厌氧法－好氧法对豆奶废水处理的效果影响

李 彪，左金龙，刘志维，唐含清，闫 飞，李 辉

(1.哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心，哈尔滨 150076;2.国家教育部 抗肿瘤天然药物工程研究中心，哈尔滨 150076)

大豆营养丰富，保健功能强，大豆中含有大量的蛋白质，且氨基酸组成合理，并具有生理活性功能，因此大豆制品越来越受广大消费者的欢迎，豆奶更因为其营养丰富且极易被消化吸收的优点倍受消费者喜爱，因此人们对豆奶的需求的越来越大，产生的废水排放量随之也越来越大［1－2］，所以对豆奶废水的处理显得非常重要［3－6］.国内外处理豆奶废水主要采用的生物处理法有活性污泥法、UASB、接触氧化法、生物转盘等工艺［7－11］.但这些处理豆奶废水方法中大多有设备耗资大，管理要求高，且伴有异味产生及占地面积大等弊端，SBR 法处理豆奶废水具有工艺简单、处理能力强、占地面积少、运行方式灵活等优点，是一种较为经济实用的处理工艺［12－13］.

1 材料与方法

1.1 实验水质

实验废水来自某豆奶粉加工厂，具体水质参数如表1所示.

表1 进水水质参数

1.2 实验装置与方法

厌氧反应器包括2 L 烧杯一个，磁力搅拌器一台，加热棒保证反应器内温度在25 ℃左右.好氧反应器包括WT600－2J 蠕动泵两台，ACO 系列电磁式空气泵一台.具体工艺流程图如图1所示.

图1 实验示意图

1.3 分析检测项目

1.4 实验运行条件

本实验采用厌氧－好氧的运行方式，实验共运行60 d.污泥培养驯化阶段，每天4个周期，每个周期6 h.每周期由以下部分组成:进水、缺氧搅拌、好氧曝气、静止沉淀、排水和闲置待机(不同工况下各个阶段时间不同).1个周期运行的时间包括:瞬时进水8 min、缺氧搅拌0.5 h、好氧曝气3 h、沉淀2 h、出水8 min，其余时间为待机.系统正式运行期间，每天一个周期，每周期20 h，每周期厌氧搅拌16 h、厌氧静沉1 h、厌氧排水8 min(400 mL)、好氧曝气3 h，其余为待机时间.每周期结束后排放一定体积的泥水混合液，一般为30 mL，控制系统的污泥龄在10～15 d，MLSS 控制在2 500～3 000 mg/L.

1.5 参数控制

厌氧反应器内的温度控制在(35 ±1)℃，采用中温厌氧反应温度［14－15］;好氧反应器内的温度控制在25 ℃.厌氧反应器中的pH值控制在7.2 左右，好氧反应器内的pH值控制在6.5～8.5 范围内.

2 结果与讨论

本试验重点考察了曝气时间、进水COD 质量浓度在特定反应条件下对厌氧－好氧法处理豆制品废水的影响，主要分析了及COD 质量浓度在一个运行周期内的降解情况.

2.1 好氧曝气时间对好氧运行效果的影响

2.1.1 好氧曝气时间对系统中COD 去除效果的影响

如图2所示，好氧进水后，系统中的COD 质量浓度迅速下降，主要是由于将废水加入反应器后，COD 在反应器中瞬间稀释所产生的效果.由图2可见COD 在整个反应过程一直呈下降的趋势，是因为微生物在整个反应周期将利用有机物提供自身的生长代谢以及去除N、P 的能量.曝气1 h 时COD 去除率可达到75%左右，曝气2 h 时COD 的去除率为80 %左右，曝气3 h 时去除率为82%～85%左右，从COD 去除率角度分析，在曝气时间3 h 时的COD 去除率最高且去除效果非常明显.

图2 曝气时间对COD 的去除效果

如图3所示，好氧进水后氨氮在反应初期迅速下降，主要原因是进入反应器后迅速被稀释.进入硝化阶段后，系统中的硝化细菌地将氧化为亚硝酸盐或者硝酸盐，系统中的下降很快.图3 中的变化趋势符合理论的变化趋势，即在进水后质量浓度迅速下降，曝气1 h 后开始平缓下降，但图3中下降的幅度并不相同，反映于系统对的去除率.在曝气时间为1 h 时，去除率不是很稳定，在60%～70% 之间，但去除效果还是非常明显.曝气2 h 时去除率达到了90%左右，曝气3 h 时去除率达到了95%以上.实验数据表明，在曝气在3 h 时去除率达到95%以上，去除效果非常明显.

图3 曝气时间对的去除效果

图4 曝气时间对的去除效果

3 结论

1)采用SBR 法处理豆奶废水，当废水COD 质量浓度在2 000～2 500 mg/L，对废水中的COD 具有较好的降解能力，处理效果稳定，且结构简单，运行稳定，具有可行性.

2)综合分析了在好氧段不同的曝气时间对氨氮、磷酸盐及COD 的去除率的影响，在曝气3 h时，COD 的去除率达到82%～85%，氨氮的去除率达到95%以上，磷酸盐的去除率95%以上.

3)实验废水来自某豆奶粉加工厂，实践中需要进一步验证，从而为豆奶废水处理提供一种有效、可行的方法.

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