山东化工 ・ｌ６８・ ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１５年第４４卷 城镇污水处理厂污泥在化工废水处理中的应用研究 戴荣华 ，刘 昊 ，陈凡立 ，蒋文强 ，孙斌 （１．京博农化科技股份有限公司，山东滨州 ２５６６００；２．齐鲁工业大学环境科学与工程学院，山东济南 ２５０３５３； ３．滕州市悟通香料有限责任公司，山东滕州 ２７７５２１） 摘要：城市污水处理厂是当今社会不可或缺的基础工程，污水厂在处理污水的同时产生了大量剩余污泥，剩余污泥仍需要进行深 度处理。化学工业是我国国民经济的重要基础产业之一，同时化工产业又是一个容易产生污染、污染难处理的产业部门。化工废 水在生化运行过程中需要添加大量的Ｃ源、Ｎ源等营养物质，否则废水会碳氮比失衡，微生物无法正常生长。本文主要研究了将 城市污水厂剩余污泥应用于化工废水处理中实验效果，结果表明，城市污水处理厂剩余污泥在被微生物消耗过程中会与化工废水 中难生化的有机物形成共代谢，实现废水的达标排放。实验过程主要考察了污泥投加量与废水ＣＯＤ去除率之间的关系，剩余扮 泥在厌氧及好氧中的应用效果。 关键词：城市污泥；共代谢；ＣＯＤ；化工废水 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—０２１ｘ（２０１５）２１—０１６８—０２ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｓｅｗａｇｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｐｌａｎｔ Ｓｌｕｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ，Ｄａｉ Ｒｏｎｇｈｕａ ，Ｌｉｕ Ｈａｏ ，Ｃｈｅｎ Ｆａｎｌｉ ，Ｊｉａｎｇ Ｗｅｎｑｉａｎｇ２，Ｓｕｎ Ｂｉｎ。 （１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｊｉｎｇｂｏ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｉｎｚｈｏｕ ２５６６００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｑｉｌｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎａｎ ２５０３５３，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｔｅｎｇｚｈｏｕ Ｗｕｔｏｎｇ Ｓｐｉｃｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｅｎｇｚｈｏｕ ２７７５２１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｒｂａｎ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ ｉｓ ｉｎ ｔｄｏａｙ￣ｓｏｃｉｅｔｙ ｔｈｅ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｐｒｏｄｕｃｅ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｌｕｄｇｅ，ｅｘｃｅｓｓ ｓｌｕｄｇｅ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｉｃ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｅｃｏｎｏｍｙ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｓ ａｎ ｅａｓｙ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｉｎｔｒａｃｔａｂｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｅｃｔｏｒｓ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｎｅｅｄ ｔｏ ａｄｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ Ｃ ｓｏｕｒｃｅ，Ｎ ｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｏｕｌｄ ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ ｒｔｉｔｒｏｇｅｎ ｒａｔｉｏ ｉｍｂａｌａｎｃｅ，ｍｉｅｒｏｈｅｓ Ｃａｎ ｎｏｔ ｇｒｏｗ ｎｏｒｍａｌｌｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｓｅｗａｇｅ ｓｌｕｄｇｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ， ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｒｂａｎ ｓｅｗａｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ ｓｌｕｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｂｅｉｎｇ ｃｏｎｓｕｍｅｄ ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｗｉｌｌ ｂｅ ｄｉｉｆｃｕｌｔ ｔｏ ｆｏｒｍ ａ ｅｏ—ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ，ａｃｈｉｅｖｅ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｉｈｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｓｌｕｄｇｅ ａｎｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ＣＯＤ ｒｅｍｏｖａｌ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｌｕｄｇｅ ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ａｎｄ ａｅｒｏｂｉｃ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｌｕｄｇｅ；ｃｏｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ；ＣＯＤ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｗａｓｔｅ 城市污水处理厂中剩余污泥含有大量的Ｎ、Ｐ、Ｋ、有机质 机、５００ ｍＬ量筒、恒温培养箱（２０￣Ｃ ４－１℃）、溶解氧瓶、虹吸 及很多微生物生长所需的微量元素等物质。活性污泥中的 管及其他玻璃器皿； 有机物、细菌、原生动物与后生动物组成了一个小型的相对 重铬酸钾（分析纯）、邻菲罗啉（分析纯）、硫酸亚铁（分 稳定的生态系统和食物链，并且研究发现，化工废水中营养 析纯）、硫酸亚铁铵（分析纯）、浓硫酸（分析纯）、硫酸银（分 元素不均衡，不足以为微生物的生长提供良好的环境，通过 析纯）、硫酸汞（分析纯）、氢氧化钠（分析纯）、双氧水 向化工废水中投加剩余活性污泥的方式为化工废水中微生 （３０％）、活性炭（柱状）； 物生长提供营养物质，强制性提高化工废水的生物质含量， 磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、七水合磷酸氢二钠、氯化铵、 既能降低城市污水处理厂剩余污泥的处理成本，又能提高化 七水合硫酸镁、无水氯化钙、六水合氯化铁； 工废水的可生化性，减少外加营养物质的投加，降低化工废 处理的废水来源：山东某化工企业生产废水； 水的处理成本 Ｊ。 城市污水处理厂污泥来源：济南某城市污水处理剩余 １ 实验部分 污泥。 １．１ 实验仪器与药剂 １．２ 测试指标和测试方法 ＣＯＤ恒温加热器、ＣＯＤ瓶、冷凝管、锥形瓶、小型曝气 ＣＯＤｃｒ：重铬酸钾氧化法。 收稿日期：２０１５—０９—２４ 作者简介：戴荣华（１９７６一），男，四川人，公司副总经理，主要从事化工合成、农药药效生物测定、农业产业政策研究等。 第２１期 戴荣华，等：城镇污水处理厂污泥在化工废水处理中的应用研究 ・１６９・ ２实验分析及结果 废水取白化工厂生产排放废水，其ＣＯＤ为３５０—７００ ｍｇ／Ｌ，ＢＯＤ约５０ ｍｇ／Ｌ，色度为１５０～２５０，ｐＨ值为７—９，为 微生物消耗过程中会与化工废水中难生化的有机物形成共 代谢，从而提高废水的降解率。 ２．２ 运行时间与废水进出水水质之间的关系 此，化工废水当中Ｂ／Ｃ值严重失衡。活性污泥取白某城市污 水厂好氧污泥。活性污泥的培驯采用接种培驯法。 ２．１ 活性污泥量与废水处理效果的关系 在实验反应装置中加入一定量的化工废水，然后加入不 等量的城市污水处理厂剩余活性污泥，进行废水的生化处理， 测定处理后的废水ＣＯＤ值及出水色度，观察不同的活性污泥 量与废水ＣＯＤ去除率及色度之间的关系，结果如图１、２所示。 ＾，】／霜ｇ）／ＱＯＵ ∞ ∞ 投飙 “ ） 图１ 污泥投加量与废水ＣＯＤ之间的关系曲线 ９ ８ ７ ６ ５ ４ Ｚｌ＿ ．芝＾Ｂ∞，投加鬓攫ｇ．Ｌ’） 图２污泥投加量与废水色度之间的关系曲线 由图１—２可见，随着活性污泥加入量的增加，化工废水 的ＣＯＤ 去除率随之增加，色度也随之降低，而当城市污水 处理厂剩余污泥投加量超过２．０ ｇ／Ｌ后，ＣＯＤ 去除率随活 性污泥投加量的增加变化不大，色度基本上也不再降低。根 据上述实验结果，处理此类化工废水的活性污泥最佳投加量 可选择２．０—２．２ ｇ／Ｌ。 城市污水处理厂剩余污泥投加在化工废水生化处理系 统时，一方面为原有的化工废水生化处理提供了一定的Ｃ 源、Ｎ源等营养物质，均衡了生化系统营养比，为废水的生物 降解提供较好的环境；另外一方面通过对化工废水添加城市 污水厂剩余污泥，强制性提高化工废水的生物质含量，在被 调整废水进水ｐＨ值为６．５～８．５，溶解氧为２～３ ｍｇ／Ｌ， ＭＬＳＳ为２５００～３５００ ｍｇ／Ｌ时，进水ＣＯＤ约５００ ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３一 Ｎ约１００ ｍｇ／Ｌ，观察出水ＣＯＤ、氨氮与运行时间之问的关系 曲线，实验结果如图３所示。 ７０ ∞ 如 ０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ １４ 时间／ｄ 图３ 运行时间与废水出水水质之间的关系曲线 由图３我们可以看出，长时间的对该实验装置进行运行 后，通过对化工废水生化系统投加一定量的城市污水处理厂 剩余污泥，系统出水浓度为４Ｏ～６５．３ ｍｇ／Ｌ，平均去除率为 ９ｏ．７４％；氨氮出水浓度为１．５～７．２ ｍｇ／Ｌ，平均去除率为 ８３．６９％。出水ＣＯＤ、氨氮均能达到ＧＢ １８９１８２—２００２城镇 污水处理厂污染物排放标准的一级标准。 ２．３ 采用剩余污泥进行厌氧实验研究效果分析 本过程主要考察了厌氧废水ＣＯＤ的去除率与进水符合 之间的关系，２ １ ０ 并考察了运行温度与废水ＣＯＤ去除率之间的 关系。Ｌｖ 在运行过程中，在保证水力负荷７～８ ｍ ／（ｍ２・ｄ），水 力停留时间２０ ｈ，进水ｐＨ值范围为６．５—７．５，温度１５— ３０％，进水碱度３５０—７９０ ｍｇ／Ｌ，观察厌氧进出水ＣＯＤ与运 行时间之间的关系曲线，结果如图４所示。 ３２００ ９０Ｏ ３０００ ８５ｏ 香２８００ 箕 ８ｏｏ ８ ２６００ Ｕ ７５０ ２４００ ７ｏｏ ６５０ ０ ５ １Ｏ １５ ２０ ２５ ３０ 时问／ｄ 图４厌氧运行效果关系曲线 （下转第１７４页） ３