提高工業污水COD處理效率的研究

胡凱(南通醋酸化工股份有限公司，江蘇 南通 226000)

0 引言

水是人類生活的根本，也是工業發展的基礎。由于我國工業化進程的加快，使得工業得到了快速的發展，伴隨的工業廢水排放及處理問題也愈發緊促。由于工業廢水的排放量較大，加上廢水中含有的有毒物質較多，因此，工業廢水的排放，必須先經過處理達到相關排放標準后，方可進行排放，即可以在污水處理廠進行處理。如果未經允許私自排放污水，會造成環境污染，尤其是會加重水污染。通常情況下，在污水處理廠進行廢水處理的過程，通過指示器來檢測廢水是否達到處理標準即可。而廢水中化學需氧量的測量，就是檢測廢水達標率的主要手段之一。

1 化學需氧量的概念和原理

由于各種有機物質的作用，使得強氧化劑在處理污水樣品的過程中，會一定程度的降低水的性能。同時，還會消耗一定的氧氣，而這個過程中需要的氧氣量就是化學需氧量。化學含氧量可以反映出水污染的程度，兩者呈現正比例關系，即化學需氧量越高，水污染的程度就越深。氧化劑以及還原性物質的不同，也會影響COD的測量值。因此，應結合廢水的實際情況以及測量目標，恰當的選擇氧化劑。目前使用較為廣泛的氧化劑分別是：高錳酸鉀、重鉻酸鉀，二者構成不同，又有優勢。

2 活性污泥對工業污水COD處理效率的影響

2.1 實驗材料及方法

主要實驗儀器包括：COD測速儀、電動攪拌器以及燒杯和取樣筒。

2.2 實驗用水與測定方法

本次實驗所用的污水，是來自天津的某石化工廠的污水處理廠。其中，COD的測定采用的是速測儀以及SS測定，從兩方面著手進行重量測定。所以采用的是旋流沉砂池進水，同時，其配置為泥水混合液，并將其攪拌好曝氣之后才使用。在其吸附一定時間之后，將其沉淀，最后測定其清液中的COD。

2.3 實驗的結果及其分析

簡單來說，就是活性泥吸附COD的原理就是，利用水中的微生物進行吸附，然后，通過一定的環節處理來剔除COD。值得注意的是，剩余污泥的添加量會影響COD的去除效果，所以，實驗過程中會加入不同濃度的污泥，分別進行曝氣，曝氣的時間為15min，并且進行30min的沉淀，最后在測量其清液中的COD。

不同的助凝劑對其水中COD的吸附效果是不同的，其效果主要如表1所示。

表1 助凝劑對其污泥吸附COD的效果

通過實驗可以看出，泥水的接觸時間對活性污泥的吸附效果也有一定的影響，通常，以25min為界限，在25min之內，吸附效果會提升，但是超出時間線之后，其吸附效果會持續性的下降。出現該現象的原因之一是，曝氣的時間較長，導致污泥出現絮散的現象，因此，COD的含量增加。或者是泥水的接觸時間較長，使得已經吸附的COD又被釋放出來。因此，實驗隨后得出的結論是，泥水接觸的最佳時間為25min及其以內。

3 高效COD降解工業污水實驗

3.1 實驗材料及方法

實驗廢水取自天津某石化廠，其pH為6.8，COD為1480mg/L。

實驗選擇的活性污泥均來自天津某石化廠的污水處理廠，在實驗之間，沒有經過加工處理。

本次實驗中所采用的高效COD降解菌是來自天津化工研究設計院，其有效菌種數量可以達到109cfu/mL。

如圖1所示，實驗采用兩組生物反應器，反應器的體積均為SL，此外，實驗采用的運行方式為序批式。每個實驗周期由4個子環節構成，即進水—反應—沉淀—出水。其中，對照組采用的是常規的活性污泥；實驗組則是在常規活性污泥的基礎上，添加一定含量的高效COD降解菌，其余的實驗條件保持一致。

3.2 分析方法

實驗中的COD含量的測定，選擇分光光度法；pH值的測定使用梅特勒便攜式酸度計進行測定；污泥濃度依舊采用重量法進行測定；溶解氧的測定，選擇的是哈希便攜式溶解氧測定儀。

圖1 實驗用反應器示意

3.3 實驗結果分析

同時啟動兩組生物反應器，同時，添加石化廢水，廢水中的COD控制為1000mg/L。對照組和實驗組的初始污泥質量濃度分別為2.73g/L和2.71g/L。值得注意的是，兩組的反應器曝氣量應保持一致，即其溶解氧的含量要保持在2.3mg/L。在24h的運行周期中，要保證有22h的反應時間，然后剩余時間為進水—沉淀—出水三環節的耗時。如圖2所示，是連續運行18個周期之后COD的去除率情況。

圖2 對照組與實驗組反應器啟動及COD去除率比較

如圖2所示，是兩組反應器COD去除率比較圖，雖然第9～13周期向實驗組持續添加了高效COD去除菌，但是結果表明，COD的去除率并沒有明顯的增加；在第14～18期停止向實驗組增加高效COD去除菌，但是，該周期階段的去除率也沒有出現下降的趨勢。

對兩組實驗數據進行調整，即反應器的停留時間和進水、沉淀、出水以及進水COD的含量保持不變。在兩組的COD去除率達到圖2的效果之后，將進水COD由原來的1000 mg/L提升到1200 mg/L，并且，連續運行24個周期，最后考察高效COD降解菌對進水沖擊的耐受情況。如圖3所示，是調整好后的實驗結果圖。其中，前3個周期為置換期；第4～9周期為新負荷狀態下的兩組反應器的穩定器；接著是第10～20周期，對實驗組進行添加高效COD降解菌；到第20～24周期，是實驗組在添加高效COD降解菌之后的運行穩定期。

圖3 高效COD降解菌對進水沖擊的耐受情況

如圖3所示，是高效COD降解菌對進水沖擊的耐受情況，從圖中可以看出，在COD負荷200/mg時，實驗組由于添加了高效COD降解菌，因此，其污染物的去除率有所下降，但是下降幅度較小，為3%；對照組的去除率下降幅度較大，為實驗組的2倍，下降幅度為6%。由此可以看出，在添加高效COD降解菌之后，在一定程度上可以抵抗進水沖擊性。

(1)由上述實驗可知，對于工業廢水COD處理，在添加高效降解菌之后，污泥吸附COD的效率可以提高到12%～14%。

(2)在保持相同處理效果情況下，向常規污泥系統中投加高效COD降解菌可縮短停留時間，進而增加處理水量。

(3)通過對照組和實驗組的實驗對比發現，在保持同等實驗條件的前提下，通過向實驗組添加一定量的高效COD降解菌，可以縮短停留時間，從而增加處理水量。此外，當進水負提高20%時，普通的活性泥吸附能力下降6%左右，而添加過高效COD降解菌的實驗組，其污染物去除率僅下降3%左右，因此，投加高效COD降解菌可增強系統的抗沖擊性。

4 結語

隨著工業的快速發展，工業廢水的排量大幅度的增加，因此，加強廢水檢測便在廢水處理領域中發揮著重要作用，在經過處理之后，有利于促進廢水質量的達標排放。在廢水的檢測和處理過程中，應積極創新現有的檢測和處理方法，使廢水檢測在工業廢水處理中發揮著更加重要的作用。