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    水解與接觸氧化工藝處理印染廢水

    2016-03-16 11:09:02
     

      廣州市某印染廠是一家棉布印染、整理企業,染色所用的染料主要是硫化染料,上染率不高,廢水中殘留染料多,顏色深;使用ABS作為表面活性劑,對微生物有抑制作用[1];所用漿料為PVA,生化性差。廢水水質如表1:

    表1 廢水水質

     

    CODCr(mg/L)

    BOD5(mg/L)

    pH

    色度(倍)

    溫度(℃)

    SS(mg/L)

    600~1200

    160~300

    >13

    400~600

    45~55

    300~600

      工程采用水解酸化、接觸氧化的工藝,目的是通過廢水的水解酸化反應,把難降解的高分子物質轉化為較小的分子,從而改善廢水的可生化性,為接觸氧化創造條件[2]。

    1 處理流程與設計參數

      設計進水參數與排放標準如表2、3 所示。

    表2 設計的進水指標

     

    CODCr(mg/L)

    BOD5(mg/L)

    pH

    溫度(℃)

    色度(倍)

    SS(mg/L)

    800

    200

    >13

    45~55

    500

    450

     

    表3 廣州地區的排放標準

     

    CODCr(mg/L)

    BOD5(mg/L)

    pH

    色度(倍)

    SS(mg/L)

    80

    30

    6~9

    40

    70

    2 工藝介紹

      ①沉砂池
     

      沉砂池設計停留時間為15 min。在沉砂池中部設置格柵,主要是去除一些大的雜物。在池的前段開始加酸,通過攪拌機攪動使酸堿充分反應。沉砂池內不設曝氣管,格柵人工清渣。 

      ②調節池 

      在調節池的入口處設置pH監測儀。在工程設計時,特別增加了調節池的調節時間,廢水在調節池的停留時間為8 h。調節池內設置穿孔曝氣管曝氣,曝氣的主要用途是脫硫和使酸堿反應更充分,以保證進入水解酸化池廢水的pH值在7~10之間。廢水在進入水解酸化池之前主要通過降溫裝置使溫度降到40 ℃以下,以保證微生物的正常代謝。 
      ③水解酸化池
      設計的水解酸化池與一般的水解酸化池有不同之處:a.水解酸化池中掛填料,使污泥附著在填料上形成膜,從而增大污水與污泥的接觸面積,達到增加泥水接觸時間的目的;b.模仿UASB工藝,采用虹吸脈沖布水的方法,使布水均勻;c.控制每次脈沖的時間在5~7min,通過脈沖布水,可以造成劇烈攪動,激起池底的沉積污泥,又一次加強泥水之間的接觸;d.根據實際經驗確定污水在池中的停留時間,而不是單純采用一般的容積負荷來設計池容。 

      ④接觸氧化池 

      設計的接觸氧化池有以下特點:a.采用組合填料。b.采用微孔曝氣器布氣,提高氧的利用效率。工藝采用的氣水比為25∶1,設置4臺SSR型鼓風機,平時2用2備,特殊情況下3用1備,空氣流量為40m3/min。在運行過程中,控制水中溶解氧在2~4mg/L。c.在接觸氧化池末段設置中間沉淀池,目的是沉淀一部分污泥和脫落的膜,并回流至水解池,使*終進入斜管沉淀池中的泥量有所減少,繼而減少沉淀池中藥劑的用量。同時,回流到水解酸化池的污泥由于有比較長的停留時間,大部分能夠得到消化[2]。d.設計水力停留時間為8 h。 
      ⑤斜管沉淀池
      斜管沉淀池設計為兩個并聯使用,反應區與沉淀區設計在一起。表面負荷為1.5m3/(m2·h),水力停留時間為2.25 h。廢水在進入沉淀池之前已加藥,所加藥劑為PAC和PHP,它能去除相當一部分的CODCr和色度。特殊情況下,色度如不能達標,則投加漂白水脫色。

    3 行過程與結果

      2000年6月15日開始調試,按照設計處理水量的20%左右投加污泥于水解酸化池與接觸氧化池中。調試運行階段,由于廢水可生化性差,一般采用投加營養料提高BOD與COD的比值來提高廢水的可生化性,培養、馴化微生物對廢水的適應性。投加的養料有面粉、糖、尿素、磷。 
      對于水解酸化池,調試初始階段控制BOD/COD>0.3,控制每天的進水量在設計流量的10%~15%。7 d后,開始加大處理量,同時監測水解池中的pH與CODCr。運行一段時間后,填料上長有生物膜,水解酸化池中存在指示性微生物,這種微生物呈桿狀,當水解酸化池中處理效果好時,它們的數量多且比較活躍。運行正常后,處理水的pH值變化明顯且比較穩定,COD去除率一般在40%左右,色度也有明顯變化。當然,投加養料不能中止,否則處理效果將變差。 

      水解酸化后的處理水進入接觸氧化池中進行曝氣,調試階段采用投加糖等養料的方法來增強處理效果,促進生物膜的生長,并控制溶解氧在2~4 mg/L。剛開始運行時,池內有大量的泡沫,說明表面活性劑還大量存在,運行正常后(一般需要30 d左右),泡沫消失。由此可以看出,難處理的表面活性劑ABS經過水解酸化處理后,分子結構發生了變化。采泥樣鏡檢可以看到豐富的鐘蟲以及輪蟲、線蟲,其他的原生動物也較多。在接觸氧化池內,CODCr、色度得到明顯的去除,運行近3個月時的CODCr監測結果如表4所示。

    表4 各單元出水CODCr的監測結果  mg/L

     

    日期

    原水

    水解池出水

    接觸氧化池出水

    沉淀池出水

    9月1日

    950.8

    694.1

    182.70

    100.22

    9月2日

    745.67

    484.69

    124.82

    82.37

    9月3日

    723.41

    450.38

    105.27

    75.63

    9月4日

    840.0

    478.83

    134.45

    89.62

    9月5日

    650.37

    357.70

    95.74

    71.42

    9月6日

    620.49

    341.27

    89.61

    65.24

    9月7日

    679.64

    384.19

    98.82

    67.33

    9月8日

    845.89

    524.45

    137.44

    88.45

    9月9日

    812.57

    479.42

    108.87

    75.57

    9月10日

    889.82

    503.40

    151.02

    94.76

    9月11日

    703.27

    392.21

    93.99

    65.54

    9月12日

    587.34

    300.62

    85.00

    69.42

    9月13日

    634.68

    345.91

    100.32

    75.67

    9月14日

    579.79

    300.56

    92.47

    70.74

    9月15日

    678.89

    377.74

    101.86

    73.50


      一般情況下,接觸氧化池的出水CODCr和SS還比較高,在進入斜管沉淀池時要投加PAC和PHP,投加量可根據經驗或做小試確定。當水質變化較大時,要加大PAC和PHP的投加量。沉淀池出水色度有時偏高,還要在脫色池中投加漂白水進一步去除色度。因為沉淀池采用斜管,表面負荷較小,但出水中SS一般能達標。沉淀池中的污泥排入污泥濃縮池中濃縮,再經板框壓濾機脫水。

    4 主要運行費用分析

      運行費用由以下幾個方面組成:投酸費用,泵、鼓風機、以及其他機械設備運行費用,藥劑費用,養料費,人工費用等。 

      ①投酸費用:由于該廠為新建廠,生產工藝中無堿回收系統,故每天的中和用酸量較大,將近2 kg/m3,硫酸按450元/t計算,投酸的成本為4500 元/d。 

      ②電費:一般情況下,運行兩臺鼓風機,每臺功率為55kW;每天運行兩臺7.5kW水泵,總功率為125kW。按實際運行功率100 kW計算,用電量為2400 kW/d,則電費為2400 元/d。 

      ③藥劑費、養料費:每天用去1.5t PAC、0.5t PHP,按平均價1800元/t計算,則藥劑費用為3600 元/d;實際運行時,每天投加的養料費用也不少于800 元/d。 

      經初步估算,該廠的廢水處理費用至少在2.26元/t以上。估計堿回收開展起來后,運行費用會有所降低,但也在1.4元/t以上。

    5 結論

      ①當進水水質超過設計指標時,一般難達到排放標準。 

      ②即使運轉正常時,適當的投加養料是必須的,否則處理效果將變差。 

      ③整個運行系統中,處理效果的好壞關鍵在于水解酸化工藝是否運轉正常。 

      ④膜式水解酸化、接觸氧化法處理印染廢水,特別對于難生化處理的漿料、染料,是一種行之有效的工藝。


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