物化-SBR 法處理廢水的工業(yè)性試驗(yàn)研究

范志偉

（華陽(yáng)新材料科技集團(tuán)有限公司節(jié)能環(huán)保部，山西 陽(yáng)泉 045000）

水污染是當(dāng)前我國(guó)面臨的主要環(huán)境問題之一，在工業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)工業(yè)廢水的排放量也積聚增加，工業(yè)廢水未經(jīng)處理后直接排放對(duì)周圍地表和地下水造成污染。實(shí)踐表明，地表或地下水一旦被污染很難恢復(fù)到最初狀態(tài)，且會(huì)影響周圍地下飲用水，從而影響居民的生活質(zhì)量[1]。因此，開展對(duì)廢水的處理對(duì)于保證可持續(xù)發(fā)展和人們健康生活具有重要意義。本文重點(diǎn)基于物化-SBR 法對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理，并對(duì)處理效果進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)研究。

1 物化-SBR 試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)

本文所研究廢水為甲醇廢水，甲醇廢水最顯著的特點(diǎn)為固體懸浮物含量較大，不易發(fā)生生化反應(yīng)。目前，較為穩(wěn)妥的處理工藝為物化+生化相結(jié)合的處理方式，即在生化處理前對(duì)廢水進(jìn)行物化處理，降低廢水中的懸浮物含量，為后續(xù)生化處理的效果奠定基礎(chǔ)。物化-SBR 處理工藝對(duì)應(yīng)的物化處理方法為混凝沉淀法，混凝沉淀處理后與廢水在均衡池內(nèi)實(shí)現(xiàn)充分混合，最后進(jìn)入SBR 生化處理工藝。

1.1 理論分析

本文所研究物化處理工藝的基本方法為混凝沉淀法。因此，物化處理的效果最終受制于混凝沉淀的效果。決定混凝沉淀效果的主要參數(shù)包括有溫度、pH值、水力條件、混凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、混凝劑的量以及廢水本身的離子種類和數(shù)量[2]。

本次試驗(yàn)所選擇混凝劑為聚合氯化鋁，該種混凝劑屬于無(wú)機(jī)高分子電解質(zhì)。該種混凝劑具備如下優(yōu)勢(shì)：污水濃度越高對(duì)應(yīng)的處理效果越好；該種混凝劑的投放不會(huì)降低廢水的pH和堿度；該混凝劑的物化效果受溫度影響較小，反應(yīng)迅速，適應(yīng)性比較強(qiáng)且便于使用。

SBR 生化處理工藝為一套全新的廢水處理技術(shù)，其具有相對(duì)靈活的運(yùn)行方式，可對(duì)多種類型的廢水進(jìn)行處理。一般情況下，SBR 生化處理工藝包括5個(gè)階段，分別為進(jìn)水期、反應(yīng)期、靜置期、排水期和閑置期。

1.2 物化-SBR 處理工藝的設(shè)計(jì)

為保證物化-SBR 的處理效果，該種處理工藝的應(yīng)用還需兼顧常規(guī)廢水處理工藝的要求。除此之外，物化-SBR 處理工藝采用間歇式進(jìn)水和排水，即要求該工藝對(duì)應(yīng)反應(yīng)池具備一定的調(diào)節(jié)功能，對(duì)水量和水質(zhì)進(jìn)行均衡控制[3]。

待處理的廢水加入物化反應(yīng)器中后還需加入一定量的混凝劑和氫氧化鈉，即完成混凝沉淀工藝對(duì)廢水中的懸浮物進(jìn)行處理；經(jīng)物化處理后的廢水進(jìn)入SBR 反應(yīng)器中，在攪拌器和加熱器的作用下保證生化效果達(dá)到最佳，最終得到達(dá)標(biāo)的清水，送入集水器中。

攪拌器的主要作用是實(shí)現(xiàn)污水和污泥的充分混合，保證生化反應(yīng)中微生物和處理污水充分接觸；本工藝所配置的加熱方式為采用蒸汽進(jìn)行加熱，以便對(duì)SBR 反應(yīng)器中的溫度進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)[4]。

1.3 物化-SBR 處理后檢測(cè)儀器

為驗(yàn)證物化-SBR 處理工藝對(duì)廢水的處理效果，需對(duì)處理后所得水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，具體需對(duì)懸浮物、COD、磷、氮以及pH值進(jìn)行檢測(cè)，涉及到的檢測(cè)儀器如第243 頁(yè)表1 所示。

表1 水質(zhì)檢測(cè)方法及儀器

2 物化-SBR 處理廢水工業(yè)性試驗(yàn)

本文所處理廢水的水質(zhì)分析結(jié)果如第243 頁(yè)表2 所示。

分析表2 可知，待處理廢水中懸浮物和鈣的含量非常大，對(duì)應(yīng)pH值相對(duì)穩(wěn)定；同時(shí)，氨氮和CODcr的含量偏高導(dǎo)致微生物在該種環(huán)境下很難生存，導(dǎo)致該種廢水的生化反應(yīng)效果需重點(diǎn)突破。因此，鑒于待處理廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，首先采用混凝沉淀法和化學(xué)處理法對(duì)其中的懸浮物、鈣以及COD 進(jìn)行降低；而后通過SBR 法對(duì)其中的氨氮、pH值進(jìn)行處理；最后，再次采用混凝沉淀法對(duì)其中的懸浮物、鈣以及COD 進(jìn)行處理以達(dá)到最佳效果。

表2 待處理廢水水質(zhì)分析結(jié)果

2.1 物化處理結(jié)果分析

2.1.1 懸浮物的處理效果

物化處理環(huán)節(jié)最主要是對(duì)其中的懸浮物進(jìn)行處理，懸浮物的處理效果與所投入的混凝劑的量有直接關(guān)系。隨著混凝劑投放量的增加懸浮物的去除率從整體上增加，但是增加趨勢(shì)隨著混凝劑投放量的增加變緩。綜合考慮懸浮物的去除率和成本，最終確定混凝劑的最佳投放量為170 mg/L。

2.2.2 鈣的處理效果

鈣的去除效果主要與物化反應(yīng)的溫度和pH值關(guān)系較大。因此，分別對(duì)溫度為15、20、25、30、35、40 ℃下鈣的去除效果進(jìn)行試驗(yàn)研究。通過試驗(yàn)可知，隨著物化反應(yīng)溫度的增加對(duì)應(yīng)鈣的去除率降低。綜合考慮整體能量消耗和后期生化反應(yīng)的溫度，一般將物化反應(yīng)溫度控制在20 ℃～30 ℃。

通過對(duì)不同pH值下對(duì)應(yīng)鈣的去除效果進(jìn)行對(duì)比可知，當(dāng)pH>6.5 時(shí)，隨著pH值的增大對(duì)應(yīng)鈣的去除效果降低；隨著pH的降低對(duì)應(yīng)鈣的去除效果降低。因此，將物化反應(yīng)的pH值控制在6.5～7.5 為最佳[5]。

總之，通過對(duì)待處理廢水進(jìn)行物化處理后，廢水中的懸浮物的去除率可達(dá)70%，具體質(zhì)量濃度小于150 mg/L；廢水中鈣的去除率可達(dá)80%以上，具體質(zhì)量濃度低于50 mg/L。

2.2 生化處理效果分析

生化處理效果即為整個(gè)廢水處理工藝的處理效果。為驗(yàn)證生化處理效果，對(duì)最終所得水質(zhì)進(jìn)行分析，主要對(duì)其中的懸浮物、CODcr值、氨氮以及pH值進(jìn)行檢測(cè)，各個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果如下：

1）經(jīng)生化處理后，水質(zhì)中的懸浮物質(zhì)量濃度低于25 mg/L，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求；

2）經(jīng)生化處理后，水質(zhì)中的CODcr質(zhì)量濃度低于60 mg/L，總的去除率高達(dá)89%，水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求；

3）經(jīng)生化處理后，水質(zhì)的pH值平均為7.2～7.5，偏中性，水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)論

為提升廢水處理效果，本文基于物化-SBR 處理工藝對(duì)廢水進(jìn)行處理。并得出如下結(jié)論：

1）適合本文所研究廢水的最佳物化參數(shù)如下：溫度控制在20℃～30 ℃、混凝劑的最佳投放量為170 mg/L，pH值控制在6.5～7.5。實(shí)踐表明，經(jīng)物化處理后廢水中的懸浮物的去除率可達(dá)70%，具體質(zhì)量濃度小于150 mg/L；廢水中鈣的去除率可達(dá)80%以上，具體質(zhì)量濃度低于50 mg/L。

2）經(jīng)物化-SBR 處理后，所得水質(zhì)的懸浮物質(zhì)量濃度低于25 mg/L，ρ（CODcr）值低于60 mg/L，pH值偏中性，均滿足水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。