厌氧-好氧法处理校园污水的研究

邵琪珺

(无锡职业技术学院基础课教学部,江苏 无锡 214121)

厌氧-好氧法处理校园污水的研究

邵琪珺

(无锡职业技术学院基础课教学部,江苏 无锡 214121)

对某校园污水的来源、主要污染物等进行了调查研究,确定采用厌氧—好氧工艺处理,COD的去除率可达78%。

校园污水;厌氧—好氧;化学需氧量

随着世界人口的不断增长和工农业的飞速发展,用水量及排水量正逐年增加,而有限的地表水和地下水资源又被不断污染,加上水资源在地区和时间上的分布不均和周期性干旱,导致淡水资源日益短缺,水资源的供需矛盾呈现出愈来愈尖锐的趋势。目前地球上每年排放污水约 5 000亿吨,其中90%未得到必要的处理。中国的松花江、辽河、黄河、淮河、海河、长江、珠江等七大水系都有不同程度的污染。防治水污染,保护水资源是我们面临的当务之急。预计 2020年前世界人口仍将快速增长。伴随着人口的增长,人类对水的需求不断增加,污水的产生量也越来越大。全世界许多地区的可用水资源已经接近或达到极限,污水的处理和再生利用无疑成为保护和扩充水源的可行方法。

2008年底至 2009年 10月,学院第五批创新课题之一“校园污水处理和再生利用”项目实施完成。本项目通过调查研究、实地考察,掌握了学院新校区污水的主要来源、水中主要污染物和排放情况。通过对新校区排污口的水质进行取样、检测分析,首先确定污水中主要污染物为 COD,再将污水通过理化中心实验室的“小型污水处理及中水回用”实验装置进行处理,该装置采用厌氧—好氧法生化处理工艺,经过缺氧酸化和接触氧化两个阶段处理污水,出水能达到国家二级标准 (GB18918—2002),实验得到的中水,还可以进行循环利用。

1 废水的来源

学院污水主要为生活污水,主要污染物指标为COD(化学需氧量)和 SS(悬浮物质)。另外学院内锡铁巷浜的水也是一潜在污染源,该河的下游原来是流向五里湖,太湖流域蓝藻爆发后本市规定不能有一滴废水排入五里湖,现下游出水口已被堵死,该河 COD应较高。学院的排污口主要有两处,一是南门外,二是体育场附近。确定采集这两处排污口的污水和院内锡铁巷浜的水进行实验。

2 实验内容

2.1 COD的测定方法[1]

借鉴某环境监测站的经验,确定用“半微量快速烘箱法”测定 COD,该方法比常规的重铬酸钾法要省时和方便。

2.1.1 主要试剂

0.1m ol/L K2C r2O7-2%A g2SO4-30m ol/ LH2SO4氧化液:称取在 105℃烘箱干燥 2h的优级 K2Cr2O74.9 036g,同时称取 20g A g2SO4溶于166mL蒸馏水中,加入 843mL浓硫酸,冷却后,用水稀释至 1 000m l。

0.02m ol/L亚铁溶液:称取 8.00g Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O置于 1 000mL试剂瓶中,加入含20mL浓硫酸的蒸馏水 1 000mL,用时标定。

试亚铁灵指示剂:称取 1.485g试亚铁灵溶于少许蒸馏水中,加入 695mLFeSO4·7H”2O,稀释至 100mL,盛于棕色瓶中。

无还原物质的二次蒸馏水:每 1 000mL水中加入少许高锰酸钾和 2mL浓硫酸,进行蒸馏,再重复蒸馏一次。

2.1.2 操作方法

用移液管准确吸取 10mL氧化液于 250mL三角烧瓶中,吸取废水样 5mL加入其中,上盖以100mL小烧杯(一是防止漂浮物进入,二是防止加热时液体蒸发)。放入已升温至 160℃的烘箱中,温度稳定在 160℃,计时 20m in,取出冷却,瓶内加入 30mL蒸馏水,待完全冷却后,加入二滴试亚铁灵指示剂,用标准亚铁溶液滴至亮绿色变成红褐色至终点。

空白实验用二次蒸馏水代替水样,同样烘 20 m in后用亚铁溶液滴定。COD的计算公式如下:

式中 a为空白滴定时消耗亚铁溶液体积 (以mL为单位);b为废水水样滴定时消耗的亚铁溶液体积(以mL为单位);V水样为水样体积 (以 mL为单位);CFe2+为亚铁溶液浓度。

亚铁溶液浓度须随时标定,方法如下:

取 10.00mL重铬酸钾溶液置于 500mL锥形瓶中,用水稀释至约 100mL,加 30mL浓硫酸,混匀,冷却后,加 3滴试亚铁灵指示剂,用亚铁溶液滴定溶液,颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色,即为终点。记录此时亚铁溶液的消耗量 V。亚铁溶液浓度计算公式如下:

式中V为滴定消耗的亚铁溶液体积 (以 mL为单位)。

2.2 污水处理的工艺与装置

厌氧—好氧法处理污水工艺包括缺氧酸化和接触氧化两个阶段。它可适用于生活、医药、食品各行业产生的生活、生产废水处理。整个处理系统主要由隔栅、水箱调节池、曝气沉砂池、酸化池 (厌氧段)、接触氧化池 (好氧段)、二沉池、污泥浓缩池、风机和泵等组成。实验装置全部池体为透明有机玻璃组成。整套装置尺寸为 2.5mm×0.6mm ×1.8mm。

污水先经隔栅去除大颗粒和纤维状杂质后流入调节池,然后通过泵输入沉砂池再流入酸化池进行酸化水解(池内设有搅拌设备)。这一阶段主要调匀污水水质,将不易降解的大分子有机物水解成小分子和可溶性物质,初步降解有机物。同时完成硝化作用,最终消除氮的污染。

酸化池的出水进入接触氧化池,接触氧化是一种以生物膜法为主,兼有活性污泥法的生物处理装置。通过风机和充氧曝气,使污水的有机物与池内生物膜充分接触,利用好氧微生物的吸附降解功能,将小分子和可溶性物质再进一步降解成二氧化碳和水。接触氧化池的出水再进入二沉池,以去除剥落的生物膜和活性污泥,水通过流入沙虑柱过滤,出水又回流入清水池,清水可用水泵抽出回用,部分污泥回流调节池。工艺流程如图 1。

图 1 污水处理工艺Fig.1 The technical procedure of the treatm ent to sew age

2.3 污泥接种与驯化[2]

首先检查整套设备的完整性,用清水捡漏。再将接触氧化池内的聚丙烯填料放置好。启动污水处理系统需培养数量足够的细菌族群并加以驯化,从污水处理厂直接“接种”是较有效的。活性污泥从无锡石油化工总厂污水站取得,大约 25～50L泥水混合物。将混合物稀释后导入接触氧化池,同时加磷酸二氢钠和葡萄糖营养液,开动风机,进行曝气,使氧化池内填料挂膜,三天后,用显微镜观察污水中微生物繁殖情况,发现有游动性纤毛虫,系统启动成功。

2.4 试验运行

将学院内三处采集点取的水样,分别在装置上运行处理,比较进水和出水的 COD,检验处理效果。

表 1 进水和出水的COD比较Tab.1 The relationship betw een COD of input and outputw ater

开通整套装置,先按 5L/h流量进水,逐步加大到 20L/h,等竖流式二沉池底部有较多污泥时,可从二沉池底部排泥,二沉池出水经浓缩池过滤回用流入清水池,测定浓缩池出水的 COD。

水样的需量很大以保证装置运行的连续性。

3 实验结果与讨论

实验连续进行了一星期,每天早上采集水样,污水在接触氧化池的停留时间一般为 4h,在二沉池停留 1h,傍晚检测浓缩池出水的 COD,实验室的温度保持在 22℃。

表 1为三处采样点的进出水的平均 COD

由实验结果可知,当进水流量保持 20L/h时,装置运行良好,三处污水 COD的去除率达到78%,出水能达到国家二级标准 (GB18918—2002)[3]。

因客观条件的限制,实验未测量污水的 SS、N等其他指标。装置处理生活污水的负荷应能进一步提高,另外装置对生活污水的脱氮效果等实验,均未做深入研究。对校内锡铁巷浜河水检测时,由于采样点位置的选择,也导致 COD明显偏低。

污水处理和检测对我院的学生来说是全新的课题,整个项目的实施是“摸着石头过河”,在探索和学习中完成的。创新项目的实施锻炼了学生的能力。目前我院学生的环境理论教育已普及,但实践教学还不够,该项目的开展为学生提供了平台。

[1] 国家环保总局编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社,2002.

[2] 贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京:中国轻工业出版社,1999.

[3] 国家环保局,国家技术监督局.中华人民共和国国家标准—污水综合排放标准 (GB18918—2002)[S].北京:中国环境科学出版社,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,江苏无锡人,副教授,硕士。