SBR法处理啤酒废水 COD与 DO的相关关系
论文作者：曾薇 王淑莹 高景峰 李探微 彭永
摘要：介绍了采用 SBR法处理啤酒废水时，有机物降解过程中 COD与 DO的相关关系。试
验结果表明，如改变进水有机物浓度、曝气量或起始混合液污泥浓度，在有机物降解过程
中 DO都有一个缓慢下降的趋势，与此同时，COD以较大速率被降解。在有机物达到难降解
程度后，DO迅速大幅度升高，标志着反应过程应该结束。此外，由于进水 COD浓度不同，
在同一曝气量下 DO相差较大，可以以初始 DO的大小作为预测进水 COD浓度的依据，调节
曝气量，控制 DO浓度在适宜的范围内。
关键词：SBR法 啤酒废水 DO COD
0 概述
活性污泥法是一个需氧的代谢过程，混合液溶解氧(DO)是反应过程中一个重要的控制
参数，也是 影响 运行费用和出水水质的主要因素。正是因为 DO对污水生物处理的重要
意义，许多 学者从不同角度对此进行了大量的 研究 。其中在采用 SBR法处理石油化工
废水的研究中发现 ，在有机物达到难降解程度时，DO大幅度升高，并以此作为反应时间
的控制参数［1］ 。于是，本文采用了与石油化工废水水质相差较大的啤酒废水作为
处理对象，来研究 SBR 反应阶段 COD的降解与 DO变化之间的相关关系。由于两者水质不
同，在有机物降解过程中，D O呈现不尽相同的变化 规律 。因此，针对不同水质的 工业
废水，研究其在有机物降解过程中 C OD与 DO的相关关系，对于保证出水水质和减少运行
费用具有重要意义。
1 试验设备与 方法
试验以啤酒废水作为处理对象，反应过程中水温控制在 20℃。废水的主要成分是纤维
素、蛋白质、果胶、淀粉，通过自来水稀释得到不同浓度的废水。SBR法试验装置如图 1
所示。反应器高 70cm，直径 30cm，总有效容积 38L，采用鼓风曝气，转子流量计调节流
量。试验时 ，采用瞬时进水，然后立即开始曝气。在反应阶段连续测定 DO值，并根据 DO
值的变化在一定时间间隔内取样测定 COD和 MLSS等指标。
2 试验结果与 分析
本试验在三种不同的试验条件下，测定 DO与 COD的相关关系。 进水浓度相
同，不同曝气量下 DO与 COD的相关关系
原始啤酒废水的 COD为 2100mg/L,试验配制的 COD为 700mg/L，进水混合后反应初始
COD为 500mg/L，反应过程中 MLSS平均为 2000mg/L，在曝气量分别为
m3/h时的试验结果如图 2所示。
试验结果表明，反应刚开始 5min内，DO迅速升高，这是由于反应开始时反应器内溶氧
速率 远远大于耗氧速率所致。在以后的反应过程中，DO有缓慢下降的趋势，与此同时，
COD的降 解速率加大。如图 2所示：在曝气量为 BC段
的斜率大于 AB段的斜率，而相应 BC段的 DO低于 AB段的 DO。在其它曝气量下，也能找到
相对于 DO较低段的 COD降解曲线的斜率增大的情况。COD降解速率的增大就反映了耗氧速
率的增大，在认为溶氧速率基本不变的情况下，耗氧速率的增大必然导致反应器内 DO的
降低。造成反应过程中某阶段 COD降解速率反而增大，DO降低的主要原因，分析如下：
根据莫诺特关系式，微生物的比增长速率(μ)与有机物的比降解速率(v)成比
例。
式中
ds/dt--有机物的降解速率，mv-1t-1；
v--有机物的比降解速率，t-1；
X--混合液污泥浓度，mv-1；
s--反应器中有机物浓度，mv-1；
y--产率系数；
μ--微生物的比增长速率，t-1。
由公式(1)得：
式中μ′--微生物的增长速率，mv-1t-1。
以曝气量为 3/h 的情况为例：根据反应过程中测定的 MLSS数值，在反应前
40min ML SS增长 80mg/L，而在 40～60min内 MLSS则增长 100mg/L，由公式(2)可知，
μX即μ′的增 长引起了有机物降解速率的增大，从而导致 DO浓度的降低。由于在反
应过程中，DO有下降的 趋势，有必要在反应初始阶段使 DO略高于正常水平，以保证反应
过程中 DO值不致过低。
当 COD降解到 50～60mg/L时，继续曝气，COD浓度基本不变，认为达到了难降解程
度。当接 近难降解程度时，DO浓度降到最低值。整个反应过程中，DO下降的幅度与反应
整体 DO水平密 切相关。曝气量越大，反应初期 DO升高的幅度越大，后来 DO下降幅度越
大。当曝气量为 m3/h时，DO值由
当曝气量为
小，反应过程中的总体 DO值越低，延长了达到难降解程度所需时间，而且 DO 下降幅度
小，就使 DO的变化出现了不十分明显的缓慢下降的趋势。当达到难降解程度时，有 机物
降解的耗氧速率极小，仅维持内源呼吸，供氧速率远远大于耗氧速率，使反应器内 DO值
突然大幅度升高，标志着反应的结束。曝气量越小，DO值越低，所需反应时间越长
不同 MLSS下，COD与 DO的相关关系
原始啤酒废水的 COD为 2100mg/L，试验配制的 COD为 1100mg/L，进水混合后 COD为
950mg/L，恒定曝气量为 MLSS的平均浓度分别为 1550mg/L和
2000mg/L。试验结果如图 4所示：反应过程中 COD降解与 DO变化趋势及规律与上述结果
基本相同。不同的是混合液污泥浓度越高，DO值越低。氧的转移速率公式如下：
dC/dt=KLa(Cs-Cl)
(3)
式中 Cs--液体的饱和溶解氧浓度，mv-1；
Cl--液体的实际溶解氧浓度，mv-1；
dC/dt--单位容积内氧的转移速率，mv-1t-1；
KLa--氧总转移系数。 当曝气量和 KLa不变时，Cl值越小，单位容积内氧的转
移速率越大，转 移的氧均被微生物利用降解有机物，说明耗氧速率增大，间接地反映出
有机物降解速率的增大，从而减少反应时间。试验结果也说明了这一点：MLSS为
2000mg/L时的有机物降解曲线 的斜率大于 MLSS为 1550mg/L的曲线斜率，反应时间大约
减少 40min。因此，在一定范围内相 应地提高混合液污泥浓度，可以有效地减少反应时间
3 结论
(1)啤酒废水在上述三种不同试验条件下，反应过程中 COD与 DO均出现相同的变化规
律。 反应刚开始时 DO迅速升高，然后是缓慢下降，下降幅度与反应器内整体 DO值水平
有关，DO值 越低，下降幅度越小。有机物达到难降解程度时，DO迅速大幅度升高。
(2)在同一曝气量下，不同进水 COD的废水在反应过程中 DO值的大小会有显著差别，可
以 以此作为判断进水浓度大小的依据，进而调节曝气量。 (3)当有机物不再继续被降
解时，DO迅速大幅度升高，可以以此作为反应结束的信号，防 止因曝气时间过长增大运
行费用，造成污泥膨胀；或是反应时间太短而使出水水质不合格。 (4)在适当的范围
内提高 MLSS，可有效地缩短反应时间。
参考 文献 1 王淑莹，等.用溶解氧浓度作为 SBR法过程控制和反应时间控制参数
. 中国 环境 科学 ，1998，18(5)：415～418
