邵琪珺

(無錫職業(yè)技術學院基礎課教學部,江蘇 無錫 214121)

厭氧-好氧法處理校園污水的研究

邵琪珺

(無錫職業(yè)技術學院基礎課教學部,江蘇 無錫 214121)

對某校園污水的來源、主要污染物等進行了調查研究,確定采用厭氧—好氧工藝處理,COD的去除率可達78%。

校園污水;厭氧—好氧;化學需氧量

隨著世界人口的不斷增長和工農業(yè)的飛速發(fā)展,用水量及排水量正逐年增加,而有限的地表水和地下水資源又被不斷污染,加上水資源在地區(qū)和時間上的分布不均和周期性干旱,導致淡水資源日益短缺,水資源的供需矛盾呈現(xiàn)出愈來愈尖銳的趨勢。目前地球上每年排放污水約 5 000億噸,其中90%未得到必要的處理。中國的松花江、遼河、黃河、淮河、海河、長江、珠江等七大水系都有不同程度的污染。防治水污染,保護水資源是我們面臨的當務之急。預計 2020年前世界人口仍將快速增長。伴隨著人口的增長,人類對水的需求不斷增加,污水的產生量也越來越大。全世界許多地區(qū)的可用水資源已經接近或達到極限,污水的處理和再生利用無疑成為保護和擴充水源的可行方法。

2008年底至 2009年 10月,學院第五批創(chuàng)新課題之一“校園污水處理和再生利用”項目實施完成。本項目通過調查研究、實地考察,掌握了學院新校區(qū)污水的主要來源、水中主要污染物和排放情況。通過對新校區(qū)排污口的水質進行取樣、檢測分析,首先確定污水中主要污染物為 COD,再將污水通過理化中心實驗室的“小型污水處理及中水回用”實驗裝置進行處理,該裝置采用厭氧—好氧法生化處理工藝,經過缺氧酸化和接觸氧化兩個階段處理污水,出水能達到國家二級標準 (GB18918—2002),實驗得到的中水,還可以進行循環(huán)利用。

1 廢水的來源

學院污水主要為生活污水,主要污染物指標為COD(化學需氧量)和 SS(懸浮物質)。另外學院內錫鐵巷浜的水也是一潛在污染源,該河的下游原來是流向五里湖,太湖流域藍藻爆發(fā)后本市規(guī)定不能有一滴廢水排入五里湖,現(xiàn)下游出水口已被堵死,該河 COD應較高。學院的排污口主要有兩處,一是南門外,二是體育場附近。確定采集這兩處排污口的污水和院內錫鐵巷浜的水進行實驗。

2 實驗內容

2.1 COD的測定方法[1]

借鑒某環(huán)境監(jiān)測站的經驗,確定用“半微量快速烘箱法”測定 COD,該方法比常規(guī)的重鉻酸鉀法要省時和方便。

2.1.1 主要試劑

0.1m ol/L K2C r2O7-2%A g2SO4-30m ol/ LH2SO4氧化液:稱取在 105℃烘箱干燥 2h的優(yōu)級 K2Cr2O74.9 036g,同時稱取 20g A g2SO4溶于166mL蒸餾水中,加入 843mL濃硫酸,冷卻后,用水稀釋至 1 000m l。

0.02m ol/L亞鐵溶液:稱取 8.00g Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O置于 1 000mL試劑瓶中,加入含20mL濃硫酸的蒸餾水 1 000mL,用時標定。

試亞鐵靈指示劑:稱取 1.485g試亞鐵靈溶于少許蒸餾水中,加入 695mLFeSO4·7H”2O,稀釋至 100mL,盛于棕色瓶中。

無還原物質的二次蒸餾水:每 1 000mL水中加入少許高錳酸鉀和 2mL濃硫酸,進行蒸餾,再重復蒸餾一次。

2.1.2 操作方法

用移液管準確吸取 10mL氧化液于 250mL三角燒瓶中,吸取廢水樣 5mL加入其中,上蓋以100mL小燒杯(一是防止漂浮物進入,二是防止加熱時液體蒸發(fā))。放入已升溫至 160℃的烘箱中,溫度穩(wěn)定在 160℃,計時 20m in,取出冷卻,瓶內加入 30mL蒸餾水,待完全冷卻后,加入二滴試亞鐵靈指示劑,用標準亞鐵溶液滴至亮綠色變成紅褐色至終點。

空白實驗用二次蒸餾水代替水樣,同樣烘 20 m in后用亞鐵溶液滴定。COD的計算公式如下:

式中 a為空白滴定時消耗亞鐵溶液體積 (以mL為單位);b為廢水水樣滴定時消耗的亞鐵溶液體積(以mL為單位);V水樣為水樣體積 (以 mL為單位);CFe2+為亞鐵溶液濃度。

亞鐵溶液濃度須隨時標定,方法如下:

取 10.00mL重鉻酸鉀溶液置于 500mL錐形瓶中,用水稀釋至約 100mL,加 30mL濃硫酸,混勻,冷卻后,加 3滴試亞鐵靈指示劑,用亞鐵溶液滴定溶液,顏色由黃色經藍綠色變?yōu)榧t褐色,即為終點。記錄此時亞鐵溶液的消耗量 V。亞鐵溶液濃度計算公式如下:

式中V為滴定消耗的亞鐵溶液體積 (以 mL為單位)。

2.2 污水處理的工藝與裝置

厭氧—好氧法處理污水工藝包括缺氧酸化和接觸氧化兩個階段。它可適用于生活、醫(yī)藥、食品各行業(yè)產生的生活、生產廢水處理。整個處理系統(tǒng)主要由隔柵、水箱調節(jié)池、曝氣沉砂池、酸化池 (厭氧段)、接觸氧化池 (好氧段)、二沉池、污泥濃縮池、風機和泵等組成。實驗裝置全部池體為透明有機玻璃組成。整套裝置尺寸為 2.5mm×0.6mm ×1.8mm。

污水先經隔柵去除大顆粒和纖維狀雜質后流入調節(jié)池,然后通過泵輸入沉砂池再流入酸化池進行酸化水解(池內設有攪拌設備)。這一階段主要調勻污水水質,將不易降解的大分子有機物水解成小分子和可溶性物質,初步降解有機物。同時完成硝化作用,最終消除氮的污染。

酸化池的出水進入接觸氧化池,接觸氧化是一種以生物膜法為主,兼有活性污泥法的生物處理裝置。通過風機和充氧曝氣,使污水的有機物與池內生物膜充分接觸,利用好氧微生物的吸附降解功能,將小分子和可溶性物質再進一步降解成二氧化碳和水。接觸氧化池的出水再進入二沉池,以去除剝落的生物膜和活性污泥,水通過流入沙慮柱過濾,出水又回流入清水池,清水可用水泵抽出回用,部分污泥回流調節(jié)池。工藝流程如圖 1。

圖 1 污水處理工藝Fig.1 The technical procedure of the treatm ent to sew age

2.3 污泥接種與馴化[2]

首先檢查整套設備的完整性,用清水撿漏。再將接觸氧化池內的聚丙烯填料放置好。啟動污水處理系統(tǒng)需培養(yǎng)數(shù)量足夠的細菌族群并加以馴化,從污水處理廠直接“接種”是較有效的?；钚晕勰鄰臒o錫石油化工總廠污水站取得,大約 25～50L泥水混合物。將混合物稀釋后導入接觸氧化池,同時加磷酸二氫鈉和葡萄糖營養(yǎng)液,開動風機,進行曝氣,使氧化池內填料掛膜,三天后,用顯微鏡觀察污水中微生物繁殖情況,發(fā)現(xiàn)有游動性纖毛蟲,系統(tǒng)啟動成功。

2.4 試驗運行

將學院內三處采集點取的水樣,分別在裝置上運行處理,比較進水和出水的 COD,檢驗處理效果。

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

開通整套裝置,先按 5L/h流量進水,逐步加大到 20L/h,等豎流式二沉池底部有較多污泥時,可從二沉池底部排泥,二沉池出水經濃縮池過濾回用流入清水池,測定濃縮池出水的 COD。

水樣的需量很大以保證裝置運行的連續(xù)性。

3 實驗結果與討論

實驗連續(xù)進行了一星期,每天早上采集水樣,污水在接觸氧化池的停留時間一般為 4h,在二沉池停留 1h,傍晚檢測濃縮池出水的 COD,實驗室的溫度保持在 22℃。

表 1為三處采樣點的進出水的平均 COD

由實驗結果可知,當進水流量保持 20L/h時,裝置運行良好,三處污水 COD的去除率達到78%,出水能達到國家二級標準 (GB18918—2002)[3]。

因客觀條件的限制,實驗未測量污水的 SS、N等其他指標。裝置處理生活污水的負荷應能進一步提高,另外裝置對生活污水的脫氮效果等實驗,均未做深入研究。對校內錫鐵巷浜河水檢測時,由于采樣點位置的選擇,也導致 COD明顯偏低。

污水處理和檢測對我院的學生來說是全新的課題,整個項目的實施是“摸著石頭過河”,在探索和學習中完成的。創(chuàng)新項目的實施鍛煉了學生的能力。目前我院學生的環(huán)境理論教育已普及,但實踐教學還不夠,該項目的開展為學生提供了平臺。

[1] 國家環(huán)?？偩志幬瘯?水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版.北京:中國環(huán)境科學出版社,2002.

[2] 賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1999.

[3] 國家環(huán)保局,國家技術監(jiān)督局.中華人民共和國國家標準—污水綜合排放標準 (GB18918—2002)[S].北京:中國環(huán)境科學出版社,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,江蘇無錫人,副教授,碩士。