生物組合工藝處理化纖廢水的實驗研究

吳欽

（余姚市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站浙江余姚315400）

生物組合工藝處理化纖廢水的實驗研究

吳欽

（余姚市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站浙江余姚315400）

采用缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脫氮+生物接觸氧化工藝處理聚合及染整工藝處理實際生產(chǎn)混合廢水，在水力停留時間（HRT）為48h；污泥回流比為50%；污泥負(fù)荷：0.15kgBOD/kgMLSS·d；混合液回流比：200%～300%的工藝運(yùn)行條件下，出水CODCr≤60mg/L，CODCr去除率達(dá)到97.7%以上，出水TN≤14mg/L，TN去除率達(dá)到94.4%以上；出水NH3-N≤3.82mg/L，NH3-N去除率達(dá)到90.5%以上，出水達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。該工藝出水效果良好，工藝簡單可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，有較好的推廣價值。

生物組合工藝；聚合；染整；化纖廢水；己內(nèi)酰胺；脫氮

某化工企業(yè)廢水主要產(chǎn)生于聚合和染整工段，兩股廢水從生產(chǎn)車間排出后混合進(jìn)行處理。經(jīng)分析，該廢水的污染物有己內(nèi)酞胺、硫胺、甲苯、苯甲酸、六氫苯甲酸、環(huán)己烷、環(huán)己酞胺、環(huán)己烷的磺酸鹽類、乙酸等。其中有機(jī)污染物可生化性比較好，由于己內(nèi)酰胺極易分解，在生物降解過程中轉(zhuǎn)化為NH3-N，造成廢水中氨氮濃度較高，當(dāng)COD在1000~200之間時，己內(nèi)酰胺的含量為300-500mg/L[1-4]，處理后廢水排放要求達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。

1 實驗進(jìn)出水水質(zhì)

實驗用水取自該企業(yè)污水處理臨時設(shè)施調(diào)節(jié)池，為染整和聚合廢水混合后廢水，實驗進(jìn)水水質(zhì)和要求排放水質(zhì)如表1所示。

表1 水質(zhì)情況一覽表單位：mg/L

由表1可以看出，該廢水COD值較高，括號內(nèi)為混合后水質(zhì)，其數(shù)值在1000～2500，總氮和氨氮均較高，因此選定COD和總氮作為主要污染因子進(jìn)行處理。綜合分析并結(jié)合目前應(yīng)用的成熟工藝，考慮到該廢水水質(zhì)BOD5/CODcr≥0.5，BOD5/TN＞6.5，碳源充足，生化性好，并且滿足反硝化生物脫氮要求[5-8]，因此考慮采用缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脫氮+生物接觸氧化強(qiáng)化除碳工藝。

2 實驗裝置及方法

2.1 實驗裝置

實驗采用缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脫氮+生物接觸氧化工藝，實驗裝置采用PVC制作，總有效容積360L，其中缺氧反硝化池容積100L，活性污泥池容積120L，沉淀池容積40L，接觸氧化池容積120L（如圖1），在反應(yīng)器上均勻設(shè)置出水閥，有效容積可根據(jù)實驗要求設(shè)置。

圖1 A/O工藝流程圖

2.2 實驗方法

接種污泥取自該企業(yè)污水臨時處理站污泥濃縮池，經(jīng)過悶曝淘洗后加入裝置開始馴化。實驗設(shè)置參數(shù)為：缺氧反硝化段采用機(jī)械攪拌，pH在6.6～7.5，溶解氧DO＜0.5mg/L；活性污泥池采用曝氣頭鼓風(fēng)曝氣，pH在7.5～8.5，溶解氧DO2～3mg/L；接觸氧化池設(shè)置生物填料，占有效容積約50%，pH在6.6～7.5，溶解氧DO2～3mg/L，實驗過程中溫度采用水浴方法控制在20℃。

本實驗檢測水質(zhì)指標(biāo)及檢測方法為：化學(xué)需氧量COD采用密閉消解-重鉻酸鉀氧化法（GB11914-89）；氨氮（NH3-N）采用納氏試劑分光光度法（GB7478-87）；總磷（TP）采用鉬氨酸分光光度法（GB11893-89）；總氮（TN）采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（GB11894-89）；pH采用玻璃電極法（GB6920-86）。

3 結(jié)果與討論

污泥馴化成功后，實驗穩(wěn)定運(yùn)行90d，分別考察了水力停留時間（HRT）、污泥負(fù)荷、混合液回流比參數(shù)對處理效果的影響，并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。

3.1 水力停留時間對處理效果影響

通過對進(jìn)水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)置水力停留時間分別為12h，24h，36h，48h，60h來研究HRT對處理效果的影響，實驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 水力停留時間對CODcr、總氮和氨氮降解效果影響

由圖2可見，HRT對CODCr、總氮和氨氮的影響較大[6]，隨著HRT逐漸延長，系統(tǒng)對CODCr、氨氮和總氮去除率相應(yīng)增加；在水力停留時間為48h時，出水CODCr為88mg/L，CODCr去除率達(dá)到96.4%，出水TN為32mg/L，TN去除率達(dá)到87.2%以上；出水NH3-N為4mg/L，NH3-N去除率達(dá)到88.5%以上，出水已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，說明該工藝對此類廢水的適應(yīng)性非常好，繼續(xù)延長水力停留時間意義不大。

3.2 污泥負(fù)荷對處理效果影響

選擇水力停留時間48h，改變污泥濃度，設(shè)置污泥負(fù)荷（0.15kgBOD/kgMLSS·d）分別為0.05，0.1，0.15，0.2，0.25來研究污泥負(fù)荷對處理效果的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 污泥負(fù)荷對CODcr、總氮和氨氮處理效果影響

由圖3可知，污泥負(fù)荷對出水CODCr和氨氮的影響尤其明顯。隨著污泥負(fù)荷增大，出水CODCr、氨氮和總氮去除率開始比較平穩(wěn)，當(dāng)達(dá)到0.15kgBOD/kgMLSS·d時，出水CODCr、氨氮值急劇上升，出水CODCr為67mg/L，CODCr去除率達(dá)到97.32%，出水TN為29mg/L，TN去除率達(dá)到88.4%；出水NH3-N為3.1mg/L，NH3-N去除率達(dá)到91.42%，分析原因是當(dāng)污泥負(fù)荷較大時，自養(yǎng)型硝化細(xì)菌在菌群競爭中處于弱勢地位，硝化反應(yīng)的不能順利進(jìn)行，從而導(dǎo)致出水氨氮升高。

3.3 混合液回流比對處理效果影響

生物除碳脫氮工藝中對污泥回流比研究的非常多，經(jīng)驗數(shù)值較為可靠，實驗不再對污泥回流比進(jìn)行深入研究，取值50%，只對混合液回流比進(jìn)行研究。設(shè)定水力停留時間48h，污泥回流比50%，污泥負(fù)荷為0.15kgBOD/kgMLSS·d，選擇混合液回流比分別為100%，150%，200%，250%，300%進(jìn)行實驗研究，并根據(jù)實驗結(jié)果作曲線如圖4所示。

圖4 混合液回流比對CODCr、總氮和總氮處理效果影響

由圖4可見，混合液回流比對COD和氨氮的去除效果影響不大，回流比對總氮的去處效果影響較大，當(dāng)混合液回流比為200%時，出水CODCr為47mg/L，CODCr去除率達(dá)到98.12%，出水TN為19mg/L，TN去除率達(dá)到92.4%；出水NH3-N為3.8mg/L，NH3-N去除率達(dá)到89.14%，當(dāng)混合液回流比較低時，好氧池硝化反應(yīng)產(chǎn)生的硝態(tài)氮沒有及時回流到缺氧池進(jìn)行反硝化[9]，以硝態(tài)氮形式存在于出水中，但是好氧池的硝化反應(yīng)效果幾乎不受影響，因此出水的總氮呈現(xiàn)出遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氨氮值的現(xiàn)象，綜合考慮出水效果和節(jié)能因素，最佳混合液回流比在200%~300%之間。

4 結(jié)語

4.1 在水力停留時間（HRT）為48h；污泥回流比為50%；污泥負(fù)荷：0.15kgBOD/kgMLSS·d；混合液回流比：200%~300%的工藝運(yùn)行條件下，出水CODCr≤60mg/L，CODCr去除率達(dá)到97.7%以上，出水TN≤14mg/L，TN去除率達(dá)到94.4%以上；出水NH3-N≤3.82mg/L，NH3-N去除率達(dá)到90.5%以上，相關(guān)指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 通過缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脫氮+生物接觸氧化工藝處理聚合及染整工藝處理實際生產(chǎn)混合廢水可見，出水效果良好，工藝簡單可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，有較好的推廣價值。

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吳欽（1985—），男，漢族，浙江余姚人，本科，工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)研究。