摘要:采用厭氧/好氧/混凝沉淀工藝處理難降解的印染廢水,中試結(jié)果表明,系統(tǒng)對COD、色度、氨氮、總氮、總磷的平均去除率分別為93.2%、93.9%、90.2%、70.8%、96.3%;上流式厭氧水解池對COD和色度的去除效果最明顯,投粉末活性炭的A/O工藝對氨氮和總氮的去除效果較好,混凝沉淀工藝則對總磷的去除效果最理想。系統(tǒng)出水水質(zhì)達(dá)到了《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB 32/1072—2007)的要求。

關(guān)鍵詞:印染廢水,厭氧/好氧,混凝沉淀,脫氮除磷

印染廢水具有水質(zhì)水量變化大、有機物及色度高、可生化性差等特點,屬于難降解的工業(yè)廢水[1]。

目前,國內(nèi)的印染廢水處理面臨巨大考驗,一方面,由于近年來化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步,使PVA漿料、新型助劑等難生化降解的有機物大量進(jìn)入印染廢水,給處理增加了難度。據(jù)調(diào)查,原有生物處理系統(tǒng)對COD的去除率大都由70%下降到50%左右,甚至更低[2]。另一方面,國家和地方水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)卻在不斷提高,尤以江蘇省執(zhí)行的《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB 32/1072—2007)標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格(COD≤60 mg/L,NH3-N≤5 mg/L,TN≤15 mg/L,TP≤0.5 mg/L),該標(biāo)準(zhǔn)不僅提高了COD排放標(biāo)準(zhǔn),同時增加了氮、磷等污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。

亟需對現(xiàn)有的印染廢水處理工藝進(jìn)行改造。

1試驗裝置與方法

1·1試驗裝置中試

工藝流程見圖1。

原水由水泵打入水箱,再由水泵送到上流式厭氧水解池(D ×H = 1. 6 m ×3. 9 m) ,水解后自流至A /O池(L ×B ×H = 3. 6 m ×1. 8 m ×1. 8 m) , A /O池出水進(jìn)入中間水箱,再通過泵打入混凝沉淀池(L×B ×H = 1. 2 m ×1. 2 m ×2. 5 m) ,然后自流至濾池(D ×H = 0. 8 m ×1. 6 m) ,最終出水達(dá)標(biāo)排放。向A /O池中投加粉末活性炭,投量為50 mg/L;混凝劑采用聚合氯化鋁,投量為100～150 mg/L。

1.2　試驗水質(zhì)

江蘇省常熟市某污水處理廠的設(shè)計處理能力為1 ×104 m3 /d,其中印染廢水占80% ,且成分非常復(fù)雜。中試用水取自該廠的調(diào)節(jié)池,其水質(zhì)見表1。

由表1可知,該廢水水質(zhì)波動較大, pH呈堿性;BOD5 /COD值在0. 26左右,廢水的可生化性較差。NH3 - N和TN濃度較典型印染廢水的要高,主要原因是有一家印染企業(yè)在印花工段大量使用了尿素。

1.3　測試項目與方法

COD:重鉻酸鉀法; BOD5 :稀釋與接種法;色度:稀釋倍數(shù)法; NH3 - N:納氏試劑比色法; pH: pH計;MLSS、MLVSS:重量法; DO、溫度:便攜式DO儀;生物相:光學(xué)顯微鏡;有機物成分:氣質(zhì)聯(lián)用。114　接種污泥
水解池的接種污泥取自該污水廠的厭氧水解池,污泥濃度為12. 8 gVSS/L,VSS/SS為0. 46; A /O池的接種污泥取自CASS池,其濃度為6. 2 gVSS/L,VSS/SS為0. 54。

2　結(jié)果與討論

2.1　對COD的去除

穩(wěn)定運行階段(6月5日—9月30日) ,系統(tǒng)進(jìn)水COD為618～1 060 mg/L (平均為769 mg/L) ,上流式厭氧水解池出水COD平均為396 mg/L,平均去除率為48. 1% ,對COD的去除效果明顯,原因是污泥濃度較高、HRT長達(dá)24 h左右,充分發(fā)揮了厭氧菌或兼性菌對有機物的降解作用。A /O 段出水COD平均為107 mg/L,得到明顯降低,分析其原因是:經(jīng)厭氧水解后,廢水的可生化性得到顯著提高,有利于A /O池中好氧異養(yǎng)菌對有機物的氧化、轉(zhuǎn)化和利用;投加的粉末活性炭能夠吸附去除部分有機物�；炷�沉淀出水COD平均為60. 8 mg/L,表明采用聚合氯化鋁作為混凝劑時對印染廢水的深度處理效果理想,保證了系統(tǒng)的出水水質(zhì)。過濾出水COD平均為51. 4 mg/L,系統(tǒng)的平均去除率為93. 2%。

采用GC - MS分析了有機物的沿程降解規(guī)律,結(jié)果顯示,經(jīng)過厭氧水解后胺類物質(zhì)增多,說明大分子長鏈有機物得到降解和轉(zhuǎn)化。印染廢水中含偶氮鍵的染料在厭氧水解的過程中容易發(fā)生斷鍵而生成胺,并可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為游離氨。常規(guī)監(jiān)測中發(fā)現(xiàn),印染廢水經(jīng)過厭氧水解后氨氮濃度升高,表明染料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變(開環(huán)、斷鍵、裂解、基團(tuán)取代、還原等) ,由難生物降解的有機物轉(zhuǎn)化成可慢速或快速生物降解的有機物,有利于后續(xù)好氧工藝對其進(jìn)一步氧化分解[ 3 ] 。厭氧水解工藝在印染廢水的處理中是必不可少的,它一方面提高了廢水的可生化性,另一方面有效降低了廢水的COD,且相對于物化處理工藝,還可有效削減污泥產(chǎn)量。經(jīng)過A /O工藝處理之后,廢水中的有機物主要是烷烴、烯醇類物質(zhì),基本達(dá)到了去除有毒物質(zhì)的目的。經(jīng)過混凝沉淀后,污染物濃度得到有效降低且多為低碳有機物�？梢�,中試系統(tǒng)的各工段能相互協(xié)作,厭氧菌、兼性菌、好氧菌發(fā)揮各自的優(yōu)勢,保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

2.2　對色度的去除

穩(wěn)定運行階段,中試系統(tǒng)進(jìn)水色度( 220 ～450倍)波動較大,平均為354 倍;上流式厭氧水解池、A /O池、濾池的出水色度平均值分別為84、40、22倍,總?cè)コ�率平均�?3. 9%。由此可知,中試系統(tǒng)的脫色效果較好,出水色度≤40倍,達(dá)到了DB 32 /1072—2007標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3　對氮的去除

穩(wěn)定運行階段,上流式厭氧水解池出水氨氮平均為47 mg/L,較進(jìn)水的提高了4. 7 mg/L,這與染料的偶氮鍵被破壞有關(guān); A /O 工藝出水氨氮平均為4. 7 mg/L,平均去除率為88. 1%;系統(tǒng)出水氨氮平均為4. 0 mg/L,總?cè)コ�率平均�?0. 2%。系統(tǒng)對總氮的去除主要是通過反硝化作用。A /O工藝的內(nèi)回流比控制在300%左右,缺氧段的泥水混合效果較好,故保證了對TN 的有效去除。系統(tǒng)出水總氮平均為14. 2 mg/L,總?cè)コ�率平均�?0. 8%。

2.4　對磷的去除

穩(wěn)定運行階段,平均進(jìn)水TP為6. 2 mg/L,A /O工藝出水TP 平均為2. 9 mg/L, 平均去除率為51. 9% ,A /O工藝對TP的去除主要是通過排放剩余污泥實現(xiàn)的�；炷�沉淀對TP的去除效果明顯,出水TP平均為0. 3 mg/L。系統(tǒng)出水TP平均為0. 2mg/L,總?cè)コ�率平均�?6. 3%。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2.5　技術(shù)經(jīng)濟分析

經(jīng)測算,中試系統(tǒng)的電費為0. 78 元/m3 ,藥劑費為0. 90 元/m3 ,管理費(包括日常維修及人員工資)為0. 10 元/m3 ,直接運行費用為1. 78 元/m3。若按1 ×104 m3 /d的處理規(guī)模測算,工程實施后可使COD的排放量減少約1 460 t/ a,環(huán)境效益顯著。

3　結(jié)論

①　穩(wěn)定運行階段中試系統(tǒng)對COD和色度的平均去除率分別為93. 2%和93. 9% ,其中水解池的去除效果最為明顯,對COD和色度的去除率分別為48. 1%和75. 7%。原因是上流式厭氧水解池內(nèi)微生物量充足且泥水混合效果較佳,厭氧菌或兼性菌能充分發(fā)揮降解作用。
②　中試系統(tǒng)對氨氮、總氮和總磷的去除效果良好,去除率分別為90. 2%、70. 8%、96. 3%。A /O工藝對氨氮和總氮的去除效果明顯,混凝沉淀對總磷的去除效果較佳,聚合氯化鋁適合作為深度處理印染廢水的混凝劑。
③　中試系統(tǒng)的出水水質(zhì)優(yōu)于DB 32 /1072—2007標(biāo)準(zhǔn),表明水解—A /O—混凝沉淀工藝適合于太湖流域以印染廢水為主的城鎮(zhèn)污水處理廠的提標(biāo)改造。(南京理工大學(xué)化工學(xué)院)