水解與接觸氧化工藝處理印染廢水

更新時間：2009-07-09

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廣州市某印染廠是一家棉布印染、整理企業(yè)，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(zhì)如表1：

**表1　廢水水質(zhì)**
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(yīng)，把難降解的高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較小的分子，從而改善廢水的可生化性，為接觸氧化創(chuàng)造條件［2］。

1　處理流程與設(shè)計參數(shù)

　　設(shè)計進(jìn)水參數(shù)與排放標(biāo)準(zhǔn)如表2、3 所示。

**表2　設(shè)計的進(jìn)水指標(biāo)**
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(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)**
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(shè)計停留時間為15 min。在沉砂池中部設(shè)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(yīng)。沉砂池內(nèi)不設(shè)曝氣管，格柵人工清渣。

　　②調(diào)節(jié)池

　　在調(diào)節(jié)池的入口處設(shè)置pH監(jiān)測儀。在工程設(shè)計時，特別增加了調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)時間，廢水在調(diào)節(jié)池的停留時間為8 h。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置穿孔曝氣管曝氣，曝氣的主要用途是脫硫和使酸堿反應(yīng)更充分，以保證進(jìn)入水解酸化池廢水的pH值在7～10之間。廢水在進(jìn)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(shè)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(dá)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(jù)實際經(jīng)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(fù)荷來設(shè)計池容。

　　④接觸氧化池

　　設(shè)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?xì)猓岣哐醯睦眯省９に嚥捎玫臍馑葹?5∶1，設(shè)置4臺SSR型鼓風(fēng)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(shè)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zui終進(jìn)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(shè)計水力停留時間為8 h。

　　⑤斜管沉淀池

　　斜管沉淀池設(shè)計為兩個并聯(lián)使用，反應(yīng)區(qū)與沉淀區(qū)設(shè)計在一起。表面負(fù)荷為1.5m³/（m²·h），水力停留時間為2.25 h。廢水在進(jìn)入沉淀池之前已加藥，所加藥劑為PAC和PHP，它能去除相當(dāng)一部分的CODCr和色度。特殊情況下，色度如不能達(dá)標(biāo)，則投加漂白水脫色。

3　行過程與結(jié)果

　　2000年6月15日開始調(diào)試，按照設(shè)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(diào)試運行階段，由于廢水可生化性差，一般采用投加營養(yǎng)料提高BOD與COD的比值來提高廢水的可生化性，培養(yǎng)、馴化微生物對廢水的適應(yīng)性。投加的養(yǎng)料有面粉、糖、尿素、磷。
　　對于水解酸化池，調(diào)試初始階段控制BOD/COD＞0.3，控制每天的進(jìn)水量在設(shè)計流量的10%～15%。7 d后，開始加大處理量，同時監(jiān)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(dāng)水解酸化池中處理效果好時，它們的數(shù)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(wěn)定，COD去除率一般在40%左右，色度也有明顯變化。當(dāng)然，投加養(yǎng)料不能中止，否則處理效果將變差。

　　水解酸化后的處理水進(jìn)入接觸氧化池中進(jìn)行曝氣，調(diào)試階段采用投加糖等養(yǎng)料的方法來增強處理效果，促進(jìn)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(nèi)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(jīng)過水解酸化處理后，分子結(jié)構(gòu)發(fā)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(nèi)，CODCr、色度得到明顯的去除，運行近3個月時的CODCr監(jiān)測結(jié)果如表4所示。

**表4　各單元出水CODCr的監(jiān)測結(jié)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(jìn)入斜管沉淀池時要投加PAC和PHP，投加量可根據(jù)經(jīng)驗或做小試確定。當(dāng)水質(zhì)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(jìn)一步去除色度。因為沉淀池采用斜管，表面負(fù)荷較小，但出水中SS一般能達(dá)標(biāo)。沉淀池中的污泥排入污泥濃縮池中濃縮，再經(jīng)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(fēng)機、以及其他機械設(shè)備運行費用，藥劑費用，養(yǎng)料費，人工費用等。

　　①投酸費用：由于該廠為新建廠，生產(chǎn)工藝中無堿回收系統(tǒng)，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(fēng)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(yǎng)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(yǎng)料費用也不少于800 元/d。

　　經(jīng)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(jié)論

　　①當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)超過設(shè)計指標(biāo)時，一般難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　②即使運轉(zhuǎn)正常時，適當(dāng)?shù)耐都羽B(yǎng)料是必須的，否則處理效果將變差。

　　③整個運行系統(tǒng)中，處理效果的好壞關(guān)鍵在于水解酸化工藝是否運轉(zhuǎn)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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