【集萃網(wǎng)觀察】(1.西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,陜西 西安710048;2.陜西華潤印染有限公司,陜西 咸陽712000)
印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織產(chǎn)品在預(yù)處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水,主要來自漂煉、軋染、退漿、整理等工序[1]。印染廢水水質(zhì)隨原材料、生產(chǎn)品種、生產(chǎn)工藝、管理水平的不同而有所差異。總體而言,印染廢水成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、色度深、COD/BOD5較小、可生化性差[2],是國內(nèi)外公認(rèn)的較難處理的工業(yè)廢水之一。據(jù)不完全統(tǒng)計,每年大約有6億~7億t印染廢水排入環(huán)境中[3]。由此可見,印染廢水也是工業(yè)廢水的排放大戶之一。因此,對印染廢水的綜合處理是迫切需要解決的問題。絕大部分的廢水處理方法都曾被用于印染廢水處理,但其效果都不甚理想。20世紀(jì)70年代,人們開始探討A/O工藝應(yīng)用于印染廢水處理,其處理效果有一定提高。
1 A/O工藝特點
A/O工藝中,厭氧段利用了水解酸化階段的水解菌和產(chǎn)酸菌的作用,使一些難降解的有機(jī)物得到降解,改善了廢水的可生化性,為后續(xù)的好氧段創(chuàng)造了有利條件。對印染廢水而言,水解酸化水力停留時間(HRT)以11~14h為宜[4]。同時,好氧段產(chǎn)生的剩余污泥全部回流到厭氧段,厭氧段有較長的固體停留時間,有利于污泥的厭氧消化,從而顯著降低了整個工藝的剩余活性污泥量。
2 工程實例
2.1 工藝流程
陜西某印染有限公司是一家以純棉、滌棉機(jī)織物印染為主的企業(yè),印染廢水大約為3000~400m3/d,其廢水A/O工藝流程見圖1。
該企業(yè)各車間的印染廢水在調(diào)節(jié)池混合降溫后,經(jīng)泵提升從水解酸化池上部進(jìn)水,但是由于進(jìn)水無法與下部的污泥混合,所以加入微量曝氣起到攪拌作用,使得泥水充分接觸。調(diào)節(jié)池中有組合填料,水解酸化池中的HRT為12~15h,MLSS為7.3~9.5g/L,污泥沉降比(SV30)約為93%,采用頂部溢流出水,由于水解酸化池的MLSS較大,所以污水以泥水混合的形式流入曝氣池。曝氣池的HRT為8~10h,MLSS為5.1~6.8g/L,SV30約為89%,經(jīng)豎流式二沉池沉降下來的污泥全部回流到水解酸化池,整個A/O工藝基本沒有剩余污泥產(chǎn)生。
從圖1可以看出,水解酸化池并不是嚴(yán)格的厭氧段,它與傳統(tǒng)理論上的水解酸化池有很大的不同。首先,填料上生長的厭氧菌起到厭氧作用,使大分子及難生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì),提高了印染廢水的可生化性;其次,加入微量曝氣攪拌以及回流污泥,就會產(chǎn)生或帶入好氧微生物,使水解酸化池又具有好氧生物處理作用,這樣無形中增加了整個工藝好氧段的體積與時間。
該企業(yè)印染廢水水質(zhì)見表1。
2.2 監(jiān)測結(jié)果分析與討論
2.2.1 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果
2008年5~7月,對該企業(yè)A/O工藝的水解酸
化池前后端、曝氣池前中后端及二沉池出水的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測結(jié)果見表2。
根據(jù)運(yùn)行記錄計算,該企業(yè)A/O工藝的處理效果較好,COD的去除率可以達(dá)到87.5%~98.0%其中水解酸化池的貢獻(xiàn)較大,COD去除率達(dá)到50%~78%;雖然進(jìn)水SS不是很高,但是SS去除率也達(dá)到了98%~99%;pH從進(jìn)水的強(qiáng)堿性下降到7~8,其中經(jīng)過水解酸化池,pH大幅度下降;水解酸化池與曝氣池的MLSS很高,基本為6~g/L,但沉降性能良好,保證了出水的SS維持在很低的范圍內(nèi);在監(jiān)測的3個月中,水解酸化池中的DO大部分為0mg/L,曝氣池中DO有不到2mg/L的情況,但這些情況并沒有影響工藝的處理效率,這說明在水解酸化池和曝氣池中的污泥在長期運(yùn)行后已經(jīng)適應(yīng),能夠較好的生長繁殖。
整個A/O工藝中只有色度的處理效果不理想。經(jīng)前期研究發(fā)現(xiàn),該企業(yè)A/O工藝中印染廢水中含有大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物,主要是以芳烴和雜環(huán)類化合物為母體的不飽和有機(jī)物;經(jīng)水解酸化池厭氧處理后,其主要有機(jī)物分子的共軛鍵數(shù)目減少且共軛鏈變短,分子量變小,所以印染廢水的色度就降低了。但厭氧段處理過的物質(zhì)在好氧段重新出現(xiàn),出水色度提高。
2.2.2 污泥脫氫酶活性監(jiān)測結(jié)果
A/O工藝中的污泥活性非常關(guān)鍵。分別在2008年5月22日、6月5日、6月19日、7月3日、月17日對水解酸化池、曝氣池的5個采樣點污泥的脫氫酶活性(以每小時每升活性污泥生成的TF質(zhì)量計)進(jìn)行了測定,重復(fù)3次,取平均值,結(jié)果見圖2。
從圖2可以看出,水解酸化池中的污泥脫氫酶活性總體上比曝氣池中的污泥強(qiáng)。這也符合了水解酸化池的COD去除率比曝氣池高的監(jiān)測結(jié)果。所以,從污泥脫氫酶活性就可以反映污泥的處理能力,脫氫酶活性與COD去除率是正比關(guān)系。同時,在監(jiān)測的3個月中,水解酸化池和曝氣池中的污泥脫氫酶活性較穩(wěn)定,且抗沖擊能力較強(qiáng),這也是整個工藝處理效果好的原因之一。
2.2.3 污泥中微生物的培養(yǎng)結(jié)果
水解酸化池中加入了適量的曝氣,這樣可使污水與池底的污泥充分混合,然而加入曝氣后的水解酸化池中的污泥不再是嚴(yán)格的厭氧微生物。而從水解酸化池中流入到曝氣池中的污水是泥水混合的形式,勢必會對曝氣池中的污泥造成影響,改變原來的生物結(jié)構(gòu)。
在監(jiān)測的3個月中,分別對水解酸化池和曝氣池中的污泥進(jìn)行顯微鏡觀察、培養(yǎng)、純種分離以及鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn),水解酸化池和曝氣池中的菌膠團(tuán)緊實、邊緣清晰、沉降性能較好;曝氣池的污泥沉降性能略好于水解酸化池;由于水解酸化池和曝氣池中的DO不高,所以原生動物和后生動物種類及數(shù)量較少,只觀察到草履蟲、變形蟲、線蟲,偶爾有輪蟲和纖毛蟲出現(xiàn)。對水解酸化池和曝氣池中微生物的鑒定發(fā)現(xiàn),2池中存在相同的微生物,且以假單胞菌和產(chǎn)堿桿菌為主。因為假單胞菌和產(chǎn)堿桿菌均可在兼氧條件下生存[5],所以這2種菌是整個A/O工藝的主力菌群,是處理印染廢水的優(yōu)勢菌。
3 結(jié) 論
(1)A/O工藝的COD去除率可以達(dá)到87.5%~98.0%,其中水解酸化池的貢獻(xiàn)較大,COD去除率達(dá)到50%~78%;SS去除率達(dá)到了98%~99%;pH從進(jìn)水的強(qiáng)堿性下降到7~8;只有色度的處理效果不理想。
(2)水解酸化池中的污泥脫氫酶活性總體上比曝氣池中的污泥強(qiáng);水解酸化池和曝氣池中的污泥脫氫酶活性較穩(wěn)定,且抗沖擊能力較強(qiáng)。
(3)水解酸化池和曝氣池中的菌膠團(tuán)緊實、邊緣清晰、沉降性能較好。經(jīng)過鑒定發(fā)現(xiàn),水解酸化池與曝氣池中存在相同的微生物,且以假單胞菌和產(chǎn)堿桿菌為主。
來源:印染在線 作者：李 倩 仝攀瑞 同 幟 常向東
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