内循环好氧三相流化床处理造纸中段废水疏明君，李友明，谢澄，陈中豪（华南理工大学造纸与污染控制国家工程中心，广东广州510641）[摘要]本实验采用内循环好氧三相流化床处理造纸中段废水，经过一段时间的驯化，获得了稳定的出水。

　　COD去除率保持在65以上，系统对进水污染负荷的变化具有较大的承受能力。出水Cl的浓度有所增加，说明驯化后的微生物可能对有机氯化物具有一定的降解作用。水气比在1/ 120至1/ 140之间可获得最好的COD去除效挥发性酚的质量中段废水通常是指制浆厂在提取黑液后的洗、选、漂混合废水。它含有纤维素、半纤维素、木质素等多种成分，属较难处理的废水之一。特别是在我国，大多数制浆厂以非木材原料为主，以含氯漂剂进行漂白，使得中段废水COD和BOD值偏高，并含有较多的有机氯化物。这些有机氯化物氯酚类有/三致0作用，对环境的危害极大。随着环保意识的加强，国家对造纸工业排放的废水标准也逐步提高。

　　造纸工业废水的治理也成为一个重要的科研目标。

　　相对于单独处理漂白废水而言，如何有效地处理中段废水更具有现实意义。

　　生物流化床有效地结合了化学工业中的流化技术与废水生物处理中的生物技术，是一种能强化生物处理、提高微生物降解有机物能力的高效工艺。

　　与传统的生物法相比，生物流化床大大提高了反应器内的生物量和生物活性，增强了有机废水的处理效果。日本已经实现了生物流化床处理造纸废水工业化。目前，国内还没有运用生物流化床处理中段废水的实验报道。笔者主要通过研究内循环好氧三相流化床处理中段废水的可行性，为我国中段废水的处理提供一条切实可行的方案。

　　1实验1. 1废水水质本实验所用中段废水取自广东省江门甘化厂CU，颜色为黄褐色。

　　分析废水水质，其BOD/ COD为0. 35，生物降解性一般。试验时按m（ BOD 1的比例补充氮和磷。试验在室温、pH为6. 5 7.

　　工业水处理0、进水COD为1 000 mg/ L左右的条件下进行。

　　1. 2接种污泥来源活性污泥由广州市猎德污水处理厂提供。污泥混合液中的挥发性悬浮固体物（ MLVSS）为20. 085 1. 3试验设备及处理流程本实验的主要反应器为自制三相流化床，其内高度300 mm，总体积36 L，有效体积26 L，分离区体积8 L.流化床床壁是由有机玻璃制成，有利于观察反应器内流体流动状态。反应器上部分离区是一个三相分离器，其主要功能是使气液固分离，同时阻止载体的流失。内筒中部开有四个孔，主要是为了在流化床内造成多重环流提高混合强度，增加氧气的传质效率。曝气方式为射流曝气。目的在于提高气液混合程度和氧传递效率，并节省动力消耗。流化床内生物膜载体为颗粒活性炭（市售） ，其粒径0.

　　强度 90，产地广州。活性炭表面官能团的多样性和粗糙度有利于微生物的附着和减少受流体剪切力的影响，同时，活性炭的吸附作用使炭液界面的基质浓度大大提高，有利于微生物获得底物和氧气，提高了有机物的去除能力，并增强了在污染负荷过大时的操作稳定性，试验流程见图1.

　　1. 4分析方法COD、BOD、TSS、色度均按标准方法测试物膜厚度及生物相采用显微镜观察。

　　1. 5载体的挂膜与驯化先向反应器内投加占有效体积6的载体，并按5 g MLSS/ L投加量投加接种污泥。挂膜最初2 d以葡萄糖、尿素、KH为碳、氮、磷源，配成COD质量浓度为1 000 mg/ L左右的进水进行闷曝。2 d后按每3 d增加10的比例增加废水浓度，同时减少葡萄糖的投加量，保持进水COD质量浓度恒定在1 000 mg/ L.进水流量恒定在8 L/ d.挂膜初期定期更换反应器中的废水，以减少悬浮微生物量。进水1周后，取反应器内载体在100倍显微镜下镜检，发现小颗粒载体上已有一薄层生物膜，大颗粒载体的不规则处附有菌胶团，并发现载体上附有大量的累枝虫，反应器内废水中仍有一定量的悬浮微生物。进水20 d后，肉眼可见载体表面附有一层灰色半透明状生物膜， 100倍镜检可观察到生物膜内出现线虫、钟虫，反应器内废水中的悬浮微生物量较小。出水COD去除率达到80以上，出水COD恒定，表明挂膜过程基本完成。

　　2结果与讨论2. 1进、出水中COD浓度的比较及去除率驯化期间进、出水中COD浓度与时间的关系见从图2可以看出，进、出水的COD浓度变化趋势大体一致，但是，出水COD变化比较平缓，这说明反应器的耐冲击能力较强。挂膜17 d后，进水COD浓度的变化对出水COD浓度影响不大。图3表明，17 d后，在进水COD浓度变化较大的情况下， COD去除率仍保持在80左右。

　　2. 2进水COD浓度与COD去除率的关系挂膜驯化成功后，改变进水COD负荷，得到进水COD负荷与COD去除率的关系，见图4.

　　由图4可以看出， COD去除率随着COD负荷的增加而降低，但是降低的幅度不大。这说明，三相流化床对进水COD的缓冲能力很大。经驯化后的生物膜对于废水毒性的适应能力也很强。当进水负荷内循环好氧三相流化床处理造纸中段废水d）后，出水COD去除率下降程度变小，这可能说明COD去除的限制性因素不再是底物浓度，此时微生物对氧的利用率已成为COD去除的限制性因素。

　　2. 3进水COD负荷与出水Cl浓度的关系中段废水中含有大量的有机氯化物，这些氯化物的分子式可能是（ C n.有机氯化物中的有机氯键使这些化合物的生物降解阻碍增大，难于生物降解。从图5可看出，出水Cl的浓度增加，这说明经过驯化培养后，生物膜中有一部分细菌能切断C） Cl键，使中段废水中有机氯化物脱氯，增强了代谢产物的生物降解能力。出水Cl释放量的增加幅度相比于进水COD负荷的增加幅度更为平缓，这可能与在本实验的水力停留时间（ 6 h）下，中段废水中有一部分有机氯化物难于生物降解有关。水力停留时间增加，可能对于有机氯化物的去除有一定的积极效果。

　　释放量的关系2. 4水气比对COD去除率的影响本实验三相流化床的动力来源主要是来自空压机送入的空气。水气比的选择对于流化床的正常运转及其运行效果有着重要影响。好氧微生物处理废水时，反应器中氧气的浓度应至少维持在2 mg/ L以上，但也不应过多，以免发生氧化现象。本实验中，开始时COD去除率随水气比的增加而增大，但当水气比大于1/ 160以后， COD去除率反而下降（见图6）。分析其原因有两点： （ 1）进入反应器内的空气流量增大，氧传递系数先是增加，后趋于平缓（笔者在做三相流化床动力学实验时得出结果） ，这对于微生物的氧气利用有一定的限制作用 （ 2）当水气比为1/ 160时，进气流量很大，反应器内湍流程度增加，生物膜所受的剪切力增加，生物膜容易脱落，随出水流出，降低了底物去除效果，造成COD去除率降低。

　　另外，三相分离区上部泡沫层随水气比加大而增厚，流化床中的混合液流失量增加。

　　2. 5生物膜特性载体表面生物膜成熟后，生物膜厚度的测定采用直接显微法，即利用显微镜对生物膜表面以及载体表面两次对焦成像，通过物镜的移动距离得到生物膜厚。结果表明，生物膜的平均厚度在100 Lm之间。有资料表明，生物膜厚度小于150 Lm时，生物膜增长处于动力学增长期的末期、线性增长期初期的阶段，这个阶段生物膜中活性生物量达到最大值，对底物的去除能力也达到最大值，同时水中大量的溶解氧被消耗122.在实验过程中，我们将反应器内的溶解氧一直保持在3 mg/ L左右。

　　在用100倍显微镜对生物膜外形观察时发现，生物膜的轮廓较为平滑，但整个生物膜的透明度不一致，这可能表明生物膜内菌胶团的分布并不均匀。

　　另外，生物膜中有不少丝状菌（球衣菌、放线菌等）呈放射状由生物膜表层伸入液相中。丝状菌对于有机物，特别是难生物降解的有机物具有较强的降解能力，本实验COD去除率较高，可能与这些丝状菌也有一定的关系。这些丝状菌粘附于载体上生长，不会出现污泥膨胀的现象。在生物膜的外层还存在较高等的微型动物如轮虫、线虫。它们以生物膜上的微型动物或生物膜为食物，具有松散生物膜，抑制生物膜的过度增长，促使生物膜脱落的功能，从而使生物膜不断更新，经常保持良好的活性和净化功能。

　　2. 6流化床出水的后续处理中段废水经过生物流化床处理后，污染负荷大大降低。但由于出水中带有少量脱落的生物膜，影响了出水水质，因此加入了絮凝作为后续处理。

　　本实验比较了聚合氯化铝（ PAC）、硫酸铝、聚合氯化铝铁（ PFAC）对流化床的出水进行处理的效果，并通过正交实验进行优化，确定的实验方案：絮凝指标色度挥发性酚进水流化床出水絮凝出水总去除率/ 试验研究含铁盐絮凝剂的生产及应用效果评价李萍1，李相云2，吕培端2，阎伟民2，王小丽（ 11新疆博乐农五师电力公司发电公司，新疆博乐833400 21山西天禹轻化有限公司，山西运城044300）[摘要]合成了一种含铁盐絮凝剂TYX 800，进行了絮凝效果试验研究，同聚合硫酸铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝进行了对比试验。试验结果表明，TYX 800含铁盐絮凝剂絮凝效果佳、药剂用量少、净化水质优良，应用前景广阔。

　　无机絮凝剂以其价格低廉、来源广泛、无毒等特点广泛应用于生活用水、工业用水及钢铁、电力、化工、煤炭、采矿等行业废水处理中，并已取得了较好的应用效果。20世纪80年代无机高分子絮凝剂）））聚合硫酸铁的研制成功，使得絮凝效果又有了明显的提高。我公司于2000年初建成了规模为1 000 t/ a的聚合硫酸铁生产装置，采用氯酸钠、双氧水复合催化剂催化氧化合成工艺进行生产。生产稳定、操作简便、产品质量优良，符合GB14591 ） 1993标准。

　　TYX 800为复方改性聚合硫酸铁絮凝剂，在聚合硫酸铁的基础上增强了阳离子性。笔者研究了该絮凝剂的生产工艺条件及产品对不同水质的絮凝效果。

　　1 TYX 800含铁盐絮凝剂的合成1. 1原料及规格硫酸亚铁为工业副产品硫酸、氯酸钠、双氧水、丙烯酰胺、卤代烷、有机胺全部为工业品。

　　1. 2生产工艺1. 2. 1聚合硫酸铁的合成将硫酸亚铁、硫酸按一定比例于密闭容器中，在100 e以下，缓缓滴加催化剂氯酸钠及双氧水，待二价铁离子全部氧化成三价铁时反应完成，得到产品聚合硫酸铁。

　　1. 2. 2阳离子中间体的合成将卤代烷及丙烯酰胺按物质的量比为1B0. 2 0. 5的比例投入反应器中，快速搅拌，低温下加入有机胺，在保护气体存在下反应5 h，阳离子中间体合成完毕。

　　将1. 2. 1合成的聚合硫酸铁及1. 2. 2合成的阳离子中间体按质量比为20B0. 5 1的比例于反应釜铁盐絮凝剂。其合成工艺见图1.

　　剂PFAC用量为500 mg/ L，助凝剂聚丙烯酰胺用量为10 mg/ L， pH值8，快速搅拌时间2 min，慢速搅拌时间10 min.得出的最后实验结果。

　　3结论（ 1）本实验采用先闷曝、再连续增加中段废水浓度的方式进行挂膜驯化， 17 d后， COD去除率保持在80以上，生物膜生长状态良好，挂膜成功。

　　（ 2）本实验所用流化床对进水COD负荷的抗冲击能力强。

　　浓度的显著增加说明了经驯化后的微生物对有机氯化物有一定的降解作用。

　　（ 4）水气比通过影响反应器内流体的流动状态及氧传递效率影响着COD的去除率。建议水气比（ 5）经混凝处理后，最终出水COD为60 80发性酚质量浓度小于0. 026 5 mg/ L.

　　[参考文献]国家环保局。水和废水监测分析方法[M] .北京：中国环境科学出刘雨，等。生物膜法污水处理技术[ M] .北京：中国建筑工业出版[作者简介]疏明君（ 1975）） ，华南理工大学99级研究生。Email：工业水处理