802040ǎ%à哥渔梢3结果与讨论3,1pH值的影响在5种不同pH条件下的吹脱效果如图2所示。图2可见,吹脱前pH值为11左右时,NH3一N去除率已达97.8%,50:去除率达87.8%,再提高pH值时,去除率都增加极微;而COD去除率却不断增加,当pH=13时,COD去除率已达38.5%,此时出水pH为0’一123指标1.COD.2硫酸根3.氨氮图4混凝的处理效果figure4Treatmenteffeetofeoagulation0080604020ǎ%à讲迷术10刀510月7122吹脱前pH值1氨氮2.硫酸根.3COD图2pH值对吹脱效率的影响figure2EffeetofPHoneffieienevofblowingoff图4表明,混凝能去除90%以上的50矛一及部分COD和NH厂N。这是因为加人混凝剂BaC12后急速搅拌,先生成大量细小白色沉淀,然后通过助凝剂lA(OH)clZ和PAM发挥的卷扫作用和粘结架桥作用,能使细小沉淀颗粒和部分有机物质聚结成较大的凝絮体从溶液中迅速沉淀。3.4进水负荷与COD去除负荷和产气率的关系一426一高含硫味精废水处理的研究成应向厌氧驯化中进水负荷与ODC去除负荷和产气率的关系如图5所示。.6温度对RSB运行效果的影响温度对SBR的影响见图7。00806004020ǎ%à芬退宋ūǎ自O口)望\巴且哥丫礼J呼气`ù,一11né000曰阵日夭OQ口)罗ú握召形体0`~~-.J~.es.曰`..~ee`~~~-~`eseseso1020406080100进水中废水比例(%)l产气率[m3/kg(COD)]2.进水负荷[kg(COD)/m3川3.COD去除负荷[kg(COD)/m〕.d」20温度(℃)1,氨氮2.COD图5进水负荷与COO去除负荷和产气率的关系igure5RelationshiPbeweeninf}uent!oading图7温度对SBR的影响figure7EffeetoftemPeratureonSBRrateandremovalloadingrateofCODandrateofemittinggas0000000000000ǎ-I\仙任à侧逆从图5可知,当废水比例小于60%时,随着进水COD和容积负荷的提高,出水COD较低,产气率稳定,COD去除负荷增大,表明厌氧运行良好;但当废水比例大于60%时,COD去除负荷和产气率均下降,厌氧运行效果较差。因此为使厌氧高效进行,须将去氨脱硫废水作3:2稀释,控制进水COD在120O0mg/L以下。3.5水力停留时间(HRT)的影响将去氨脱硫废水与清水作3:2稀释后,输人厌氧反应器进行厌氧消化,控制温度38士1℃,sv30%,MLVSS4.45g/L,于不同时间取样测定CODer、NH厂N和50爱一含量,结果如图6所示。从图6可见,HRT为Zd时,硫酸根的去除率已达81%,随后时间延长而增加很少;氨氮因微生物对氨基酸的脱氮作用而使浓度回升,导致去除率为负值;COD的去除率因采用普通厌氧消化池工艺而增加很慢,因此本试验确定的HRT为ld。图7反映出SBR脱氮效率随温度升高而增强,在28℃左右时48h去除率可达”%以上。其原因是温度升高,微生物代谢活性增强,从而增强了硝化和反硝化作用。同时在该温度下COD的降解亦达最高值,因此试验选取的最佳温度为28℃。3.7高负荷SBR与低负荷SBR的联运试验设计HSBR容积负荷1.5一5.09(COD)/L.d,运作周期24h,设计LSBR容积负荷0.2一1.59(COD)/L.d,运作周期12h。控制温度28土2℃,反应期DO为7.Ogm/L左右,闲置期可下降至0.lmg/L,HSBR的出水输人LSBR反应器进行联运,联运结果见图8。哩BRSBKLSBRICOD2.氨氮1oo806040加。ǎ%à并淡术时间(d)1.硫酸根2`COD3.氨氮图6日RT与厌叙消化的关系figure6RejationshiPbeweenHRTandanaerobiedigestion图s日s日R与LsBR的联运效果figure8EffeetofeombinedoPerationofHSBRandLSBR图8结果表明,HSBR与LSBR的联运有利于COD的降解和NH3一N的去除。因为在HSBR系统中,微生物能充分发挥吸收、储存和分解作用,使高浓度COD得以迅速降解,然后通过LSBR系统中微生物的二次吸收和分解作用使COD进一步削减;同时联运使缺氧一好氧条件再循环一次,大大地增强了微生物去氨脱氮的效果。3.8絮凝试验一427一上海环境科学第19卷第9期2000年9月试验中选用了几种絮凝剂及其组合:碱式氯化铝;碱式氯化铝+HZOZ;聚铁;PPAMSC(由碱式氯化铝、PAM和聚铁混合配制而成;)氯化铁。其效果见图(9效果测定均在pH7.o和各试剂加量为205mg/L左右的条件下进行)。:::{{{、、习{{{臼、...{{{……{{{、、、、、\\\\\\\\\、、、、、\\\\\\\\\、、、、、\\\\\\\\\、、、、、、、、、、、、、、、\\\\\\\\\、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、\\\\\\\\\\\\\\\\\\、、、、、处理后每年可向环境减少排放COD3750t,