SBR工艺处理模拟酱油废水及混凝脱色研究

王笑悦, 左金龙,，王雪微，杨鑫国，陈大祥，穆德颖

(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；3. 哈尔滨商业大学 食品工程学院环境工程系，哈尔滨 150076)



SBR工艺处理模拟酱油废水及混凝脱色研究

王笑悦1,2, 左金龙1,2,3，王雪微1，2，杨鑫国1,2，陈大祥1,2，穆德颖3

(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；3. 哈尔滨商业大学 食品工程学院环境工程系，哈尔滨 150076)

酱油废水中含有大量有机物，废水中COD和色度很高，本实验用SBR工艺去除模拟酱油废水中的COD和氨氮，并用混凝工艺去除色度，实验表明, 在pH为7，曝气3 h时，COD的去除率达到86.9%，随着时间的延长，COD与氨氮的去除率分别达到94.9%、83.7%.SBR出水用混凝工艺去除色度，色度可降到40倍左右.

酱油废水；SBR；COD

酱油是一种发酵食品，在生活中用来调色、调味，普遍存在于我们的生活中，但同时也带来严重的环境污染问题.生产酱油产生的废水是做成酱油总量的8倍左右[1].废水中含有大量有机物和色素等成分[2].氮、磷的存在还会引起水体富营养化，导致水生生物缺氧以至死亡，水质腐败变臭[3]，对人畜健康不利，酱油废水的BOD/COD>0.5,可生化性好[4]，适宜用生物法处理.

SBR工艺即序批式活性污泥法，将调节池、初沉池、生物降解、沉淀池和排水集中于一个反应器中，节省空降，便于应用[5].污水先后经过进水、反应(曝气)、沉淀、排水、闲置流程，如此往复[6].

1 实验部分

1.1 实验仪器

电子天平，北京赛多利斯仪器有限公司；电热鼓风干燥箱(DHG-9123A)，上海-恒科技有限公司；微波消解装置，韶关市泰宏医疗器械有限公司；752紫外可见分光光度计，上海菁华科技仪器有限公司

1.2 实验装置

SBR反应器容积10 L，材质为有机玻璃.通过气泵供气，于进气装置上安置转子流量计控制曝气量，反应器以曝气头进行曝气.排水口设置在距反应器底部10 cm处，下部设置排泥口.用时间控制器来变换SBR反应器不同阶段的操作.在反应器主体壁上沿垂直方向，均匀开有4个取样口，底部采用圆锥形设计，反应器最下端设有排泥管.

1.3 实验用水

实验所用水为模拟酱油废水，市面购入哈尔滨正阳河酱油，按比例进行稀释. 水质参数见表1.

表1 水质参数

1.4 所用污泥

实验所用的污泥，来自某污水处理厂二沉池回流污泥，污泥活性较低，呈现黑褐色，杂质较多，含水量大，无法直接使用.先静置滤掉污泥中的水分，然后进行污泥驯化，使微生物生长[7]，污泥呈现黄褐色，有土腥味，污泥质量浓度在3 500～4 500 mg/L，SV稳定在30～35之间，沉降性能良好[8].

1.5 SBR反应器的运行

进水：本实验采用半限制曝气方式，即进水后再曝气[9]；反应：先搅拌0.5 h，再曝气3 h；沉淀：曝气停止后沉淀静置2 h[10]；排水：排掉部分废水和剩余污泥；闲置：其余时间闲置，此时反应器内无废水，使微生物恢复活性，为下一个周期做好准备[11].

1.6 pH对COD去除效果的影响

分别用盐酸和氨水分别调节废水pH值为4、5、6、7、8、9，探究pH变化与COD去除效果的研究.

由图1可知，当水环境在中性时，去除COD效果最好，达到86.9%，在偏酸或偏碱时效果都不理想，说明COD在微生物的作用下而去除，微生物适宜在中性条件下生存，因此控制pH为7[12].

1.7 COD的去除情况

由图2可知，初始COD质量浓度在1 500～2 500 mg/L之间，随着时间的延长，出水COD逐渐降低，去除率升高，达到94.9%.当SBR进行曝气时，废水与活性污泥充分混合，此时污泥中微生物利用废水中的有机物新陈代谢并增殖，将有机污染物转化为二氧化碳、水等无机物，在沉淀期，微生物细胞物质与水沉淀分离[13].

图1 pH对COD去除效果的影响

图2 COD的去除情况

1.8 氨氮的去除情况

由图3可知，初始氨氮质量浓度在74～96 mg/L之间，出水氨氮质量浓度在15～21 mg/L之间，随着时间的延长，氨氮去除率逐渐升高，达到83.7%，达到二级排放标准.

图3 氨氮的去除情况

2 混凝工艺去除色度

单独加入PAC，酱油废水出现絮状物，加入Ga2+与PAC与酱油废水中糖类、氨基物质结合形成沉淀，达到助凝剂的作用，去色效果显著[14-16]，因此采用PAC与氢氧化钙组合去除酱油中色素.

2.1 先经混凝工艺除色再经SBR反应器处理

配制酱油废水色度为300～500倍，取500 mL加入混凝剂PAC和助凝剂氢氧化钙各0.5 g，经SBR反应后，也达不到污水二级排放标准，还需再次除色，且增加产泥量，因此先除色不可行.

2.2 先经SBR反应器处理再经混凝工艺除色

模拟酱油废水的色度因SBR反应器内部分活性污泥的吸附和稀释而降低，取500 mL经SBR反应器处理的模拟酱油废水，色度为350倍左右，加入0.5 gPAC和0.5 gGa(OH)2待沉淀后过滤，调节pH值为7～8时，色度降低到40倍左右，达到二级标准. 由图4可知，出水再经混凝工艺处理，模拟酱油废水色度明显降低，当pH值为7时，色度为40倍，效果最好.

图4 pH对色度去除的影响

3 结 语

综上，通过SBR工艺可有效去除酱油废水中

COD和氨氮，在pH 值为7、曝气时间为3 h时，COD与氨氮的去除率可达到94.9%、83.7%.先经SBR处理再除色是相对经济可行的方法，经SBR处理后再用PAC和助凝剂氢氧化钙混凝除色，当pH值为7时，色度降到40倍左右.

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Study on treatment of simulated soy sauce wastewater and coagulation decolorization by SBR process

WANG Xiao-yue1,2, ZUO Jin-long1,2,3, WANG Xue-wei1,2,YANG Xin-guo1,2, CHEN Da-xiang1,2, MU De-ying3

(1. Life Science and Environmental Science Research Center, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China; 2. Research Center of National Ministry of education for Cancer and Natural Medicine, Harbin 150076, China; 3. Department of Environmental, School of Food Engineering, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)

Soy sauce wastewater contains a lot of organic matters. COD and color are very high in wastewater. In this paper, the SBR process was used to remove the COD and color of simulated soy sauce wastewater. It was concluded that, when pH was 7, and the aeration time was 3 h, and the removal rate of COD was 86.9%. With the increase of the initial COD, the effluent COD was increased, and the removal rate was decreased. When the effluent wastewater was treated with PAC and Ga(OH)2, the color can be reduced to about 40 times, reaching the two level of sewage discharge standard.

soy sauce wastewater; SBR; COD

2016-06-21.

黑龙江省自然科学基金(E201355)

王笑悦(1992-)，女，硕士，研究方向：水处理技术.

左金龙(1970-)，男，博士，教授，研究方向：水处理技术

X792

A

1672-0946(2017)03-0277-03