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涪陵榨菜废水是高含盐废水中的一种,具有含盐量高、有机负荷大、N、P元素严重超标、污染范围广,且分布较分散等特点,给三峡库区的环境与生态带来了严重的威胁与破坏。目前,对高盐废水的处理方法主要有物理方法、化学方法、生物方法等,但由于物理、化学法运行费用较高,与当地经济发展不同步,且单独处理效果不理想、同时极易造成二次污染而难以在实际应用中推广;而生物方法因经济、高效的特性在高盐废水处理中受到广泛的青睐。本文以涪陵珍溪镇农户榨菜厂排放的榨菜废水为研究对象,结合当地实际情况,开展基于经济、环保、可操作性强、对榨菜废水综合处理效果好的方法或工艺,具有重大的实际意义和长远的经济效益。针对榨菜废水的特点,首先采用混凝沉淀法对榨菜废水进行预处理,主要去除废水中的悬浮物、部分有机物及P,提高可生化性;其次,采用厌氧降解的方法去除榨菜废水中的大部分有机物及部分的N;最后,采用电极SBBR系统对榨菜废水中的污染物进行综合处理,并对工艺各单元的影响因素进行了系统研究,获得了组合工艺的关键参数。试验中得出的主要结论如下:(1)在对榨菜废水混凝沉淀处理的过程,首先筛选出对榨菜废水悬浮物及浊度去除效果最好的混凝剂,然后依次进行单因子的混凝试验,得到最佳混凝参数:①混凝沉淀对榨菜废水处理效果的影响大小依次为混凝剂投加量、混凝剂种类、搅拌速度、沉降时间。在氧化钙投加量为700mg/L,以250~300r/min的速度搅拌30min时,对浊度的去除率接近在同等试验条件下聚铝投加量为900mg/L的处理效果;②以聚合氯化铝(PAC)作混凝剂,以聚丙烯酰胺(PAM)作助凝剂,投入前后对改废水的处理效果影响不大;而以氧化钙作混凝剂具有自动调节废水pH的功能,以PAM作助凝剂能显著提高沉降效率、节省混凝剂的用量、减轻废水的刺激性气味、提高榨菜废水的可生化性,同时COD及TN的去除率在不加PAM的基础上分别提高了16.57%、18.66%;其处理效果明显优于PAC的处理效果,对榨菜废水具有较好的预处理效果;③通过中试验证了氧化钙+PAM对榨菜废水的预处理效果,对COD、TP、浊度及刺激性气味均有一定的去除效果,为此废水的后续处理减轻了负担,一方面能改善生产环境,另一方面由于沉降形成的絮体较大,沉降物易于被回收开发成饲料或有机肥料,又可以带来较好的经济价值,具有较好的推广价值。(2)对榨菜废水的厌氧生化处理过程中,将(1)中混凝沉淀的出水指标作为厌氧降解处理的进水指标,通过静态试验对榨菜废水进行厌氧生化处理可知,①接种污水处理厂厌氧消化污泥及榨菜厂出水口底泥(1:1)作为发酵罐厌氧污泥进行厌氧降解处理,其产气量最多,对COD的去除率最高;②各试验因子对榨菜废水的厌氧降解对COD去除率影响的顺序为:温度>容积负荷>废水pH>污泥浓度。通过单因子试验确定最佳试验条件,即温度为40±2℃、容积负荷不高于1.24kgCOD/(m3.d)、废水pH为6.5~7时,此时对COD的去除率可稳定保持在63%以上;③在厌氧降解试验中发现,系统对COD的去除率随盐度的增加而减少,在盐度不高于15g/L时,系统对COD的去除率可以稳定在80%以上;④用含盐浓度为14.78g/L的榨菜废水驯化的厌氧污泥,当用于处理含盐量浓度高于14.78g/L的榨菜废水时,Vmax值逐渐降低,这说明随盐度的增加,氯化钠对COD降解的抑制性在加强;当用于处理含盐量小于或等于30.24g/L的榨菜废水,盐(氯化钠)对厌氧生物降解COD反应的反竞争抑制动力学方程为:其抑制剂常数为KI=25980mg/L;⑤当榨菜废水盐度小于30.24g/L时,其反应类型属于非竞争性抑制,当盐度为35.42时为反竞争性抑制,整个抑制过程随着盐度的增加而最大。(3)通过动态中试试验研究发现,在系统稳定运行一段时间后,系统对COD、TN、TP的去除率分别为75.01%、13.64%及6.92%。虽然没有静态小试处理效果好,但整体趋势与小试结果相吻合。(4)将(3)中厌氧降解的出水指标作为序批式生物膜反应器(SBBR)系统处理的进水指标,通过对SBBR及电极SBBR系统对榨菜废水处理的对比研究发现:①在相同条件下,电极SBBR系统对COD的去除效果较单独运行SBBR好;系统对COD的去除率及污泥的SVI值随着榨菜废水中盐度的不断升高而降低,当SBBR系统对COD的去除率降为44.85%时,而当电极SBBR系统的去除率依然可以达到67.13%,且降低幅度较SBBR系统缓慢;当SBBR系统的SVI值从76.33mL/g降到45.55mL/g;而电极SBBR系统的SVI值还保持在50.33mL/g以上,且运行角稳定,耐冲击负荷强;②通过对6个总体(处理工况)的综合特征比较,采用X2检验,可知电极SBBR系统不同的处理工况对各类污染物有明显差异,确定电极SBBR系统处理榨菜废水最佳工序为,水力停留时间(HRT)14h、厌氧/缺氧2.5h、曝气10h、厌氧1.5h,此时系统对COD、TN、TP的去除率分别为83.26%、70.98%及52.56%;③电极SBBR系统在最佳工况下稳定运行,确定系统最佳试验影响因子为,直流电流强度为80mA,最佳填料密度为35%~50%,DO的最佳浓度为5mg/L。