水解酸化-AAO工艺处理果蔬垃圾压榨废水的研究.pdf

针对果蔬垃圾压榨生产废水，采用水解酸化-AAO处理工艺进行了实验研究，考察水力停留时间、COD浓度对系统的影响。实验结果表明：在水解酸化池与AA0水力停留时间分别为2 4h、10 d,好氧池MLSS浓度为7 50 0 90 0 0 mg/L条件下，系统进水COD,NH-N,TN,TP分别为452 9 136 0 0 mg/L,224715mg/L,3371160mg/L,98155mg/L,pH为6.0 7.4,连续稳定运行45d，CO D 去除率大于97%。最终出水水质满足国家规定的排入城镇下水道的水质要求。关键词：水解酸化；AAO；压榨废水Abstract:An experimental study on fruit or vegetable waste squeezed wastewater treatment with hydrolysisacidification-AAO technology was carried out.The influence of hydraulic retention and COD concentration on thesystem was investigated.The results showed that under the conditions of HRT of hydrolysis acidification was 24 h,theHRT of AAO was 10 d,the MLSS concentration of aerobic oxygen tank was about 7 500-9 000 mg/L,COD,NH,-N,TN,TP of influent was 4 529-13 600 mg/L,224-715 mg/L,337-1 160 mg/L,98-155 mg/L respectively and the pHof influent was 6.07.4,the system kept continuous stable operation for 45 d and COD removal rate was over 97%.Thefinal effluent meets the national water quality requirements for discharge into municipal sewers.Key words:hydrolysis acidification;AAO;squeezed wastewater中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：16 7 4-10 2 1(2 0 2 3)0 7-0 0 31-0 41引言随着经济的发展和居民生活水平的提高，城乡居民对果蔬类鲜活农产品消费需求不断攀升，全国果蔬作物的产量逐年增加。根据中国农业展望报告（2 0 2 2 2 0 31)，2 0 2 1年，我国蔬菜生产量达7.50亿t,水果产量达2.93亿t。果蔬垃圾是果蔬类农产品在加工过程中产生的废弃物，果蔬产量提高意味着将产生大量的果蔬垃圾。果蔬垃圾主要成分是纤维素、半纤维素、糖类、蛋白质等有机质，基本无有害成分，如果蔬垃圾不能及时处理就被丢弃，会造成资源浪费 2 。由于其有机质和水分含量高，果蔬垃圾在堆存中易腐烂变质，同时会滋生蚊蝇，产生病媒微生物,并造成污水散溢 3。当前各地果蔬垃圾处理的主要方式有就地处理和外运集中处理等 4。压榨处理是果蔬垃圾就地处理方式之一，压榨过程会产生大量的压榨废水,该废水的特点是有机物浓度高、氮磷高，但可生化性极好 5。压榨废水若直接排人下水道会对水处理设施造成较大冲击，因此需要进行处理后方可排人下水道。2材料与方法2.1废水来源及水质情况实验用水取自南宁市某果蔬垃圾处理站工艺废水,其主要源于农贸市场废弃蔬菜、水果的压榨脱水处理过程，废水具体水质指标见表1。实验接种污泥均取自南宁市西明江污水处理厂。收稿日期：2 0 2 2-11-17；修订日期：2 0 2 3-0 6-0 9。作者简介：潘振，男，198 7 年生，高级工程师，主要从事污水、固体废弃物处理技术研究。基金项目：广西创新驱动发展专项资金项目（桂科AA18118013）。环境保护与循环经济32表1果蔬垃圾压榨废水水质指标数值CODc10 35013 600BODs67509.560NH.-N325715TN4501 160TP98155pH(无量纲)6.07.42.2实验装置与流程实验装置如图1所示，主要由水解酸化池（尺寸200mm400mm）、厌氧池和缺氧池（尺寸120mm1100mm）、好氧池（尺寸400mm500mm）沉淀池（尺寸180mm180mmx400mm）和气泵组成。其中水解酸化池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池有效容积分别为10,11,11,50,10 L。使用可调式气泵进行曝气，其排气压力为0.0 2 MPa，排气量为2 0 L/min。搅拌器进水搅拌器水解酸化池恒流泵压榨废水流向：进水一水解酸化池一厌氧池一缺氧池一好氧池一沉淀池一出水。2.3试剂及仪器试剂：硫酸、氢氧化钠、碳酸氢钠。仪器：5B-6C型多参数水质测定仪（北京连华永兴科技发展有限公司);LH-BOD602生物化学需氧量（BOD，）测定仪（北京连华永兴科技发展有限公司);PHSJ-4F型pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司);HQ30D溶解氧仪（哈希公司）。2.4实验方法对厌氧池、缺氧池和好氧池进行污泥接种，逐渐提高负荷，观察系统调试启动阶段COD的去除率，mg/L完成整个工艺的启动。针对水力停留时间、进水COD浓度开展参数优化研究实验，确定装置的最佳运行工况，并在最佳运行工况下稳定运行较长时间，考察水解酸化-AAO处理工艺的处理效能，为将来的工程实践提供参考。2.5分析方法COD,NHs-N,TN,TP采用5B-6C型多参数水质测定仪测定;pH采用雷磁PHSJ-4F型pH计测定；BODs采用LH-BOD602生物化学需氧量（BODs）测定仪测定;DO采用HQ30D溶解氧仪测定。3结果与分析3.1实验系统调试3.1.1水解酸化池的启动接种污泥后水解酸化池中TSS,VSS分别为200.6,123.9mg/L，V SS/T SS为6 1.8%。间歇投加果蔬垃圾压榨废水,水力停留时间为2 4h，用碳酸氢钠调节进水pH为7.0 8.0。逐步提升进水COD浓度，在连续运行18 d后，出水COD去除率保持在40%左右,认为水解酸化启动完成 6 。水解酸化池启动COD变化情况如图2 所示。好氧池沉淀池7出水气泵图1实验装置进水COD+出水COD14.000+COD去除率12.000(1.3u1)/QO010.00080006.00040002000图2 水解酸化池启动COD变化情况3.1.2好氧池活性污泥驯化实验中将接种污泥投加到厌氧池、缺氧池和好氧池中,用水解酸化后的废水稀释进行驯化,接种污泥后好氧池的污泥浓度为2.5g/L。接种后连续曝气2d,每天间歇进水一次；然后调整废水进水负荷,采用出水回流方式对进水进行稀释，其间持续曝气，通过调节气泵使缺氧池溶解氧为0.3mg/L，好氧池溶解氧为2.5mg/L。经过30 d的驯化，污泥絮体呈淡黄5040302010024681012 141618tld33色且生长情况良好，SV3o达到30%以上，COD去除98率已达到90%以上，可稳定处理果蔬垃圾压榨废水至出水COD浓度50 0 mg/L，认为活性污泥驯化成功 7 。好氧池启动COD变化情况如图3所示。92001008200720062005200420032002.20012002002468810 12 14 1516 18 20 2224 26 28 30图3好氧池启动COD变化情况3.2系统运行参数优化3.2.1水力停留时间对AAO效果的影响针对水解酸化废水，考察水力停留时间对AAO效果的影响，实验结果如图4所示。100%率0 09080706050402图4水力停留时间对AAO效果的影响由图4可知，水力停留时间是影响AAO最终效果的关键，水力停留时间2 14d,COD去除率由54%上升至98%。当水力停留时间小于8 d时，AA0系统COD去除率在90%以下；当水力停留时间大于等于10 d时，AAO系统COD去除率在93%以上。综合考虑，认为AAO系统水力停留时间为10 d为最佳。3.2.2进水浓度对AAO效果的影响果蔬垃圾压榨废水在产生的过程中，水质参数随时间不同变化很大。通过调节进水COD考察其对AAO效果的影响，实验结果如图5所示。9796%/率字10 09525094200出水COD150+COD去除率921009150080%/率子0 0进水COD60+出水COD-COD去除率t/d46水力停留时问/d939099进水COD浓度/(mgT-)40图5进水COD浓度对AAO效果的影响20由图5可知，在一定范围内，不同COD浓度压榨废水经过AAO系统处理后，COD去除率在9 5%以上,出水COD浓度50 0 mg/L。由此可见，采用水解酸化-AAO工艺处理果蔬垃圾压榨废水,具有良好的去除有机物的效果，且有很强的抗冲击负荷能力。有研究表明，水解酸化作为预处理手段在废水处理中对进水浓度的变化有很好的缓冲作用，能够有效降低进水浓度变化对后续工艺的冲击 8 。3.3系统连续运行处理效果3.3.1COD 去除效果在适宜的工艺参数条件下,采用水解酸化-AAO工艺对果蔬垃圾压榨废水进行连续运行处理，并对处理效果进行分析。在水解酸化池与AAO系统的水力停留时间分别为2 4h、10 d，好氧池MLSS8101214浓度为7 50 0 90 0 0 mg/L，水解酸化-AA0工艺对COD的去除效果如图6 所示。结果表明,采用该工艺处理果蔬垃圾压榨废水连续45d稳定运行，第13d起系统平均进水COD浓度为117 0 0 mg/L,平均出水COD浓度为345mg/L,COD去除率大于97%。9914 100981210097(-1010081006100410021001001591317221.252933374145时间/图6 水解酸化-AAO工艺对COD的去除效果%/?1009695进水 COD+出水CODCOD去除率949392环境保护与循环经济34mg/L3.3.2出水水质水解酸化-AAO工艺的出水水质见表2。水解酸项目水解酸化进水好氧池出水GB/T319622015污水排人城镇下水道水质标准B级标准 9化-AAO工艺的最终出水pH,COD,NH,-N,TN,TP达到国家规定的排人城镇下水道的水质要求。表2 水解酸化-AAO工艺的出水水质pH(无量纲)6.07.44529136007.38.241814226.59.5500CODNH,-N2247153371.1609815571619514570TNTP4784结论(1)采用水解酸化-AAO工艺处理果蔬垃圾压榨废水,最佳水解酸化池与AAO系统水力停留时间分别为2 4h、10 d。(2)该工艺处理果蔬垃圾压榨废水连续45d稳定运行，从第13d起系统的平均进水COD浓度为11700mg/L，平均出水COD浓度为345mg/L,COD去除率大于97%。最终出水pH,COD,NH,-N,TN,TP达到国家规定的排人城镇下水道的水质要求。(3)水解酸化-AAO工艺处理果蔬垃圾压榨废水具有处理效果好、耐冲击负荷强等优点,在果蔬垃圾压榨废水处理中具有较好的应用前景。参考文献1农业农村部市场预警专家委员会.中国农业展望报告（2 0 2 2 一2 0 31)M.北京：中国农业科学技术出版社有限公司，2 0 2 2.2何潇，王璐,冯炜弘，等.混凝沉淀法预处理蔬菜废弃物压榨液工艺参数优化研究 J.中国农机化学报，2 0 2 1,42(7)：69-75.3李平.果蔬垃圾厌氧发酵资源化工程实例 J.中国资源综合利用,2 0 2 0,38(9):96-99.4张发闯，谭瑶瑶,蒋宇.成都市果蔬垃圾处理现状及对策研究 J.环境卫生工程，2 0 2 1,2 9（5)：30-34.5吴永.果蔬垃圾压榨液或厌氧发酵沼液处理工艺设计 J.广东化工,2 0 2 1,48(4):8 4-8 6.6王凯军，贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用M.北京：化学工业出版社,2 0 0 1.7袁媛.水解酸化+好氧生物接触氧化处理果汁生产废水D.西安：西安建筑科技大学,2 0 0 7.8程凯英，黄石峰,邓耀杰.水解(酸化反应器在工程应用中的研究与展望 J.工业水处理，2 0 0 5,2 5(3)：39-42.9GB/T319622015污水排人城镇下水道水质标准 S.2015.