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预处理AO工艺处理牛仔布废水
预处理A/O工艺处理牛仔布废水
枣庄天工织造有限公司专门生产高档牛仔布,生产废水中的污染物主要是棉纺织纤维上的盐类、油类和脂类以及在加工过程中投加的浆料、硫化黑染料、表面活性剂、烧碱等,使得废水水质波动大、成分复杂,而且废水的B/C值较低,给运行调试带来很大困难。
1水量及水质
设计水量为50m3/h,调试初期的水质情况详见表1。
表1调试初期的进、出水水质
项目
COD(mg/L)
BOD5(mg/L)
硫化物(mg/L)
色度(倍)
pH
原水
1600~2700
200~300
80~260
800~4000
9~12
出水
80~110
20~30
0.5~1.2
30~50
6~9
2工艺流程及构筑物
2.1工艺流程
预处理A/O工艺的预处理段采用了预曝气+FeSO4+高效脱色剂+沉淀工艺,生化处理段采用了UASB+生物接触氧化工艺,工艺流程如图1所示。
图1 工艺流程
2.2构筑物
①预曝气调节池1座,矩形钢筋混凝土结构,池内设散流曝气器,气水比为3.5∶1,HRT=8h,有效容积为400m3。
②初沉池1座,矩形钢筋混凝土结构,HRT=2.8h,有效容积为140m3。
③生物接触氧化池1座,矩形钢筋混凝土结构,共18格。
单池有效容积为24m3,池内采用了散流曝气器和组合填料,设计容积负荷为1.0kgBOD5/(m3·d),溶解氧为2~4mg/L,气水比为18∶1。
④二沉池1座,矩形钢筋混凝土结构,设计表面负荷为2m3/(m2·h),HRT=1.8h,有效容积为90m3。
⑤UASB厌氧反应器1座,钢制结构,设计负荷为5kgCOD/(m3·d),HRT=24h,运行温度为(35±1)℃,有效容积为1200m3。
⑥高效絮凝器1座,型号为HCV-1000(Ⅱ)。
⑦机械格栅1台,型号为GSXG-300。
⑧自动板框压滤机1台,型号为XMZ80/1000。
3污泥的培养及驯化
3.1好氧污泥的培养及驯化
为缩短系统调试周期,采用好氧生物膜的培养和驯化与厌氧污泥的同时进行,各单元均设置了超越管以利于调试。
调试期间好氧污泥先后接种了两次,第一次接种的是某酒厂的酒糟废水生化处理系统的好氧污泥,由于当时厂里排放的全是硫化黑废水,使进水的硫化物浓度过高,故好氧污泥的培养十分困难,后来对预处理系统做了较大调整,而且有针对性地提高了FeSO4及脱色剂的投量,使好氧污泥得以继续培养。
第二次接种的是某棉纺织厂印染废水生化系统的脱水污泥,接种量为好氧池容积的20%,加清水稀释闷曝2d后,开始分批加入经过预处理的牛仔布废水,进水量为设计总量的30%,控制曝气量为设计正常运行时的40%。
由于牛仔布废水的有毒物质含量较高(特别是硫化物和染料助剂),故在培养期间加大了预处理系统的加药量,使其出水硫化物<80mg/L,COD<1200mg/L;好氧池进水闷曝12h并静沉1.5~2h后排出上清液以再次进水。
由于印染废水的可生化性差,废水中的营养物不足以维持好氧微生物的增长繁殖,因此在进水的同时,向好氧池中投加一定量的生物催化剂(针对印染废水而配制的营养物质),以增加水中的碳源,提高微生物的活性。
间歇进水曝气3d后污泥开始增长。
随着污泥浓度的增长,逐渐加大进水量(分别为设计水量的40%、50%、60%、80%、100%),曝气量也相应加大。
从开始调试到满负荷运行共用了28d,当容积负荷提高到0.7kgCOD/(m3d)时曝气时间延长到24h。
第30天时观察填料上挂有呈黑褐色的生物膜(厚约2mm)。
取曝气池内混合水样通过镜检观察微生物数量较多,活动较强。
在培养与驯化后期,由于牛仔布品种的差异造成了废水水质的巨大差别,给好氧污泥的培养带来了许多困难。
原水COD由1600~2700mg/L变化,致使有机负荷忽高忽低而不利于系统的正常运行,此时采取了以下措施:
一是改变好氧池生物催化剂的投量,二是加大了二沉池的回流量并适当减少进水量。
从调试初期的进、出水水质可以看出,尽管进水量较少,但由于好氧污泥尚未培养成熟,生物膜尚未挂好及进水中硫化物浓度较高,致使出水COD超标。
3.2厌氧污泥的培养及驯化
厌氧污泥的接种方式与好氧的相同,且也是采用了间歇进水的运行方式,同时为降低进水的冲击负荷,采用了内循环的培养及驯化方式。
在厌氧污泥接种时选取了高浓度酒糟废水处理系统的厌氧污泥(12kgVSS/m3),以此来加快初期启动的速度。
接种量为厌氧反应器容积的40%。
开始启动时使废水与清水混合,将厌氧反应器的负荷控制在0.5~1.0kgCOD/(m3d)。
为了满足上升流速和防止絮状污泥与细小分散的污泥由厌氧反应器洗出,每天集中进水6h;同时开启厌氧回流阀以减小对系统的冲击,这样大约一周后观察到有大量气泡出现,当厌氧反应器的负荷上升至2kgCOD/(m3d)时,观察污泥趋于成熟,于是逐渐加大进水量。
这样,厌氧反应器的负荷从开始的0.5kgCOD/(m3d)提高到4kgCOD/(m3d)仅用了55d。
在厌氧污泥的培养及驯化中,厌氧污泥明显受进水有机物浓度、硫化物以及pH值的影响,尤其是当pH>9时厌氧系统的出水水质很快变差,气泡也很快减少;当pH=11~12时则已观察不到气泡。
所以,厌氧污泥的培养及驯化时的pH值最好控制在6.5~8.0。
4系统联动运行调试
4.1预处理系统运行调试
调试初期主要是靠调整加药量来调节废水水质,以利于后续生物处理段的稳定运行。
实际运行表明,FeSO4、脱色剂、PAM投量分别为80~120、15~20、0.2~0.4mg/L时处理效果最佳。
在预处理系统中,尤其在污泥的培养和驯化初期,还要根据废水的水质及时调整加药量,否则会影响生化系统后续处理的效果,使出水水质恶化。
4.2生化处理系统的运行控制
①使进入生化处理系统废水的B/C>0.35。
②控制好氧池混合液的DO为2.0~4.0mg/L,尤其是控制好氧池末端出水的DO为2.0mg/L。
③控制进入厌氧系统时的混合液水温为25~30℃,进入好氧系统时则为25~28℃,满足微生物生长对温度的要求。
④在调试时,控制厌氧反应器的进水pH值为6.8~8.0,这样经过预处理及厌氧处理后,好氧系统混合液的pH值为6.5~7.5,从而有利于好氧微生物的生长繁殖。
⑤牛仔布废水中的有害有毒物质主要为靛蓝、硫化黑以及一些重金属元素。
当硫化黑的浓度过高时,会严重影响微生物的生长,所以在培养初期投加FeSO4使其去除外,还要稀释进水以减小有毒物质对微生物的不利影响。
生化系统调试后期的出水水质见表2。
表2 生化系统调试后期的出水水质
项目
COD(mg/L)
BOD5(mg/L)
硫化物(mg/L)
SS(mg/L)
色度(倍)
pH
生化出水
70~120
21~30
0.5~2.0
70~120
35~45
6~9
二沉池出水
70~100
13~20
0.5~1.8
40~65
20~35
6~9
标准值
100
25
1.0
70
40
6~9
5经济分析
工程设计的主要技术经济指标见表3。
表3 主要技术经济指标
技术经济指标
设计及运行参数
处理能力(m3/d)
1200
电耗(元/m3)
0.18
药剂费(元/m3)
0.27
工程总投资(万元)
220
沼气产量(m3/d)
400~600
处理费用(元/m3)
0.88
6结语
①废水中的硫化物浓度过高不利于生化处理系统的稳定运行,故必须在预处理系统降低硫化物的浓度,以FeSO4为除硫药剂,达到了较好的去除效果。
②预处理系统对废水进行预曝气有利于提高废水的可生化性,混凝加药系统可进一步降低污染物浓度(COD去除率约为35%,色度可去除80%)。
③厌氧微生物及好氧生物膜的培养和驯化是牛仔布废水处理工程调试的关键。
调试过程中先后采用了酒糟废水处理系统及棉纺织印染行业脱水后的活性污泥来接种、培养和驯化。
实践证明,采用同类型企业的污泥进行培养和驯化可以大大缩短培养和驯化周期。
④枣庄天工织造有限公司的牛仔布废水处理系统经过约150d的调试运行后,出水水质达到了国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—1992)中的一级标准。
预处理难降解氯碱污水试验研究
1.前言
2002年齐鲁石化乙烯72万吨/年改造工程开始启动,国家环保总局为此改造设定了乙稀污水处理厂回用水800m3/h指标。
但是目前齐鲁石化公司的各生产装置所排放的污水水质差别很大,如果混在一起处理不仅经济上不合理,而且也难以实现回用目的,因此必须将污水进行分流处理。
齐鲁石化公司乙稀污水处理厂回用水存在的主要问题是氯碱污水水质较差,氯碱厂所排污水中除聚氯乙稀污水外其他各股污水的Cl-和Ca2+浓度都比较高难以回用,因此必须将氯碱污水单独处理并达标排放,才可以使乙稀污水处理厂有800m3/h回用水的可能。
在氯碱工业中,高含盐有机污水是极难处理的工业污水之一。
水解酸化是一种常用于含难降解的有机物工业废水的预处理手段〔1,2,3〕,该工艺利用有机物厌氧分解过程中酸性发酵阶段的特点,将废水中某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物,从而改善废水的可生化性,为后续好氧生化处理创造了有利条件〔4〕。
铁碳微电池电解法是近年来国内外发展起来的一种新型工业污水处理方法,又称为内电解法〔5〕。
其原理就是在含有酸性电解质的水溶液中,铁屑和碳粒之间形成无数个微小的原电池,并在其作用空间构成一个电场,通过反应生成的新生态Fe2+具有较强的还原能力,可使某些氧化态的有机物迅速还原成还原态,并使部分难降解的环状有机物环裂解,生成相对易降解的开环有机物,从而提高污水的可生化性,基于这些特点,该方法在预处理生化性差难降解的工业污水具有很好的效果〔6〕。
2.试验方法与装置
2.1污水的预处理流程
本试验用水取自于齐鲁石化公司氯碱厂各车间的排污口。
污水水质变化较大,pH值波动大,Ca+浓度高,水温高且可生化性较差。
根据该氯碱污水的水质情况,在试验中增加了混凝沉淀、内电解和水解酸化的预处理工艺。
具体试验工艺流程如图1所示。
各类污水经计量后进入预反应混凝沉淀池,投加混凝剂经搅拌混合反应后沉降,上清液出水和12#线污水分别由计量泵打入匀质池,同时也打入稀磷酸进行水质水量调节。
匀质池出水进入装填有10%(体积比)的铁刨花的预氧化池(即内电解床),预氧化出水进入水解酸化池进行厌氧处理以提高污水的可生化性,水解酸化出水进入后续好氧工艺单元进行处理。
2.2主要试验设备及工艺参数
该试验设计进水量为20L/h,主要设备全部采用不锈钢制成,各工艺参数见表1。
表1 设计工艺参数
设备
停留时间(h)
溶解氧(mg/l)
填料
匀质池
6.2
―
无
预氧化池
4.0
0.5~2.0
铁刨花
水解酸化池
8.4
0.2~0.5
无
3.试验的运行情况
3.1混合絮凝沉降试验研究
3.1.1来水水质
根据现场多次采样调查,试验用水的各股来水水质状况见表2所示。
表2 氯碱厂排污口污水水质
项目
环氧氯丙烷污水
聚氯乙稀污水
氯乙稀污水
T3线污水
12#线污水
钙硬/mg.L-1
23484~29862
258~1486
0~410.2
108~769
587~1271
碱度/mg.L-1
540~833
87~
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