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生物强化脱色处理印染废水的中试研究 (国家环境保护水污染控制工程技术<浙江>中心,浙江杭州310007)摘要:为解决印染废水生化处理效果差的难题,开发了复合水解酸化/悬浮生物滤池的印染废水生化处理工艺,并在此基础上投加专性脱色菌进行生物强化脱色处理。结果表明,在稳定运行条件下,系统对色度的去除率提高了10% ~20%,对色度的总去除率达到80%以上,对COD的去除率达到90%左右。可见,通过生物强化技术提高生化处理的脱色能力是可行的。关键词:印染废水;复合水解酸化;悬浮生物滤池;脱色 中图分类号: X703文献标识码: C文章编号:1000-4602(2010)23-0091-03印染废水成分复杂、生物降解性差,用传统的生物法处理难度大,因此开发新工艺及新技术提高生物降解效率是印染废水处理的研究热点[1~4]。生物处理效果取决于有效微生物的活性和数量,生物强化技术通过向生物处理系统内引入具有特定功能的微生物,能提高有效微生物的浓度,增强对难降解污染物的降解能力,提高降解速率[5]。 复合厌氧反应器(AHR)是在第二代反应器的基础上开发的第三代水解厌氧反应器,AHR反应器的下部是高浓度的颗粒污泥,上部是由填料及附着的生物膜组成的滤料层,二者的结合很大程度上提高了反应器的有效容积、降低了污泥流失、提高了处理效率[6];悬浮生物滤池采用悬浮生物填料,对微生物具有良好的吸附和网捕作用,能有效减少微生物的流失,具有广泛的应用前景[7]。笔者选用复合水解酸化/悬浮生物滤池作为生化处理工艺,并在此基础上投加专性脱色菌种,同时采用脉冲布水技术,强化了布水过程中废水与微生物的接触,提高了传质效率,且不增加额外的运行费用,将该工艺应用于实际印染废水处理中试,取得了较好的处理效果。1材料和方法1·1废水水质及菌种 废水取自绍兴某棉布印染企业调节池,该废水成分复杂、污染物浓度高、可生化性差,废水中含有活性染料、还原染料、直接染料等多种染料及助剂,其pH值为12~14、水温约为40℃,为保证进水水质稳定,采用延时继电器控制提升泵每隔1 h采水1次,其综合水质如下: COD为1 000~2 800 mg/L、BOD5为300~500 mg/L、SS为150~200 mg/L、色度为300~1 000倍。接种污泥取自绍兴污水处理厂的污泥浓缩池。专性菌种是从印染废水及工业废水处理厂的活性污泥中筛选、分离得到的高效脱色菌株,对印染废水具有良好的脱色效果[7]。1·2试验装置与方法 中试采用复合水解(A) /悬浮生物滤池(O)串联工艺(见图1),用延时继电器控制提升泵,将调节池废水泵入储水池,不同时间段的废水在储水池内均匀水质、水量,并调节其pH≤10后泵至脉冲布水器。后者储存3~5 min的水量后将水瞬间布入水解酸化池底部,与厌氧菌及兼氧菌充分接触,将不溶性颗粒分解为可溶性物质、大分子物质分解为小分子物质,从而提高废水的可生化性,为后续好氧处理奠定基础,同时破坏染料的发色基团,去除废水的色度。A段出水溢流到O段,在O段填料与充氧废水充分接触,利用生物膜上微生物的新陈代谢作用,将废水中的有机物去除。 复合水解酸化池的总有效容积为2 m3,填充区容积为1m3,填充尺寸为1 cm×1 cm×1 cm的立方体悬浮生物填料;悬浮生物滤池的有效容积为1.m3,填充尺寸为2 cm×2 cm×2 cm的填料。1·3取样及分析方法 定期取组合工艺的进水、A池及O池出水,分析COD、色度、pH的变化情况。COD:重铬酸钾法;BOD5:微生物膜法; pH:便携式pH计;色度:稀释倍数法。2结果与讨论2·1生物强化对去除COD及色度的影响 试验考察了生物强化脱色前、后系统对COD及色度的去除效果(见图2)。在稳定运行阶段,A段的停留时间为14 h,O段的停留时间为10. 5 h,中试分两个阶段进行:第一阶段未投加脱色菌(18~34d),第二阶段为脱色菌强化处理期(35~52 d),其中前5 d为挂膜阶段。 由图2可以看出,在中试期间,进水COD浓度波动较大,生物强化前好氧出水的COD浓度基本稳定在150 mg/L左右,强化后出水COD浓度稳定在100 mg/L左右,略低于强化前的。进水色度为300~1 000倍,强化脱色后好氧出水色度由110~180倍逐渐降低到100倍以下。 投加脱色菌后,系统对COD的去除率未发生明显变化,而对色度的去除率由70%左右提高到80%以上,最高达到90%。可见,脱色菌可有效提高生化系统对色度的去除率,但对COD的去除无明显促进作用。2·2生物强化脱色的机理分析 图3为A段及O段生物强化脱色前、后系统对COD及色度的去除率变化曲线。 由图3可以看出, A段未投加脱色菌时,对COD和色度的去除率曲线基本重合,而投加脱色菌后A段的脱色率提高,且对COD和色度的去除率曲线分离。这是由于未投加脱色菌时,A段对COD的去除主要是通过去除非溶解性SS而实现的[6、8],而SS浓度的高低与表观色度的大小成正比,因此对COD与色度的去除率基本重合;投加脱色菌后,由于投加的脱色菌不能以染料分子作为直接碳源,而只能破坏其发色基团,将其还原分解为苯胺类化合物,再通过好氧工艺使这些物质矿化,且脱色率对SS去除率的依赖性降低,因此脱色率曲线与COD去除率曲线分离。 由图3还可知,生物强化脱色前、后O段的脱色率无明显变化,而对COD的去除率却略微增加,这符合脱色菌将染料分解为苯胺类化合物,再通过好氧工艺降解的推测。同时也反映出废水中残留的染料量占全部COD浓度的比例较低,而这也符合印染废水的特点。3结论①采用复合水解酸化/悬浮生物滤池作为生化处理工艺,并在此基础上投加专性微生物菌种,同时采用脉冲布水技术,当A段停留时间为14 h、O段停留时间为10. 5 h时,系统对色度的去除率可达到80%以上,对COD的去除率为90%左右。②生物强化脱色后,系统脱色率提高了10%~20%,且脱色菌不能以染料为直接碳源,只能将其还原分解为苯胺类化合物,再经好氧工艺使其矿化,故对COD的去除率提高不明显。③采用生物强化脱色技术能有效提高生化处理的脱色率,可有效降低深度处理费用,为废水的资源化利用奠定了基础。参考文献:[1]谢春生,黄瑞敏,肖继波,等.曝气生物滤池—纳滤深度处理印染废水的研究[J].中国给水排水, 2007, 23(15): 69-72.[2]洪俊明,洪华生.厌氧—好氧MBR组合工艺处理蒽醌活性染料废水[J].中国给水排水, 2008, 24(1): 51-53.[3]王白杨,张卓,何慧.生物/化学/物理联合工艺处理高温印染废水并回用[J].中国给水排水, 2008, 24(17):75-78.[4]尤隽,任洪强,严永红.厌氧/缺氧/好氧工艺处理印染废水[J].中国给水排水, 2007, 23(18): 63-64.[5]马放,郭静波,赵立军,等.生物强化工程菌的构建及其在石化废水处理中的应用[ J].环境科学学报,2008, 28(5): 885-891.[6]李晓东,孙铁珩,李海波,等.低温处理生活污水的复合厌氧工艺研究[J].安全与环境学报, 2008, 8(1):40-43.[7]白俊跃,徐灏龙.悬浮生物滤池A/O工艺处理印染废水[J].印染, 2008, (9): 31-33.[8]杨健,居志华,吴敏.复合式厌氧反应器预处理低温城市合流制污水中试[J].中国给水排水, 2007, 23(5):58-61.
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浅谈生活污水处理技术【摘要】在城市污水管网尚未铺就或不可能到达，或尚未建成城市污水处理厂的城市的住宅小区，生活污水处理一直都是很难解决的问题。过去常用的化粪池沉淀和厌氧发酵，虽然对悬浮物质和寄生虫卵有一定的去除作用，但BOD5去除率很低，且不具备脱氮除磷功能，已不能满足水污染防治和水环境保护的需要。近年来，适用于住宅小区的小型污水处理站和污水处理设备的技术开发发展迅速。本文拟就这方面的成果进行论述，并对存在的问题提出看法。【关键词】生活污水处理；技术开发；问题探讨【Abstract】Haven't spread at the city soil pipe net or impossible arrive, or haven't built up city wastewater treatment the residence small area of city of the factory, life the wastewater treatment have been the problem that can hardly solve.Past the in common use septic tank precipitate with be disgusted with oxygen to ferment, although clean a function towards suspending material and parasite egg to have certainly of, the BOD5 clean a rate very low, and don't have nitrogen of take off in addition to Lin function, already can't satisfy water pollution prevention and cure and water environmental protection of demand.In recent years be applicable to the small scaled wastewater treatment station of the residence small area and the technique of the wastewater treatment equipments development development quick.This text has drafted the result of this aspect to carry on discuss, and to existence of the problem put forward viewpoint.【Key words】Life wastewater treatment;Technique development;Problem study 1. 技术开发 住宅小区生活污水处理技术的沿革，经历了从单一工艺到组合工艺的过程。从是否需氧的角度考察，则沿着“厌氧→好氧→厌氧+好氧→厌氧+缺氧” 的轨迹发展。从去除对象来看，早期技术仅能去除SS物质，而现在的工艺还具备脱氮除磷功能。下面介绍几种目前常用的处理技术和设备。 1．1生物接触氧化法。生物接触氧化法，是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术，兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池，池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料，在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的作用下，有机污染物得到去除，污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件，因此，生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强，不产生污泥膨胀，污泥生成量少，且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能，除有效地去除有机物外，如运行得当，还能够脱氧和除磷。 生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞，现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料，能有效地防止堵塞，且面积较大，处理效果好。 生物接触氧化法是住宅小区生活污水处理较早的采用的技术之一，其主体工艺流程为： 原污水→初沉池→接触氧化池→二沉池→消毒池→排放 初沉池、二沉池均为竖流式沉淀池，上升流速分别为0.6～0.8mm/s和0.3~0.4mm/s。采用梯形直管填料，池中心廊道式射流曝气，气水比为 10：1~12：1，停留时间为2.5~3.3h。设计进水平均BOD5=200mg/L，出水BOD5=20mg/L。 1．2两段活性污泥法。两段活性污泥法，简称AB法。该法把污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统。其工艺特点是：不设初淀池，A段高负荷，B段低负荷，A、B两段污泥分别回流，充分利用污水管道中的微生物，为不同时期生长的优势微生物种群创造良好的环境条件，让其充分发挥作用，耐冲击负荷能力强，处理效果稳定。其主体工艺流程为： 原污水→格栅→顶曝气调节池→A段曝气池→A段沉淀池→B段曝气池→B段沉淀池→排放 该类设备，采用自吸式射流曝气机、无支架的污泥悬浮型生物填料、侧向流坡形斜板沉淀池等先进技术。BOD5去除率为90%，COD去除率为80%。 1．3序批式活性污泥法。序批式活性污泥法，简称SBR法。原则上，SBR法的主体工艺设备只有一个间隙反应器，在一个运行周期中，按运行次序，分为进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段。SBR法的关键设备滗水器的研制，已取得长足的发展。目前常用的滗水器，有虹吸式、旋转式和套筒式三种。SBR法工艺简单、节省费用，理想的推流过程使生化反应推力大、效率高，运行方式灵活，脱氮除磷效果好，没有污泥膨胀，耐冲击负荷、处理能力强。其主体工艺流程为： 原污水→调节池→SBR反应池→消毒池→出水 采用该工艺流程的上海某污水处理站设计平均流量750m3/d,进水水质BOD5=200mg /LSS=250mg/L,TN=40mg/L,NH4+=20mg/L,出水水质达到黄浦江上游污水排放标准，即BOD5＜30mg /L，SS＜30mg/L, NH4+＜10 mg/L, TN＜20mg/L。 1．4厌氧生物滤池。厌氧生物滤池是一种内部装有填料作为微生物载体的厌氧生物膜法处理装置。厌氧微生物附着载体的表面生长，当污水自下而上升式通过载体所构成的固定床层时，在厌氧微生物作用下，污水中的有机物得以厌氧分解，并产生沼气。厌氧生物滤池有多种变型，填料的发展迅速，其工艺流程为： 进水→沉淀池→厌氧消化池→厌氧生物滤池→拔风管→氧化沟→进气出水井→排水 污水经沉淀池预处理后进入厌氧消化池进行水解和酸化，可提高污水的可生化性，为后续处理创造条件。在拔风系统作用下，生物滤池处于兼氧状态，阻止了污水中甲烷细菌的产生，使整个系统仍处于酸性阶段，而氧化沟内溶解氧一般可稳定在1.5～2.8mg/L，污水在此进一步好氧处理。该工艺的实质类似于A/O法，但兼性厌氧生物滤池使厌氧段得到强化。拔风系统是处理过程的关键。其主要优点是不耗能、造价低、管理简单、无噪声、无异味、挂膜快、剩余污泥量少、出水水质好、运行效果稳定。 2． 问题探讨 住宅小区生活污水就其处理技术而言，可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺，但住宅小区生活污水处理，有其自身的特点，应予考虑。 2.1住宅小区污水流量小，可生化性好，宜优先采用生物膜法处理技术。生物膜法具有生物相丰富、微生物浓度高、食物链长、不会发生污泥膨胀、污泥沉降性能好等优点，适用于小量的污水处理。过去担心的堵塞问题，在采用新型填料后已基本解决。 2.2住宅小区用地紧张，应优先考虑占地省的污水处理工艺，并在设计中采取一定措施。现在，一般设计成地下式或半地下式，形成地下为污水处理站，地面为绿地或花坛的格局，可以美化环境。但这样设计时，应注意埋深、提升设备、通风要求和臭气处理等问题。 2.3由于受小区管理人员人数和专业素质的限制，应优先选用运行维护管理较方便的工艺，并努力提高运行管理自动化程度。 2.4住宅小区建设工程工期要求紧，污水处理设施由构筑物向设备的转化，似是一种必然趋势。采用装配式污水处理设备，安装简捷，工期短，便于维护。大亚湾核电站引进法国的一种小型污水处理站，主要设备全是散件，现场装配，其中，暖气池和沉淀池由10块小件组成，从土方开挖到开始调试，仅用20天就完工〔2〕。国内小型污水处理设备的生产厂家如雨后春笋，但良莠不齐。多数生产厂家设计、研究、测试化验力量较弱，很难保证出厂产品的质量，售后服务也比较差〔3〕。国家应加强这方面的监控管理。 2.5随着对出水水质要求的提高，单一工艺难以满足需要，组合式污水处理技术和设备得以发展。目前的组合方式，主要有多级好氧处理、厌氧+好氧处理、厌氧+缺氧处理等。从降低能耗、回收生物能方面来看，厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时，一方面，勿需嚗气充氧，可降低能耗；另一方面，其生成物-沼气，可回收利用，供小区采暖和供热，形成小区生态平衡系统，这是比较理想的发展趋向。 3. 结语住宅小区生活污水处理站，为防止污染，保护水环境，起到了积极的作用。尽管城市污水处理的发展趋势，是集中处理取代分散处理，但笔者认为，小型生活污水处理站，在我国的一些中小型城市，还将存在相当长的时期，所以，其技术开发和设备研制应予以高度重视。参考文献〔1〕罗璟，郭静，张大群，厌氧序批式活性污泥法（ASBR）特性分析.给水排水，1997.4〔2〕石亮民.介绍一种小型污水处理站.给水排水，1993.8〔3〕曹瑞钰，顾国维，黄菊文等.组合式生活污水处理设备的发展与分析. 中国给水排水，1997.4转贴
· 94 ·液调pH，使之成为5Be’，pH7～8的母液溶液。用IRC一50[NH4 ]型树脂吸附，再用2％氨水溶液洗脱，将洗脱液浓缩至15Be’。将其上D一2
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