厭氧-好氧法處理校園污水的研究

邵琪珺

(無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)課教學(xué)部,江蘇 無(wú)錫 214121)

厭氧-好氧法處理校園污水的研究

邵琪珺

(無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)課教學(xué)部,江蘇 無(wú)錫 214121)

對(duì)某校園污水的來(lái)源、主要污染物等進(jìn)行了調(diào)查研究,確定采用厭氧—好氧工藝處理,COD的去除率可達(dá)78%。

校園污水;厭氧—好氧;化學(xué)需氧量

隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)和工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展,用水量及排水量正逐年增加,而有限的地表水和地下水資源又被不斷污染,加上水資源在地區(qū)和時(shí)間上的分布不均和周期性干旱,導(dǎo)致淡水資源日益短缺,水資源的供需矛盾呈現(xiàn)出愈來(lái)愈尖銳的趨勢(shì)。目前地球上每年排放污水約 5 000億噸,其中90%未得到必要的處理。中國(guó)的松花江、遼河、黃河、淮河、海河、長(zhǎng)江、珠江等七大水系都有不同程度的污染。防治水污染,保護(hù)水資源是我們面臨的當(dāng)務(wù)之急。預(yù)計(jì) 2020年前世界人口仍將快速增長(zhǎng)。伴隨著人口的增長(zhǎng),人類對(duì)水的需求不斷增加,污水的產(chǎn)生量也越來(lái)越大。全世界許多地區(qū)的可用水資源已經(jīng)接近或達(dá)到極限,污水的處理和再生利用無(wú)疑成為保護(hù)和擴(kuò)充水源的可行方法。

2008年底至 2009年 10月,學(xué)院第五批創(chuàng)新課題之一“校園污水處理和再生利用”項(xiàng)目實(shí)施完成。本項(xiàng)目通過(guò)調(diào)查研究、實(shí)地考察,掌握了學(xué)院新校區(qū)污水的主要來(lái)源、水中主要污染物和排放情況。通過(guò)對(duì)新校區(qū)排污口的水質(zhì)進(jìn)行取樣、檢測(cè)分析,首先確定污水中主要污染物為 COD,再將污水通過(guò)理化中心實(shí)驗(yàn)室的“小型污水處理及中水回用”實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行處理,該裝置采用厭氧—好氧法生化處理工藝,經(jīng)過(guò)缺氧酸化和接觸氧化兩個(gè)階段處理污水,出水能達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (GB18918—2002),實(shí)驗(yàn)得到的中水,還可以進(jìn)行循環(huán)利用。

1 廢水的來(lái)源

學(xué)院污水主要為生活污水,主要污染物指標(biāo)為COD(化學(xué)需氧量)和 SS(懸浮物質(zhì))。另外學(xué)院內(nèi)錫鐵巷浜的水也是一潛在污染源,該河的下游原來(lái)是流向五里湖,太湖流域藍(lán)藻爆發(fā)后本市規(guī)定不能有一滴廢水排入五里湖,現(xiàn)下游出水口已被堵死,該河 COD應(yīng)較高。學(xué)院的排污口主要有兩處,一是南門外,二是體育場(chǎng)附近。確定采集這兩處排污口的污水和院內(nèi)錫鐵巷浜的水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 COD的測(cè)定方法[1]

借鑒某環(huán)境監(jiān)測(cè)站的經(jīng)驗(yàn),確定用“半微量快速烘箱法”測(cè)定 COD,該方法比常規(guī)的重鉻酸鉀法要省時(shí)和方便。

2.1.1 主要試劑

0.1m ol/L K2C r2O7-2%A g2SO4-30m ol/ LH2SO4氧化液:稱取在 105℃烘箱干燥 2h的優(yōu)級(jí) K2Cr2O74.9 036g,同時(shí)稱取 20g A g2SO4溶于166mL蒸餾水中,加入 843mL濃硫酸,冷卻后,用水稀釋至 1 000m l。

0.02m ol/L亞鐵溶液:稱取 8.00g Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O置于 1 000mL試劑瓶中,加入含20mL濃硫酸的蒸餾水 1 000mL,用時(shí)標(biāo)定。

試亞鐵靈指示劑:稱取 1.485g試亞鐵靈溶于少許蒸餾水中,加入 695mLFeSO4·7H”2O,稀釋至 100mL,盛于棕色瓶中。

無(wú)還原物質(zhì)的二次蒸餾水:每 1 000mL水中加入少許高錳酸鉀和 2mL濃硫酸,進(jìn)行蒸餾,再重復(fù)蒸餾一次。

2.1.2 操作方法

用移液管準(zhǔn)確吸取 10mL氧化液于 250mL三角燒瓶中,吸取廢水樣 5mL加入其中,上蓋以100mL小燒杯(一是防止漂浮物進(jìn)入,二是防止加熱時(shí)液體蒸發(fā))。放入已升溫至 160℃的烘箱中,溫度穩(wěn)定在 160℃,計(jì)時(shí) 20m in,取出冷卻,瓶?jī)?nèi)加入 30mL蒸餾水,待完全冷卻后,加入二滴試亞鐵靈指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)亞鐵溶液滴至亮綠色變成紅褐色至終點(diǎn)。

空白實(shí)驗(yàn)用二次蒸餾水代替水樣,同樣烘 20 m in后用亞鐵溶液滴定。COD的計(jì)算公式如下:

式中 a為空白滴定時(shí)消耗亞鐵溶液體積 (以mL為單位);b為廢水水樣滴定時(shí)消耗的亞鐵溶液體積(以mL為單位);V水樣為水樣體積 (以 mL為單位);CFe2+為亞鐵溶液濃度。

亞鐵溶液濃度須隨時(shí)標(biāo)定,方法如下:

取 10.00mL重鉻酸鉀溶液置于 500mL錐形瓶中,用水稀釋至約 100mL,加 30mL濃硫酸,混勻,冷卻后,加 3滴試亞鐵靈指示劑,用亞鐵溶液滴定溶液,顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色變?yōu)榧t褐色,即為終點(diǎn)。記錄此時(shí)亞鐵溶液的消耗量 V。亞鐵溶液濃度計(jì)算公式如下:

式中V為滴定消耗的亞鐵溶液體積 (以 mL為單位)。

2.2 污水處理的工藝與裝置

厭氧—好氧法處理污水工藝包括缺氧酸化和接觸氧化兩個(gè)階段。它可適用于生活、醫(yī)藥、食品各行業(yè)產(chǎn)生的生活、生產(chǎn)廢水處理。整個(gè)處理系統(tǒng)主要由隔柵、水箱調(diào)節(jié)池、曝氣沉砂池、酸化池 (厭氧段)、接觸氧化池 (好氧段)、二沉池、污泥濃縮池、風(fēng)機(jī)和泵等組成。實(shí)驗(yàn)裝置全部池體為透明有機(jī)玻璃組成。整套裝置尺寸為 2.5mm×0.6mm ×1.8mm。

污水先經(jīng)隔柵去除大顆粒和纖維狀雜質(zhì)后流入調(diào)節(jié)池,然后通過(guò)泵輸入沉砂池再流入酸化池進(jìn)行酸化水解(池內(nèi)設(shè)有攪拌設(shè)備)。這一階段主要調(diào)勻污水水質(zhì),將不易降解的大分子有機(jī)物水解成小分子和可溶性物質(zhì),初步降解有機(jī)物。同時(shí)完成硝化作用,最終消除氮的污染。

酸化池的出水進(jìn)入接觸氧化池,接觸氧化是一種以生物膜法為主,兼有活性污泥法的生物處理裝置。通過(guò)風(fēng)機(jī)和充氧曝氣,使污水的有機(jī)物與池內(nèi)生物膜充分接觸,利用好氧微生物的吸附降解功能,將小分子和可溶性物質(zhì)再進(jìn)一步降解成二氧化碳和水。接觸氧化池的出水再進(jìn)入二沉池,以去除剝落的生物膜和活性污泥,水通過(guò)流入沙慮柱過(guò)濾,出水又回流入清水池,清水可用水泵抽出回用,部分污泥回流調(diào)節(jié)池。工藝流程如圖 1。

圖 1 污水處理工藝Fig.1 The technical procedure of the treatm ent to sew age

2.3 污泥接種與馴化[2]

首先檢查整套設(shè)備的完整性,用清水撿漏。再將接觸氧化池內(nèi)的聚丙烯填料放置好。啟動(dòng)污水處理系統(tǒng)需培養(yǎng)數(shù)量足夠的細(xì)菌族群并加以馴化,從污水處理廠直接“接種”是較有效的。活性污泥從無(wú)錫石油化工總廠污水站取得,大約 25～50L泥水混合物。將混合物稀釋后導(dǎo)入接觸氧化池,同時(shí)加磷酸二氫鈉和葡萄糖營(yíng)養(yǎng)液,開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī),進(jìn)行曝氣,使氧化池內(nèi)填料掛膜,三天后,用顯微鏡觀察污水中微生物繁殖情況,發(fā)現(xiàn)有游動(dòng)性纖毛蟲,系統(tǒng)啟動(dòng)成功。

2.4 試驗(yàn)運(yùn)行

將學(xué)院內(nèi)三處采集點(diǎn)取的水樣,分別在裝置上運(yùn)行處理,比較進(jìn)水和出水的 COD,檢驗(yàn)處理效果。

表 1 進(jìn)水和出水的COD比較Tab.1 The relationship betw een COD of input and outputw ater

開(kāi)通整套裝置,先按 5L/h流量進(jìn)水,逐步加大到 20L/h,等豎流式二沉池底部有較多污泥時(shí),可從二沉池底部排泥,二沉池出水經(jīng)濃縮池過(guò)濾回用流入清水池,測(cè)定濃縮池出水的 COD。

水樣的需量很大以保證裝置運(yùn)行的連續(xù)性。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行了一星期,每天早上采集水樣,污水在接觸氧化池的停留時(shí)間一般為 4h,在二沉池停留 1h,傍晚檢測(cè)濃縮池出水的 COD,實(shí)驗(yàn)室的溫度保持在 22℃。

表 1為三處采樣點(diǎn)的進(jìn)出水的平均 COD

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)進(jìn)水流量保持 20L/h時(shí),裝置運(yùn)行良好,三處污水 COD的去除率達(dá)到78%,出水能達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (GB18918—2002)[3]。

因客觀條件的限制,實(shí)驗(yàn)未測(cè)量污水的 SS、N等其他指標(biāo)。裝置處理生活污水的負(fù)荷應(yīng)能進(jìn)一步提高,另外裝置對(duì)生活污水的脫氮效果等實(shí)驗(yàn),均未做深入研究。對(duì)校內(nèi)錫鐵巷浜河水檢測(cè)時(shí),由于采樣點(diǎn)位置的選擇,也導(dǎo)致 COD明顯偏低。

污水處理和檢測(cè)對(duì)我院的學(xué)生來(lái)說(shuō)是全新的課題,整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施是“摸著石頭過(guò)河”,在探索和學(xué)習(xí)中完成的。創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施鍛煉了學(xué)生的能力。目前我院學(xué)生的環(huán)境理論教育已普及,但實(shí)踐教學(xué)還不夠,該項(xiàng)目的開(kāi)展為學(xué)生提供了平臺(tái)。

[1] 國(guó)家環(huán)保總局編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].4版.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[2] 賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1999.

[3] 國(guó)家環(huán)保局,國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)—污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) (GB18918—2002)[S].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

The Treatment to CampusDomestic Sewage by Anaerobic-Aerobic Process

SHAO Q ijun
(D epar tm ent of Foundation Courses,Wuxi Institute of Technology,Wuxi 214121,China)

The source and main pollutant of the domesticse wage from one campus were investigated. Based on this,anaerobic-aerobic process w as suggested to treat the waste water.The removal efficiency of COD was about78%1

campus dom esticse wage;anaerobic - aerobic;COD

O 69

:A

:1671-7880(2010)05-0064-03

2010-08-24

邵琪珺(1969— ),女,江蘇無(wú)錫人,副教授,碩士。