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印染废水通常具有较强碱性、污染物浓度高、种类多、含有毒害成分及色度高等特点.目前,国内外印染废水的处理方法有物化法、生化法、化学法(多功能混凝剂法、高压脉冲电解法)等,多数是以生化为主的生化-物化组合法 [1].序批式活性污泥法(SBR)是一种污水生化处理方法,目前已用于多种工业废水处理,并取得显著效。
本研究利用水解酸化-SBR 工艺对某印染废水处理进行实验研究,探讨 SBR 工艺的可行性,并加以改进,应用于实际工程.
1 实验部分
1.1 实验水质
分析用水取自某印染企业生产废水.废水水质为 COD600~1500mg/L;BOD5 200~400mg/L;色度倍数 400,pH 7~12.废水 BOD5/COD 值较小,可生化性差.
1.2 实验装置
实验装置见图 1.水解酸化池按 4m3/d 设计,停留时间为 8.0h; SBR 池按 3m3/d 设计.水解酸化池连续进水,通过布水管使污水均匀穿过污泥层,出水进入 SBR 池.SBR 池每日分 3 个周期运行,
每周期 8h,其中进水 2h,进水 1h 后曝气 5h,沉淀1h,排水 1h
1.3 实验原理
水解酸化池的作用是提高废水可生化性.这是难生化废水用生化法处理均需考虑的预处理过程,否则整个工艺的 COD 去除率难以保证水解酸化池中存在厌氧、兼氧环境,使得产酸性厌氧、兼氧菌将水中结构复杂的大分子有机物分解为简单小分子有机物,将不溶性物质分解成可溶性物质,为后续好氧生化处理创造有利条件.
SBR 池中,高污泥活性、较高污泥浓度以及好氧、缺氧、厌氧状态交替出现的情况有利于难降解有机物的去除.因此,采用 SBR 法处理生物难降解有毒有害工业废水,COD 去除率高于连续流活性污泥法。
2 实验结果
水解酸化-SBR 工艺运行实验结果见图 2 及表 1(正常运行阶段即图 2 所示时段的最后 7d)
由图 2 和表 1 可见,装置运行的起始阶段,COD 去除率在 70%以下;随运行时间增加,COD去除率不断增加,至正常运行阶段可达 90%左右.
由图 2 可见,虽然进水 COD 波动较大,但出水 COD一直处于较稳定的水平,说明系统有很好的耐冲击能力.经水解酸化-SBR 工艺处理后,出水 COD平均可达 100mg/L,基本达到了国家一级排放标准[12,13].当进水色度平均为 400 倍时,出水色度平均可达 120 倍以下,去除率为 70%.
表 1 正常运行阶段各处理单元的处理效果*
3 应用
3.1 水解酸化-SBR 工艺开发在以上实验研究基础上,结合传统活性污泥法,开发了水解酸化(A)-好氧(O)-SBR 印染废水处理工艺,见图 3.
如图 3 所示,该系统由 4 个水力连通的生物反应池组成.第 1 格为水解酸化池(A 池),第 2 格为好氧池(O 池),第 3、4 格为 SBR 池,两池的运行功能周期性互换.污水连续进入 A 池,在产酸性菌作用下,主要将污水中复杂的大分子有机物降解为简单的小分子物质,提高污水的可生化性;同时 SBR 池污泥回流 A 池,起消化稳定作用,减少污泥膨胀发生.A池出水连续进入 O 池,O 池连续曝气,对有机物进行降解.O 池出水进入 SBR 2 池,此SBR 2 池为排水状态,由 O 池连续流入的混合液将 SBR 2 池在上一周期静止沉淀阶段所产生的上清液(即处理出水)连续置换排出;此时,除空气排水堰外,SBR 2 池所有设备均关机.而同时 SBR 1 池处于污泥回流、曝气和静止沉淀操作状态.与传统的 SBR 工艺及活性污泥工艺相比,该水解酸化(A)-好氧(O)-SBR 系统具有以下主要特点:采用连续进、出水;采用恒水位运行,避免了传统 SBR 变水位操作水头损失大、水池容积利用率低的缺点;大部分好氧处理集中到连续运行的好氧(O)池中,从而需氧量也集中到该池,提高了设备的利用率;即可采用调整污泥回流比例的方式来控制 F:M 值,也可采用调整 SBR 各运行时段比例的方式进行控制,过程控制更加灵活;SBR 池进水由该池的底部配水槽进入,穿过污泥层,污泥层起着接触过滤的作用,这与传统的 SBR 池不同.
3.2 实际工程运行结果
该工程设计处理能力为 10000m3/d,自 2000 年起正常运行半年多,运行结果监测如图 4 所示
平均运行数据为:进水 COD 为 365mg/L,出水COD 为 67mg/L 以下,COD 去除率为 81.5%,出水COD 达到了国家标准[12,13].当进水色度平均为 300
倍时,出水色度平均可达 100 倍以下,去除率为66.7%.在后续工艺中进一步加药脱色即可达标排放.
4 结论
4.1 实验结果表明,采用水解酸化-SBR 工艺处理印染废水,COD 去除率高,处理效果好.COD 平均总去除率为 89.9%,色度平均去除率 70%.
4.2 实际工程运行结果表明,采用水解酸化(A)-好氧(O)-SBR 工艺处理印染废水,与传统的 SBR工艺相比,具有设备利用率高,容积利用率高,过程控制更加灵活,适应性强,高浓度有机废水处理效果好等优点.COD平均总去除率为 81.5%,色度平均去除率为 66.7%