印染废水处理A2O+MBBR集成工艺 6页

印染废水处理A2/O+MBBR集成工艺我国是纺织印染大国，印染助剂是纺织工业不可缺少的原料。近年来，随着纺织印染行业科技的进步及不断创新，染料和助剂的使用量大大增加，导致印染废水水质呈现多元化、复杂化的趋势。排放的印染废水中含有大量的浆料、染料、助剂以及表面活性剂等，废水的COD、碱性和色度都较高，且可生化性低，有的印染废水还出现高氨氮的污染特征，加大了印染废水处理难度。6n目前纺织印染废水的处理技术主要有物化法、生化法、生物膜法。其中物化法主要有混凝沉淀法、膜分别法;生化法主要有A2/O法、UASB法、SBR法;生物膜法主要有曝气生物滤池、反硝化滤池等。混凝沉淀法添加药剂量多、成本高，还会引入其他杂质;膜分别法中的MBR法能耐受较高浓度的废水，且COD去除率高;生化法中的UASB法与SBR法停留时间较长，池子占地面积较大，土建费用与投资成本高；而曝气生物滤池挂膜困难，微生物培育周期长，不易存活。目前微生物法与化学法相比具有较低的成本，已广泛用于处理城市废水，以综合去除碳、氮和磷。在微生物法中，最常用的是A2/O工艺，是一种结合了厌氧、缺氧和有氧区的活性污泥系统，是典型的单污泥悬浮生长工艺，具有结构简洁、水力停留时间短、工艺掌握相对简单的优点。移动床生物膜反应(MBBR)技术是向反应器中投加一定量的悬浮载体，可提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率；同时MBBR技术利用悬浮载体在水中的碰撞和剪切作用使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率，且反应器中厌氧、缺氧、好氧环境并存，硝化与反硝化反应并存，提高了印染废水处理效果。本研究以国内某纺织印染污水处理站的废水为研究对象，现场对印染废水取样并检测水质，集成MBBR技术与A2/O进行中试，优化该集成技术工艺参数，分析中试运行效果。1、试验1.1废水水质从南方某纺织印染污水处理站的配水井中定期抽出印染废水，主要污染物指标如表1所示。1.2A2/O+MBBR工艺流程本中试项目采用A2/O+MBBR集成技术处理印染废水，详细流程如下：1.3A2/O+MBBR工艺运行参数6n搭建中试规模的A2/O工艺装置，并将5种不同的聚丙烯悬浮填料(作为微生物生长的载体)依次添加到需氧罐中。取印染污水处理站的活性污泥接种布满载体的好氧罐。在稳定运行期间，主要工艺参数为：进水量20~60L/h，溶解氧(DO)质量浓度1.5~4.5mg/L，硝化液回流比250%~350%，污泥回流比50%~90%，好氧池中污泥质量浓度(MLSS)2.0~3.5g/L，连续稳定运行200天。A2/O+MBBR系统的工艺装置主要有厌氧和缺氧反应器(配搅拌器)，以悬浮混合的液体悬浮固体。该系统配备了内部循环(IR)，用于连接好氧池和缺氧池、沉淀池和厌氧池之间的污泥回流(SR)。在带有气泡空气扩散器的需氧罐底部引入曝气，所需空气由标称容量为180L/min的侧通道空气压缩机供应。厌氧池、缺氧池和好氧池的有效容积分别为200、300、600L。所用5种载体的参数如表2所示。1.4测试收集全部样品进行3次重复分析，并依据美国APHA《水和废水检验标准方法》分析化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)，DO、氧化还原电位(ORP)和pH分别由DO计(HI96400)、FJA-4ORP计和PHS-10pH计测定。SEM：用50mL无菌离心管收集附有载体的生物膜样品，在2.5%戊二醛溶液中浸泡2h，然后用磷酸盐缓冲溶液(pH=7.2)漂洗3次，每次15min。分别使用30%、50%、70%、85%、95%的乙醇各脱水一次，持续15min，使用100%的乙醇脱水两次，持续20min，并且用乙酸异戊酯交换两次，每次20min。用消毒剪刀将样品剪成小方块，并用FreeZone6Liter(美国Labconco公司)冷冻干燥。将干燥的样品真空镀金后固定在样品台上，用LEO440扫描电子显微镜(英国LeicaCambridge公司)观看。2、结果与争论2.1废水处理运行效果2.1.1COD去除效果6n由图1可看出，进水COD水质波动较大，维持在200~500mg/L，对应的出水COD维持在40~100mg/L。在长达200天的中试运行过程中，运行初期污泥处于驯化阶段，活性污泥中的轮虫、钟虫(好氧原生动物)较少，而且都处于休眠状态，渐渐提高进水流量后，COD去除率在70%~90%，运行比较稳定。2.1.2NH3-N去除效果由图2可知，进水氨氮在30~45mg/L，运行初期，污泥处于驯化阶段，活性污泥中的硝化细菌、反硝化细菌处于休眠状态，渐渐提高进水流量后，氨氮去除效果较好，出水氨氮基本维持在5~15mg/L。因为运行后期补充了微生物所需的养分物质，所以微生物处于活跃状态，硝化作用强，同时反硝化菌也处于活跃状态，能将硝态氮转化为氮气。2.1.3总磷去除效果由图3可知，进水总磷基本维持在3~7mg/L，运行初期聚磷菌活性不高；运行一段时间后聚磷菌处于活跃状态，可以释放好氧池中的磷，同时磷以剩余污泥的形式排出，出水总磷在0.5~2.7mg/L。2.1.4总氮去除效果6n由图4可知，进水总氮维持在30~60mg/L，水质波动较大，出水总氮基本维持在5~33mg/L，去除率为50%~70%。因为能被去除的是硝态氮，以其他形式存在的氮临时无法用生化法去除，故去除率不稳定。2.2生物膜SEM由图5可知，不同填料上的生物膜厚度及匀称性有较大差异。其中CA、CB、HN04填料的生物膜较厚而且致密，以球状、短棒状和杆状微生物为主并有少量丝状菌，丝状菌缠绕在球菌和杆菌之间，使微生物牢固地附着在填料上。可能原因有：(1)加磁改性后的CA、CB填料具有较好的亲水性和生物亲和性，有利于微生物附着生长;(2)HN04填料结构尺寸更合理，有利于废水中有机底物的传递和交换，微生物有充分的养料大量繁殖;HNA填料的生物膜以球菌为主，在填料表面形成的膜厚度很薄且不连续，图中能01020304050看到填料本身。3、结论(1)在系统启动和挂膜期间，出水COD、NH3-N质量浓度渐渐降低，去除效果不断提高。COD平均去除率83.0%、出水质量浓度38.6~98.0mg/L，NH3-N平均去除率70.9%、出水质量浓度8.82~26.00mg/L。连续取样5次挂膜启动成功后，TN平均去除率52.4%、出水质量浓度16.5~33.0mg/L，TP平均去除率59.2%、出水质量浓度1.03~2.69mg/L。A2/O+MBBR工艺对COD、NH3-N具有良好的处理效果，同时能较好地去除TN、TP。6n(2)CA、CB、HN04填料的生物膜较厚而且致密，微生物牢固地附着在填料上，适合微生物的培育以及挂膜。(3)结合进水污染物浓度波动较大的实际状况，改良后的A2/O+MBBR集成工艺具有较高的抗冲击能力，能较好地去除水中污染物，运行负荷高。6