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多级悬浮填料生物反应器处理石化废水

2021-07-23 23:40:28| 来源:| 编辑:| 点击:0次

多级悬浮填料生物反应器处理石化废水

摘要:采用多级悬浮填料生物反应器处理石化废水,在填料投加率为50%、水力停留时间为8 h的工况条件下,当进水BOD5为108~234 mg/L、CODCr为253.4~444.6 mg/L、NH3-N为20.8~26.2 mg/L时,二级反应器对其平均去除率分别为90.7%、74%和53.2%; 三级反应器对其平均去除率分别为93.7%、77.7%和84.6%,这说明采用多级反应器在保证有效去除BOD、COD等有机污染物的同时,可以大大提高对NH3-N的去除效果。

关键词:多级悬浮填料 生物反应器 石化废水 分级处理

Use of Multistage Suspended Carrier Bioreactor for Treatment of Petrochemical Wastewater

Abstract: The multistage suspended carrier bioreactor was used to treat petrochemical wast ewater.The treatment effect was studied at the carrier dosage rate of 50% and hy draulic retention time of 8 h.For the influent concentration of BOD5 108~234 mg/L,CODCr 253~444.6 mg/L,and NH3-N 20.8~26.2 mg/L,the average

removal rate of these pollutants is respectively 90.7%,74%,and 53.2% in the sec ond stage reactor,and 93.7%,77.6%,and 84.6% in the third stage reactor.It means that use of multistage reactor can greatly improve NH3-N removal efficiency,wh ile achieving the effective removal of BOD and COD.

Keywords: multistage suspended carrier; bioreactor; petrochemical wastewater; staged treatment

悬浮填料生物反应器是近几年国内外研究的一种新型附着生长型生物膜反应器[1、2],其核心部分是一种特殊填料(能在反应器中保持悬浮状态)。微生物在填料表面生长的过程中,填料在水中充分流化以保持微生物得以充分利用溶解氧和良好的传质条件。

20世纪80年代国内曾开展了悬浮填料生物接触氧化法处理城市污水的研究,但由于当时采用的是活性炭、石英砂、无烟煤等填料[3](其密度在1.5~2.5g/cm3之间),故需 要较大的动力消耗才能使填料流化,而同济大学经过多年研究开发的新型实用专利产品悬浮填料[4],使该反应器的各项性能有了很大提高。本研究是在大量小试成功的基础上,在上海石油化工股份有限公司水质净化厂进行的。

上海石油化工股份公司水质净化厂的废水来源于上海石化乙烯厂、化工一厂、化工二厂、维纶厂、腈纶厂等的工业废水和该地区的生活污水(其比例约为3∶1),一般情况下原水水质如 表1所示。

表1 原水水质 pHCODCr(mg/L)BOD5(mg/L)NH3-N(mg/L)浊度(NTU)SS(mg/L)6~9200~700100~35015~3530~20050~400

目前该厂采用的工艺流程见图1。

该厂处理水量为138 800m3/d,总水力停留时间为23 h,其中推流曝气池的水力停留时间为8 h。在运行过程中发现,该工艺对BOD5、COD的处理效果良好,但出水中氨氮浓度常超过15 mg/L。在此背景下开展的悬浮填料生物反应器应用于石化废水处理的研究,以探索在不改变其构筑物结构的情况下仅靠投加填料使其实现生物硝化从而达到提高氨氮去除率的可能性。

1 试验材料、主要设备和方法

1.1 填料

本研究所采用的填料是50 mm×50 mm圆柱型,由不同面积的翼板、底板构成(见图2)。

填料的比表面积为278m2/m3,密度<1。该生物载体若直接放于曝气池中,不曝气时浮于水面,曝气时则仅需与一般曝气池相同的曝气量即可流化于整个曝气池。由于翼板表面利于生物膜的生长和自然脱膜,因此不会结团,翼板间的空隙也不会堵塞。由于该填料具有良好的通气性、过水性,所以对曝气池的布气、布水设备没有特殊要求,可省去专门用于捆绑载体的支架。

1.2 主要设备

试验工艺流程如图3所示。

进水取自水质净化厂调节池,经中试调节池后用阀门控制反应器进水量。悬浮填料生物反应器有效体积为3.6m3(长×宽×高为3 m×1 m×1.2 m),分为相等的3格(前一级的出水为后一级的进水),反应器内设有穿孔曝气管,空气来自厂方进气管气源,反应器内 以悬浮填料作生物载体,气水比控制在(6~15)∶1范围内。由于反应器的每一级均呈正方形,曝气均匀、填料流化状态良好,故均可将其视作完全混合反应器,即在每一级的任何一点取水沉淀后均可作为该级反应器的出水,而考察多级悬浮填料生物反应器去除污染物的效果就是按照这种思路进行的。

1.3 水质分析

水样:为全天混合样,其中进水是沉淀10 min后的上清液,反应器前两级出水是取相应的反应器内任何位置的混合水沉淀2 h后的上清液,三级出水为最终出水。每天定时取水混合后 放入冰箱内进行分析。

分析方法:CODCr采用快速铬法,NH3-N采用纳氏试剂光度法,DO采用YSI MODEL58型溶氧仪测定,浊度采用浊度仪法,SS采用重量法,还需定期进行微生物镜检。

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