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[转载] SBR法处理啤酒废水COD与DO的相关关系

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发表于 2007-2-8 16:03:53 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式



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0 概述???   活性污泥法是一个需氧的代谢过程,混合液溶解氧(DO)是反应过程中一个重要的控制参数,也是影响运行费用和出水水质的主要因素。正是因为DO对污水生物处理的重要意义,许多 学者从不同角度对此进行了大量的研究。其中在采用SBR法处理石油化工废水的研究中发现 ,在有机物达到难降解程度时,DO大幅度升高,并以此作为反应时间的控制参数??[1] ?。于是,本文采用了与石油化工废水水质相差较大的啤酒废水作为处理对象,来研究SBR 反应阶段COD的降解与DO变化之间的相关关系。由于两者水质不同,在有机物降解过程中,D O呈现不尽相同的变化规律。因此,针对不同水质的工业废水,研究其在有机物降解过程中C OD与DO的相关关系,对于保证出水水质和减少运行费用具有重要意义。? 1 试验设备与方法   试验以啤酒废水作为处理对象,反应过程中水温控制在20℃。废水的主要成分是纤维素、蛋白质、果胶、淀粉,通过自来水稀释得到不同浓度的废水。SBR法试验装置如图1所示。反应器高70cm,直径30cm,总有效容积38L,采用鼓风曝气,转子流量计调节流量。试验时 ,采用瞬时进水,然后立即开始曝气。在反应阶段连续测定DO值,并根据DO 值的变化在一定时间间隔内取样测定COD和MLSS等指标。
2 试验结果与分析   本试验在三种不同的试验条件下,测定DO与COD的相关关系。? 2.1 进水浓度相同,不同曝气量下DO与COD的相关关系   原始啤酒废水的COD为2100mg/L,试验配制的COD为700mg/L,进水混合后反应初始COD为500mg/L,反应过程中MLSS平均为2000mg/L,在曝气量分别为0.4m3/h、0.6m3/h、0.8 m3/h时的试验结果如图2所示。  ?试验结果表明,反应刚开始5min内,DO迅速升高,这是由于反应开始时反应器内溶氧速率 远远大于耗氧速率所致。在以后的反应过程中,DO有缓慢下降的趋势,与此同时,COD的降 解速率加大。如图2所示:在曝气量为0.4m3/h的情况下,COD降解曲线BC段的斜率大于AB段的斜率,而相应BC段的DO低于AB段的DO。在其它曝气量下,也能找到相对于DO较低段的COD降解曲线的斜率增大的情况。COD降解速率的增大就反映了耗氧速率的增大,在认为溶氧速率基本不变的情况下,耗氧速率的增大必然导致反应器内DO的降低。造成反应过程中某阶段 COD降解速率反而增大,DO降低的主要原因,分析如下:   根据莫诺特关系式,微生物的比增长速率(?μ?)与有机物的比降解速率(?v?)成比例。    ??式中  ds/dt?--有机物的降解速率,mv-1t-1?; ??      v?--有机物的比降解速率,t-1?; ??      X?--混合液污泥浓度,mv-1?; ??      s?--反应器中有机物浓度,mv-1?; ??      y?--产率系数; ??      μ?--微生物的比增长速率,t-1?。?  由公式(1)得:??      式中?μ′?--微生物的增长速率,mv-1?t-1?。   以曝气量为0.4m?3/h的情况为例:根据反应过程中测定的MLSS数值,在反应前40min ML SS增长80mg/L,而在40~60min内MLSS则增长100mg/L,由公式(2)可知,?μX即μ′?的增 长引起了有机物降解速率的增大,从而导致DO浓度的降低。由于在反应过程中,DO有下降的 趋势,有必要在反应初始阶段使DO略高于正常水平,以保证反应过程中DO值不致过低。   当COD降解到50~60mg/L时,继续曝气,COD浓度基本不变,认为达到了难降解程度。当接 近难降解程度时,DO浓度降到最低值。整个反应过程中,DO下降的幅度与反应整体DO水平密 切相关。曝气量越大,反应初期DO升高的幅度越大,后来DO下降幅度越大。当曝气量为0.8 m3/h时,DO值由3.60mg/L降到1.75mg/L,变化1.85mg/L;   当曝气量为0.4m3/h时,DO值由1.57mg/L降到0.71mg/L,变化0.86mg/L。曝气量越小,反应过程中的总体DO值越低,延长了达到难降解程度所需时间,而且DO 下降幅度小,就使DO的变化出现了不十分明显的缓慢下降的趋势。当达到难降解程度时,有 机物降解的耗氧速率极小,仅维持内源呼吸,供氧速率远远大于耗氧速率,使反应器内DO值 突然大幅度升高,标志着反应的结束。曝气量越小,DO值越低,所需反应时间越长。
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清啦

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沙发
 楼主| 发表于 2007-2-8 16:04:09 | 只看该作者
2.2 曝气量相同,不同进水浓度下COD与DO的相关关系  ?原始啤酒废水的COD为2 100mg/L,试验配制的COD分别为1000mg/L和715mg/L,进水混合 后反应初始COD分别为800mg/L和500mg/L。恒定曝气量为0.6m3/h,反应过程中MLSS平均 为2000mg/L?左右。试验结果如图3所示。反应过程中COD与DO的变化规律与上述结果 相同。在同一曝气量下,进水有机物浓度越高,反应过程中DO值越低,所需反应时间越长。因此,在同一曝气量下,反应过程中DO的高低间接地反应出进水有机物浓度的大小。? 2.3 不同MLSS下,COD与DO的相关关系   原始啤酒废水的COD为2100mg/L,试验配制的COD为1100mg/L,进水混合后COD为 950mg/L,恒定曝气量为0.6m3/h,两次反应过程MLSS的平均浓度分别为1550mg/L和2000mg/L。试验结果如图4所示:反应过程中COD降解与DO变化趋势及规律与上述结果基本相同。不同的是混合液污泥浓度越高,DO值越低。氧的转移速率公式如下:  ?dC/dt=KLa(Cs?-Cl)      (3)   式中 Cs--液体的饱和溶解氧浓度,mv-1; ??   Cl?--液体的实际溶解氧浓度,mv-1; ?    dC/dt?--单位容积内氧的转移速率,mv-1t-1; ??   KLa?--氧总转移系数。  ?当曝气量和KLa不变时,Cl值越小,单位容积内氧的转移速率越大,转 移的氧均被微生物利用降解有机物,说明耗氧速率增大,间接地反映出有机物降解速率的增大,从而减少反应时间。试验结果也说明了这一点:MLSS为2000mg/L时的有机物降解曲线 的斜率大于MLSS为1550mg/L的曲线斜率,反应时间大约减少40min。因此,在一定范围内相 应地提高混合液污泥浓度,可以有效地减少反应时间。 3 结论  ?(1)啤酒废水在上述三种不同试验条件下,反应过程中COD与DO均出现相同的变化规律。 反应刚开始时DO迅速升高,然后是缓慢下降,下降幅度与反应器内整体DO值水平有关,DO值 越低,下降幅度越小。有机物达到难降解程度时,DO迅速大幅度升高。  ?(2)在同一曝气量下,不同进水COD的废水在反应过程中DO值的大小会有显著差别,可以 以此作为判断进水浓度大小的依据,进而调节曝气量。  ?(3)当有机物不再继续被降解时,DO迅速大幅度升高,可以以此作为反应结束的信号,防 止因曝气时间过长增大运行费用,造成污泥膨胀;或是反应时间太短而使出水水质不合格。  ?(4)在适当的范围内提高MLSS,可有效地缩短反应时间。?
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青铜水师

板凳
发表于 2007-3-27 10:07:05 | 只看该作者
好文章,收藏先.新手学习中.有些还看不太懂.

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初级水师

地板
发表于 2007-4-4 23:56:45 | 只看该作者
谢谢LZ,正需要用~~

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白银水师

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5
发表于 2007-4-12 19:28:15 | 只看该作者



真的很感谢LZ哦,好东西先收藏!
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黄金水师

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发表于 2007-7-2 14:00:20 | 只看该作者

好文章

国内研究SBR的课题组有很多,有一篇经典文章一直被大家引用,-----SBR法5大优点 附件是世界上最大的SBR处理厂

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白银水师

7
发表于 2007-9-10 15:39:48 | 只看该作者
谢谢楼主啊,好东西。

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黄金水师

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8
发表于 2007-9-26 20:59:15 | 只看该作者
分析的不错呀,很好的资料,谢谢了
爱是一种感受,即使痛苦也会觉得幸福.爱是一种体会,即使心碎也会觉得甜蜜.爱是一种经历,即使破碎也会觉得美丽.

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初级水师

9
发表于 2008-11-13 00:28:18 | 只看该作者
太好了 终于找到了 谢谢
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