全 文 ：ASBBR反应器处理高盐榨菜废水的效能研究
周　健 , 　甘春娟 , 　龙腾锐 , 　柴宏祥
(重庆大学 三峡库区生态环境教育部重点实验室 , 重庆 400045)
　　摘　要:　采用 ASBBR反应器作为高盐 (10 gC l- /L)、高有机物浓度 (COD为 4 000 mg /L)榨
菜废水的厌氧处理单元 ,考察了挂膜密度 、负荷 、水温等对去除 COD的影响 。结果表明:当水温为
30 ℃、挂膜密度为 50%时 ,分别在 0. 22 kgCOD /(m3 d)和 4 kgCOD /(m3 d)的负荷下运行 ,相应
的出水 COD为 95 mg /L和 1 520 mg /L,分别满足直接排放和后续脱氮工艺对碳源的要求。当水温
为 10℃时 ,反应器对 COD的去除率较 30℃的下降了 32%,将挂膜密度提高到 70%可使 COD去除
率增加约 4. 5%;此外 ,向废水中投加 0. 1 mmo l /L的甜菜碱 ,可提高 COD去除率约 9. 5%。
　　关键词:　榨菜废水;　厌氧;　ASBBR;　甜菜碱
中图分类号:X703. 1　　文献标识码:C　　文章编号:1000 - 4602(2006)17 -0077 -04
Research on E fficiency ofAnaerob ic Sequenc ing Batch B iofilm Reactor
for HypersaltM ustard TuberW astewater Treatm ent
ZHOU Jian, 　GAN Chun-juan, 　LONG Teng-rui, 　CHA IH ong-x iang
(Key Laboratory of ThreeGorgesR eservoir Region’ sE co-Environment
, ChongqingUn iversity, Chongqing 400045, China)
　　Abstract:　Anae rob ic sequencing batch biofilm reac to r (ASBBR), an innovative anaerobic treat-
men t technique, was used to treat composite mustard tube r wastew ater w ith high concentration organic
substances (COD 4 000mg /L), high salt(10 gC l- /L) and high nitrogen. The resu lts in various ope ra-
tiona l conditions are as follow s:①When thew ater tempera ture is 30℃ and the biofilm density of the re-
actor is 50%, the reacto r operates w ith load ing ra tes of 0. 22 kgCOD /(m3 d) and 4 kgCOD /(m3 d)
respective ly, and the effluen tCOD is 95mg /L and 1 520mg /L respective ly, satisfy ing the dem and o f di-
rect discharge and den itrification. ②When the w ater tempera ture is 10 ℃, the COD remova l ra te can
decrease by 32%, thus increasing the biofilm density to 70%, it can also increase COD remova l rate by
4. 5%;furthermo re, when 0. 1 mmo l /L of be taine is added in to the wastew ater, the COD removal rate
can increase by 9. 5%.
　　Key words:　mustard tuberw astew a ter;　 anaerobic treatmen t;　ASBBR;　be taine
　　基金项目:重庆市科委攻关项目(7986)
　　高盐 、高有机物浓度榨菜综合废水的处理难度
较大 ,目前尚无适宜的处理方法。 Stew a r等认为当
N a
+浓度为 2 g /L时会对厌氧处理过程的甲烷化产
生抑制[ 1] ;Yerkes等的研究表明 ,当 Na+浓度为 15
g /L时需要经过 50 d以上才能开始明显产生甲
烷[ 2] 。顾国维等认为高浓度的 N a+会导致厌氧微
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第 22卷　第 17期
2006年 9月 　　　　　　　　　　　　
中 国 给 水排 水
CH INA WATER＆WASTEWATER　　　　　　　　　　　　　
Vo.l 22 No. 17
Sep. 2006
生物产生胞外聚合物的能力下降 ,使得细菌多呈游
离态生长 ,并影响到污泥的沉降性能[ 3] 。 P. Ba lslev
O lesen利用厌氧滤池 (AF)和厌氧流化床 (AFB)处
理含盐废水的研究表明:对含盐量为 2 ～ 4 g /L(以
N aC l计)的废水 ,未出现生物抑制现象 [ 4] 。郑展飞
利用厌氧接触氧化工艺处理高盐食品废水 [ 5] ,在进
水盐度为 2 ～ 5 g /L(以 NaC l计 )时对 COD的去除率
为 70%。 RamonM endez利用中温和高温厌氧滤池
(MAF)处理 C l-浓度为 8 ～ 9 g /L、N a+浓度为 5 ～ 12
g /L的高盐工业废水时 [ 6] , 对 COD 的去除率为
73%。
针对榨菜综合废水高盐 、高有机物浓度的特性 ,
采用厌氧及好氧组合工艺对其进行处理 ,其中厌氧
段选择了厌氧序批式生物膜反应器 (ASBBR),考察
了挂膜密度 、负荷 、温度等因素对其除污效能的影
响 ,以期为榨菜废水的厌氧生物处理提供科学依据 。
1　试验装置及方法
1.1　试验装置
ASBBR装置见图 1。
图 1　ASBBR试验装置
F ig. 1　Expe rim ent equipment o f ASBBR
反应器由塑料制作 ,有效容积为 24 L,尺寸为
30 cm ×16 cm ×50 cm ,内设半软性纤维填料。 CH4
的收集采用血清瓶液体置换系统。
1.2　试验水质
试验采用的榨菜废水取自某榨菜厂 ,其水质如
表 1所示。
表 1　榨菜废水的水质
Tab. 1　Quality of mustard tube rw astew ater
项目
COD /
(m g
L - 1)
总氮 /
(mg
L - 1)
氨氮 /
(mg
L - 1)
pH
盐度 /
(gC l-
L - 1)
数值 4 000 500 150 6. 2±0. 3 10
1.3　试验方法
1.3.1　挂膜密度试验
采用 4个反应器进行平行对比试验 ,控制各反
应器的挂膜密度分别为 15%、30%、50%、70%,反
应器的运行温度 (即水温 ,下同 )为 (30±2) ℃, N v
为 1. 33 kgCOD /(m3 d), pH值为 7. 0。
1.3.2　负荷影响试验
采用 10个反应器进行平行对比试验 ,控制各反
应器的负荷分别为 0. 22、0. 33、0. 44、0. 50、0. 67、
1. 00、1. 33、2. 00、2. 67、4. 00 kgCOD /(m3 d),运行
温度为(30±2)℃,挂膜密度为 50%, pH值为 7. 0。
1.3.3　温度影响试验
采用 3个反应器作对比 ,控制各反应器的运行
温度分别在(30±2)、(20±2)、(10±2) ℃,反应器
的 N v为 1. 33 kgCOD /(m3 d),挂膜密度为 50%,
pH值为 7. 0。
1.3.4　改善冬季除污效能的试验
①　增加挂膜密度
采用 2个反应器作平行对比。控制挂膜密度分
别为 50%和 70%, N v 为 1. 33 kgCOD /(m3 d),运
行温度为 (10±2) ℃, pH值为 7. 0。
②　投加甜菜碱调渗剂
采用 2个反应器进行对比 ,其中一个作空白 ,另
一个投加甜菜碱为 0. 1 mmol /L, 挂膜密度均为
50%,反应器的运行温度为 (10±2) ℃, N v 为 1. 33
kgCOD /(m3 d), pH值为 7. 0。
1.4　测定项目及方法
定期测试出水的 COD、挥发性脂肪酸 、碱度及
污泥中的脱氢酶含量等 ,皆采用国家标准方法。
2　试验结果及分析
2.1　挂膜密度对除污效能的影响
试验结果表明 ,当挂膜密度为 15%时出水 COD
为 960 mg /L,对 COD的去除率为 71. 5%;当提高挂
膜密度至 50%时出水 COD为 380 mg /L,对 COD的
去除率为 90. 5%,即反应器的出水水质随挂膜密度
的增加而提高 。当挂膜密度从 50%增加至 70%时
出水 COD为 350mg /L,对 COD的去除率为91. 3%,
提高幅度很小 。对脱氢酶的测定结果显示 ,当挂膜
密度从 15%增加到 50%时污泥的脱氢酶含量从 5. 8
μgTF /(gM LSS h)降至 5. 10 μgTF /(gM LSS h),
当挂膜密度升至 70%时污泥的脱氢酶含量为 5. 0
μgTF /(gM LSS h),与挂膜密度为 50%的接近。经
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分析认为 ,随着挂膜密度的增加则反应器内的生物
量升高 ,有利于对基质的去除;虽然所承担负荷的降
低会导致单位质量污泥内的微生物数量及单位质量
污泥所含脱氢酶的数量减少 ,但脱氢酶的总量却是
增加的 ,因而随挂膜密度的提高 ,对 COD的去除率
增加。当挂膜密度 >50%后 ,挂膜密度的增加虽可
提高生物量 ,但也增加了传质阻力 ,使微生物不能和
废水中的有机物充分接触 ,导致反应器的除污效能
变化不大。
2.2　负荷对除污效能的影响
不同负荷下对 COD的去除情况如图 2所示。
图 2　负荷对 ASBBR反应器出水 COD的影响
F ig. 2　Effe ct of load ing rate on effluent COD
由图 2可知 ,当 N v为 0. 22 kgCOD /(m3 d)时
出水 COD为 95mg /L,对 COD的去除率为 97. 6%;
当 N v 为 4 kgCOD /(m 3 d)时出水 COD为 1 520
mg /L,对 COD的去除率为 62%,随着负荷的提高 ,
对 COD的去除率降低。在此过程中出水 VFA <500
mg /L,未发生挥发性脂肪酸的积累;反应器内的碱
度均在 1 200 mg /L左右 ,能维持其正常运行 。
根据试验结果及处理出水的排放去向 ,可确定
ASBBR反应器在不同处理目标时的最佳运行负荷:
①　当出水排入城镇下水道并被集中至城镇污
水厂处理时 ,出水水质应达到《污水排入下水道水
质标准》(C J 18— 86)的要求 , 即出水 COD≤500
mg /L。根据试验结果 ,在水温为 30℃时 , ASBBR反
应器在 1. 2 kgCOD /(m3 d)的负荷下运行 ,可使处
理出水的 COD达到排放标准;而在水温为 10 ℃时
则需要后续的好氧工艺承担部分 COD的降解 ,以使
之达标排放 。
②　当出水直接排入 Ⅱ类水体时其水质应达到
《污水综合排放标准》(GB 8978— 1996)的一级标
准 ,即出水 COD≤100 mg /L。根据试验结果 ,当水
温为 30℃时 ,采用负荷为 0. 22 kgCOD /(m3 d)的
ASBBR反应器可使出水 COD降至 95mg /L,而在低
温时则应由后续的好氧工艺承担部分 COD的降解
以使之达标排放。同时 ,为了满足污水综合排放标
准对 NH+4 -N的要求 ,后续的好氧工艺应具有硝化
功能 。
③　当出水排入对总氮排放量有限制且自净容
量小的水体时 ,应对 ASBBR反应器出水作进一步的
脱氮处理 。根据课题组的后续好氧脱氮试验结果 ,
榨菜废水脱氮的适宜 COD /TN值为 2. 83. 2,由于榨
菜综合废水中的总氮为 500 mg /L,故应确保 ASBBR
反应器出水的 COD在 1 500 mg /L左右 ,以保证脱
氮所需的碳源 。因此 ,当水温为 30 ℃时 ASBBR反
应器可在负荷为 4 kgCOD /(m3 d)下运行 。
2.3　运行温度对除污效能的影响
不同运行温度下的试验结果见图 3、4。
图 3　水温对反应器去除 COD的影响
F ig. 3　Effect of tem pe ra tu re on COD rem oval
图 4　水温对脱氢酶含量的影响
F ig. 4　Effect of tem pe ra tu re on dehydrogenase content
由图 3可知 , ASBBR反应器出水的 COD浓度
随着水温的增加而降低 ,当水温从 10 ℃增加到 30
℃时 ,对 COD的去除率从 58%提高到 90%,增加了
32%。
由图 4可知 ,当水温为 10 ℃时 ,污泥的脱氢酶
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第 17期 周　健 , 等:ASBBR反应器处理高盐榨菜废水的效能研究 第 22卷
含量为 4. 22 μgTF /(gMLSS h),当水温为 30 ℃时
脱氢酶含量升高至 6. 87 μgTF /(gM LSS h),提高
了近 1倍。由于温度对厌氧微生物细胞内某些酶
(如脱氢酶)的活性有影响 ,进而会影响微生物的生
长速率及其对基质的代谢速率 ,故温度对ASBBR反
应器的除污效能有显著影响。
2.4　冬季处理榨菜废水的效能
①　增加挂膜密度对除污效能的影响
试验结果表明 ,当反应器的挂膜密度为 50%
时 ,其出水 COD平均为 1 680mg /L,对 COD的去除
率为 58%;当挂膜密度为 70%时出水 COD平均为
1 500mg /L,对其去除率为 62. 5%,说明通过提高挂
膜密度来增加反应器内的生物量 ,可提高反应器在
低温下的除污效能。
②　投加甜菜碱对除污效能的影响
试验结果表明 , 未投加甜菜碱时反应器出水
COD平均为 1 680 mg /L,对 COD的去除率为 58%;
投加了甜菜碱后反应器出水 COD平均为 1 300
mg /L,对其去除率为 67. 5%,提高了约 9. 5%。这是
因为投加甜菜碱能增强厌氧微生物细胞的抗渗透压
性能 ,并提高了厌氧微生物的活性。
3　结论
①　ASBBR反应器处理榨菜废水的较佳挂膜
密度为 50%,适宜的运行温度为 30 ℃。
②　在水温为 30℃的条件下 ,当反应器分别于
0. 22 kgCOD /(m3 d)和 4 kgCOD /(m 3 d)的负荷
下运行时 ,相应的出水 COD为 95 mg /L和 1 520
mg /L,分别满足直接排放及后续脱氮工艺对碳源的
要求 。
③　随运行温度的升高则 ASBBR反应器的除
污效能显著增强。当反应器在低温下运行时 ,增加
挂膜密度或向废水中投加甜菜碱均可提高对 COD
的去除率 。
参考文献:
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[ 5] 　郑展飞. 高盐分食品废水的治理实践 [ J] . 工业水处
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Res, 1995, 67(1):33 - 45.
电话:(023)66357572
E -ma il:zhoujiantt@126. com
收稿日期:2006 - 05 -08
本刊简讯
给排水新技术新设备研讨会征文启事
　　由《中国给水排水》杂志社主办的新工艺 、新设备在自来水厂 、污水处理厂和回用水厂的应用研讨会拟
于 2006年 11月在广州举行。
会议将邀请水行业的权威人士 ,国际知名水处理技术和设备供应商 ,国内具有代表性的自来水厂 、污水处
理厂 、回用水厂及垃圾渗滤液处理场代表 ,国内大型市政设计院的代表以及港 、澳 、台地区的代表就国内给水 、
污水 、回用水及垃圾渗滤液处理的新技术和新设备的研发 、设计和应用情况进行交流。本次会议重点关注:膜
处理工艺及设备 、污泥脱水装置 、小型一体化 (污水 、回用)处理设备 、滤池(曝气生物滤池 、翻板滤池等)、新型滤
料 、除臭设备 、消毒设备 、污泥处置设备 、新型药剂 、投料曝气工艺 、臭氧氧化和活性炭吸附工艺等。
会议论文正在征集中 ,论文征集截止日期为 2006年 9月 10日。欢迎围绕上述内容选题 ,将有关市政给
排水新工艺 、新设备的开发 、设计 、应用等的第一手资料整理成文 ,参加交流 。
(本刊编辑部)
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