碱减量废水处理技术研究 15页

碱减量废水处理技术研究摘要：印染厂排放的碱减量废水，CODcr和碱含量很高。利用工业废酸、废铁屑和电石渣，研究了印染碱减量废水处理新工艺，对酸析PH点、铁炭反应时间、生物膜法SBR和活性污泥SBR处理效果进行了探讨，结果表明：在酸析点PH3～4时，CODcr去除率大于72%；铁碳反应时间20～30min,COD去除率大于62%；生物膜法SBR工艺的处理效果比活性污泥法SBR工艺好。　　关键词：印染废水碱减量生物膜StudyofTreatmentTechnologyforWastewaterfromAlkali-Decrement　　Abstract:TheCODcrandalkalicontentinthewastewaterdischargedfromprintinganddyeingmillsareveryhigh.Anewprocesswastestedforthetreatmentofthewastewaterfromalkali-decrementinaprintinganddyeingmillusingindustrialspentacid,scrapironandcarbideslag.ThepHvaluerangeofacideduction,theiron-carbonreactiontimeandtheresultsofthetreamentusingbiologicalmembraneSBR(sequencingbatchreactor)processandactivatedsludgeSBRprocesswerestudied.TheresultsshowedthattheCODcrremovalrateexceeded72%whenthePHvaluerangeofacideductionwas3～4;theCODcrremovalrateexceeded62%whentheiron-carbonreactiontimewas20～30min;thetreatmentresultbybiologicalmembraneSBRprocesswasbetterthantheresultbyactivatedsludgeSBRprocess.　　Keywords:printingdyeing;wastewater;alkalidecrement;wastewatertreatment;biologicalmembrane　　化纤印染厂生产排放印花染色废水和碱减量生产废水。涤纶仿真丝纤维在高温、高碱度条件下被减量，PTA溶入碱液中。碱减量废水中CODcr和碱含量极高，给废水处理增加难度[1][2]。本文提出一种应用工业废料的碱减量废水处理新技术，实验研究表明有效、可靠、廉价，适合印染碱减量废水处理。1　实验工艺　　实验工艺流程如图1所示。15n　　取铸铁屑，用5%盐酸浸泡清洗，加1%JHH活化剂溶液浸泡6h后，装入微电解柱待用。SBR槽各投加活性污泥2L，其中2槽悬挂30%软性填料，污泥驯化2周，周期COD去除率约80%～85%，待用。2　静态实验结果和讨论2.1　酸析静态试验　　水质：碱减量废水，No.1:NaOH2.4%,COD8854mg/L,BOD51845mg/L,SS350mg/L;No.2:pH14,COD6524mg/L,BOD51283mg/L,SS136mg/L。表1碱减量废水酸析点对COD和BOD5/COD的影响碱减量废水实验PH1210864321No.1废水COD/(mg.L-1)87658271813578783377168415341454BOD5/COD0.210.210.220.240.2615n0.340.360.35SS/(mg.L-1)235478554658457145254387No.2废水COD/(mg.L-1)62186149567251322984124611141064BOD5/COD0.220.230.260.260.290.310.320.33SS/(mg.L-135435448956239623123535615n　　利用染料化工厂65%废酸，调节碱减量废水PH。表1结果显示，加酸量越大，PTA去除越多。酸析点PH＜3时，COD去除率＞80%，BOD5/COD＞0.30,SS也明显降低。2.2　微电解静态实验[3]2.2.1PH对铁耗和BOD5/COD的影响　　按pH值为1、2、3、4、5制备碱减量废水酸析沉淀上清液2L。在微电解柱加入1.5L已活化铸铁屑，微电解反应0.5h。实验反应条件：出柱废水①：微电解柱静止；出柱废水②：微电解柱置于振荡器上；出柱废水③：微电解柱静止，通空气10mL/(cm2.min)；出柱废水④：微电解柱1.5L铸铁屑中均匀添加10%Φ0.5～Φ1mm焦炭并置于振荡器上。微电解处理后碱减量废水测定总铁，用电石渣中和至PH9，充分搅拌0.5h，静沉1h，取上清液测定BOD5、COD。实验结果见表2。表2碱减量废水PH与微电解柱铁耗、BOD5/COD的关系进柱废水PH54321进柱废水BOD5/COD0.180.210.200.210.23出柱废水1PH5.54.53.82.61.4总铁/（mg.L-1)15n30546375410653932COD去除率/%2831606473BOD5/COD0.350.420.460.510.58出柱废水2PH5.44.64.12.91.7总铁/（mg.L-1)547652158926484553COD去除率/%3251657378BOD5/COD0.5115n0.480.490.520.51出柱废水3PH5.64.73.92.81.7总铁/（mg.L-1)536706183023653985COD去除率/%3553666881BOD5/COD0.420.490.520.430.53出柱废水4PH5.54.53.92.91.7总铁/（mg.L-1)53615n560137823124011COD去除率/%3645637173BOD5/COD0.430.480.460.500.52　　铸铁屑中含有铁和炭，在酸性溶液存在条件下，形成一个个以铁为阳极、炭为阴极的微原电池，产生如下电极反应：　　阳极Fe-2e→Fe2＋　　　E0＋(Fe2+/Fe)=-0.44V　　阴极2H+2e→2[H]→H2↑E0(H+/H2)＝0V　　Fe2＋在碱减量废水中将被作为混凝剂使用。OH-是一种羟基自由基，可氧化多种有机物。PH影响微电解的电极反应速度和电极反应产物生成。电极反应进行使OH-大量增加，导致PH上升。当PH升高1.5左右后，其上升速度趋缓。　　不同条件对微电解废水总铁影响较大。其中高频率振荡时改善电极表面条件最为有利，氧化还原反应得到加速，铁离子进入溶液速度加快。曝气充氧条件下，氧的大量加入并未对电极反应明显加速。OH-的增加也没有对BOD5/COD产生推动作用。当微电解柱加入10%焦炭时，其处理效果也没有提高。　　分析实验结果数据发现，只要出柱废水pH提高0.6以上，总铁在652mg/L以上，就可保证COD去除率＞5.5%。2.2.2　反应时间对铁耗、BOD5/COD和混凝效果的影响　　备已酸析碱减量废水6L(pH3,COD4846mg/L,BOD5/COD0.25)，加入微电解柱作ＨＲＴ实验。测定微电解柱出柱碱减量废水总铁，用电石渣调节至pH9后,测定上清液的BOD5/COD。再取微电解柱排出碱减量废水，以10%比例加至印染废水（pH7.6，COD1358mg/L,BOD5/COD0.02,，色度800倍)中，加电石渣调至PH8.5，测定微电解柱出柱碱减量废水的混凝效果，实验结果如表3。　　实验发现，当HRT＞40min时，COD去除率大于62%，色度去除率大于80%，BOD5/COD有很大提高。利用铸铁屑微电解产生Fe2+，在每吨碱减量废水加1～3kg废铁屑，水量占10%时可产生理想混凝效果，费用约0.07～0.21元/t印染废水。3　SBR对比实验15n　　对碱减量废水的研究，重点进行了活性污泥和生物膜法两种SBR工艺比较。HRT分配研究中，使用图2所示SBR时序。每次实验加入混凝沉淀后印染废水6L(PH7.8，COD1685mg/L,BOD5339mg/L,色度240倍。实验结果见图3、图4、表4。表4SBR运行实验终点印染废水BOD5/COD值　时序Ⅰ时序Ⅱ时序Ⅲ时序Ⅳ生物膜法SBR16/17718/10915/9310/185活性污泥SBR21/15820/13616/12411/215　　图2时序Ⅰ为典型的“兼氧—好氧”处理工艺，通过6h兼氧段、7h好氧段使COD达标去除。时序Ⅱ采用“兼氧1－好氧1－兼氧2－好氧2”工艺，其COD去除率比时序Ⅰ高。时序Ⅲ的COD去除率最高。对照时序Ⅳ，COD降解曲线虽呈现陡峭状，但是长达13h的好氧只能使COD降到185～215mg/L，BOD510～11mg/L。对照图4、图5，两种SBR工艺的生化降解趋势大致一致，膜SBR的降解能力优于泥SBR。　　考验SBR的耐冲击负荷能力，实验结果见图5。泥SBR槽加入碱减量废水后，COD曲线为一直线，说明活性污泥呈不可逆转死亡。膜SBR槽在曝气6天后，COD曲线微微下倾，8天后COD降至148mg/L。说明附着型活性污泥的耐冲击负荷能力大于悬浮型活性污泥。15n4　动态试验4.1　微电解柱连续运行动态实验　　在微电解柱中投加铸铁屑1.5L，以HRT0.5h，0.2L/h流量连续运行1个周期后，用JHH活化剂活化铸铁屑，每2天增添铸铁屑。测定碱减量废水出柱废水参数见表5。进柱废水：pH3.2,COD1567mg/L。表5微电解柱连续运行动态试验数据时间第2天第4天第6天第8天第10天数据COD去除率/%总铁/（mg.L-1)COD去除率/%总铁/（mg.L-1)COD去除率/%总铁/（mg.L-1)COD去除率/%总铁/（mg.L-1)COD去除率/%总铁/（mg.L-1)周期1828067973673802727867681115n周期26565368702716586565772735周期36472565698687127172169681　　动态试验中，在保持进柱废水PH3.2条件下，周期运行中处理效率基本均衡，铸铁屑表观晶亮，疏松。观察出柱废水发现，水中有少量焦炭粉末悬浮，应是铸铁屑中析出，其量为6～16mg/L，中和后焦炭末与亚铁絮体混合不能分离。3个周期连续实验表明，在保持一定运行条件下，微电解柱可以保证正常运行，未出现钝化、堵塞、处理效率下降问题。COD去除率64%～82%；总铁量653～811mg/L。4.2　碱减量废水动态实验　　当碱减量废水0.2L/h，印染废水1.8L/h流量作动态连续运行时，整个工艺流程的控制点可灵活调整。表5示出关键工艺参数控制于不同控制点时的运行结果。碱减量废水原水参数：NaOH0.84%，COD7884mg/L，BOD51452mg/L,SS256mg/L。SBR时序见图6，时序编号同图2。表6不同控制点时的动态运行结果酸析控制点PH4315n1微电解柱反应时间/min102030102030102030碱减量废水PH　　4.3　　4.55.13.63.73.92.42.62.7总铁/（mg.L-1)4275306756557289366458391251印染混合废水混凝沉淀出水PH8.78.68.58.48.915n9.08.18.48.5COD/(mg.L-1)878725711812739732754732706BOD5/(mg.L-1)272235217260256253246266244色度/倍360240200240200160200100100生物膜法PH7.27.0.7.17.115n6.97.26.87.27.3COD/(mg.L-1)1251341261181089710910184BOD5/(mg.L-1)241822141119色度/倍120808010080601006060活性污泥BSRPH6.96.87.015n6.97.17.37.17.17.2COD/(mg.L-1)158164151139184153162125128BOD5/(mg.L-1)232120131515色度/倍160120120120120120100120120　　　表6数据显示，膜SBR出水COD低于泥SBR约26%。碱减量废水酸析点PH在2、3、4时，对于SBR出水并无特别影响，只对总铁和前段处理效果有影响，考虑到铁耗和管理，可选择酸析点PH3～4和微电解反应时间20～30min。15n5　结论　　①印染碱减量废水经废酸酸析后，在酸析点pH3～4可使COD去除率大于72%，BOD5/COD提升到0.3以上。　　②酸析处理的碱减量废水去除了PTA和部分COD，进微电解柱作20～30min铁碳反应，出柱废水可作为混凝剂对其他印染废水作混凝处理，色度去除率大于80%，COD去除率大于62%。　　③生物膜法SBR工艺具有比活性污泥SBR更佳的处理效果，采用“好氧1－兼氧－好氧2”运行时序，可实现碱减量废水的达标处理。参考文献：　　[1]王国庆．仿真丝生产中碱减量及染整废水的治理[J]．环境保护，1998，（2）：21～23．　　[2]全国红．印染废水的处理和综合利用技术[J]．给水排水，2000，（2）：40～42．　　[3]赵永才．微电解法脱除水溶性染料废水色度的研究[J]．环境污染与防治，1994，（1）：18～21．15