生物制剂在SBR中的工业化试验

生物制剂在SBR中的工业化试验上海炼油厂SBR装置主要处理经碱渣湿式氧化后，分离粗酚调节pH值后的高浓度废水，该废水中污染物的质量浓度很高，ρ(CODcr)约200000mg／L，ρ(挥发酚)约10000mg／L。设计进水负荷以CODc，计为2.0-2.5kg／(m3·d)，反应池污泥的质量浓度为6-8g／L。该装置由于碱渣原料的问题，采用间歇式生产，致使SBR反应池污泥浓度无法达到设计指标，同时因各种原因来水的挥发酚的含量又远远大于设计指标，再加上动力风的供应不足，酸碱中和不足等多种原因，造成SBR装置的出水波动较大，对下游装置污水处理场造成冲击。经过考察，选用普罗生物促进剂和毒性缓冲剂，并对炼油SBR装置废水处理的促进作用进行了试验。1普罗药剂原理生物促进剂(BE)和毒性缓冲剂(MT)，是普罗公司的两个主要产品，药剂的基本成分是从美国爱达荷州西南部“风化褐煤”(一种软煤)中提取的，包含有降解污染物的多种酶、缓减环境中有毒物质的缓冲物质和促进微生物生长的能源以及有机酸、微量元素、常量元素、维生素等营养物质。普罗产品能通过所含的缓冲物质减轻环境中的毒性，并在酶的辅助作用下将复合有机分子、碳链转化为更有利于被微生物吸收的分子，使微生物对自然生成的有机物进行利用(这些有机物在有毒环境中是难以被微生物吸收的)，从而帮助降解污染物质。当投加普罗产品到污染环境中后，酶可立即发挥作用，迅速将各类污染物降解成小分子有机物或直接降解为C02，H20等无机物，达到稳定化的目的，并使污染物的耗氧量大大下降。而污染环境中的土著微生物在利用普罗产品中的营养物质大量繁殖的同时，继续对残存的有机污染物质进行降解。污染环境的逐步改善，使环境中的溶氧渐渐地升高，有助于好氧微生物区系的建立，竞争性地抑制了只能在污染环境中生存的微生物。普罗产品本身并不含活生命体，其治污作用通过营养土著或原有混合菌群进行原位降解来实现，所以不象活体微生物那样既怕被环境淘汰又可能污染环境。2工业化试验的方案设计2.1试验设备本试验采用污水调节和均质原料罐1只(100m3)，SBR反应池容积1000m3，SBR进水泵2台，加药槽2只(0.2m3)。2.2试验方案试验运行程序为进水曝气5h，鼓风曝气13h，沉降5h，排水45min，闲置15min。第一阶段试验：污水量1.5m3/h，稀释水量13-15m3/h，风量500-600m3/h，温度为20-24℃。第二阶段试验：污水量2.0m3/h，稀释水量、风量和温度与第一阶段相同。2.3药剂投加方案在SBR池进水曝气开始时，根据SBR池补充水量(约200t／d)进行计算，稀释20倍后投加。第一个月毒性缓冲剂和生物促进剂分别投加质量浓度为7mg／L(总量分别为1.4L／d)第一个月后，分别投加5mg／L(总量分别为1L／d)。3工业化试验结果与分析从近20d的使用情况来看，达到了预期效果，试验数据见表1。表1SBR出水数据对照PH值ρ（油）/(mg·L-1)ρ（CODcr）/(mg·L-1)ρ（挥发酚）/(mg·L-1)ρ（氨氮）/(mg·L-1)ρ（硫化物）/(mg·L-1)SV30/%ρ（MLSS）/(g·L-1)指数/(mg·L-1)ψ（灰分）/%进水9.7527788650542696252211原处理出水8.1520.8187611.522.51.6243.4587.020.48.5024.0237625.826.41.2243.7016223.47.7842.4224014.437.52.00253.6069.423.28.1043.239407.8619.50.800274.4181.621.68.2027.6142842.816.41.20264.3512922.2实验第一阶段出水8.9331.26923.9310.70.96293.711120.98.18626443.3314.60.8303.6512620.68.16165082.1911.30.64324.5110420.67.4582.44243.3319.80.8484.8312419.77.3248.012805.9441.00.640574.5312118.87.8128.8133209.3045.50.720605.0512917.57.2632.811208.3646.40.8000364.6410818.17.1241.29525.9046.50.64495.2012118.17.2112.07924.1049.40.800345.2512419.87.7738.012564.9744.00.720455.3113220.46.1813.29283.4035.00.960375.0510925.5实验第二阶段出水7.2712.05523.9730.90.077385.2110619.67.0824.45963.2528.60.089355.1511321.77.1230.87405.6124.20.800366.0210223.17.0425.48087.0523.60.800385.5511723.47.1141.09324.3123.91.36423.2782.633.77.5634.69523.1827.10.096425.911017.47.3024.67524.6123.01.6456.7591.926.03.1出水CODcr，值稳定下降试验第一阶段：向SBR装置曝气池投加BE和MT后，出水CODcr值逐步下降。在投加药剂之前，CODcr的质量浓度通常在2000mg／L以上，投加BE和MT药剂后，SBR池排水CODcr的质量浓度基本在1000mg／L，大大低于试验前。试验第二阶段：高浓度废水进水量增加30％以后，出水CODcr的质量浓度仍基本在1000mg／L以下，且保持下降趋势，由此不难看出：系统在投加BE和MT后，耐负荷冲击能力得到提高。SBR系统在投加BE和MT后，耐负荷冲击能力和CODcr去除率都得到了提高，第一阶段，在容积负荷不变的情况下：CODcr去除率与同期相比提高10％以上；第二阶段，在容积负荷提高30％的情况下，CODcr去除率与同期相比仍提高10％以上。3.2出水挥发酚和硫化物值逐渐下降从表1我们不难看出：在投加药剂前，出水挥发酚平均值为20mg／L，最高值达到42.8mg／L，而投加药剂后的平均值为4.9mg／L，最高值不超过10mg／L。另外，在进水量提高30％后出水挥发酚的值也没有波动现象，而且有继续下降趋势；投加药剂前，出水硫化物的质量浓度平均值为1.24mg／L，最高值达到2mg／L，而投加药剂后，在容积负荷提高之前出水硫化物的质量浓度平均值为0.76mg／L，多数值在0.8以下；只有当容积负荷提高30％后才出现波动现象，但平均值不超过0.7mg／L，仍低于投加药剂前的水平。在加入BE和MT之后，挥发酚和硫化物的值呈现明显下降趋势，充分说明了MT对缓减和转化有毒物质的效果良好，微生物的生长环境得到改善，为后续的生化处理降低了毒性冲击的可能性。3.3污泥性状趋向好转如表l所示，向SBR池加入BE和MT后，污泥浓度MLSS值明显增大，污泥浓度平均值从实验前的3.9Sg／L增加到4.9g／L，SVI值提高到100左右，灰分值较实验前有所下降，说明污泥的性状正在趋向好转，有机成分含量增加，为污染物降解、系统稳定运行提供了保证。3.4活性污泥中生物相发生变化从连续镜检来看，在BE和MT使用前(见图1)，曝气池中菌胶团外形轮廓不明显，污泥结构较松散，而且絮体较小，游离细菌较多，没有发现原生动物。这种现象表明，曝气池中毒性物质浓度较高，污泥处于中毒状态；在试验第一阶段投加普罗产品一周后(图2)和试验第二阶段(图3)，我们都可以发现，污泥絮体增大，边缘清晰，结构紧密，游离细菌很少发现，有原生动物出现，而且非常活跃。从生物相的变化可以看出药剂的投加，达到了预期的效果。污泥中生物多样性及活性的提高，无疑有助于生化处理系统的处理效率和处理的稳定性的提高。4技术经济分析由于我国生物制剂的研制工作开展得较晚，目前国内市场上的生物制剂主要还是依靠进口，生物制剂的价格较高。但生物制剂的使用效果非常明显，上海炼油厂SBR装置使用生物制剂后，装置的处理能力提高30%以上。碱渣的单位处理成本反而下降12%。使用生物制剂后，解决了SBR装置动力风供应不足，酸碱中和不充分等原因引起的出水水质不稳定减少今后SBR装置的改造费用。