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预处理-水解酸化-AO 工艺处理印染废水 钦 濂 孟建平 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092 周 欣 上海同济环保实业有限公司, 上海 200092 摘要 常州某染织有限公司采用预处理-水解酸化-AO 工艺处理棉布、棉纱印染废水。 运行结果表明, 该工艺处理效 果良好, 且适应多种水质的处理。 出水水质达到中华人民共和国综合排放标准 GB8978 -1996 中的一级标准, 废水 处理站的运行成本为 1. 851 元 t。 关键词 水解酸化 AO 工艺 印染废水 1 前言 某染织有限公司位于武进县横林镇 ,以生产棉布 和棉纱 为 主, 棉 布印 染 产量 450 万 m 月, 棉 纱 110 万 t 月 。 生产过程中使用士林染料、活性染料、分 散染料和少量的硫化染料 , 排放废水3 000 t d, 主要 来自染色和漂洗工段 。染色过程中还添加了保险粉 等助剂 ,棉布退浆时产生大量有机物, 丝光布丝光时 需用大量碱液。水质水量见附表。 附表 废水水质水量 项目 CODCr mgL- 1 BOD5 mgL- 1 色度 倍 pH 水量 m3d- 1 高浓度废水≤13 000≤7 000≤400≥14324 染色水≤ 1 000≤200≤400≥13800 混合废水≤ 1 600≤1 000≤100≥133 000 氯漂、冲洗水等≤ 100≤30≤100≥131 876 2 印染废水染料的生物降解性分析与评价 有机合成染料大多以苯、甲苯、萘、蒽、咔唑等芳 香族有机物为原料 ,所以废水中的有机物种类很多, 包括卤素化合物 、 硝基化合物 、 胺基化合物、 磺酸化合 物、 羟基化合物 、 羧酸化合物 , 醛、酮、醌类化合物、噻 唑化合物 、 杂环化合物等等,大多较难生物降解 [ 1] 。 印染废水中的染料种类为活性染料 。活性染料 的结构基本上分为母体和活性基两大部分,活性基往 往通过桥基与母体染料相连接 ,染料母体是染料的发 色部分 ,他们大多为分子量较小的单偶氮和蒽醌染 料,以及酞菁 、杂环等其他类型的发色体 。活性染料 的发色母体上一般接有 1 ～ 3 个磺酸基水溶性基团。 所以活性染料均是以溶解性的有机物存在于废水中。 根据现有的研究成果和有关理论 , 可以判定 染料在 厌氧条件下具有一定的可降解性, 在好氧条件下的可 降解性低于厌氧条件 。由于混合废水中各种有机物 的相互作用 ,有可能使废水的总的生物降解性还有可 能进一步降低 [ 2] 。 3 工艺流程 3. 1 高浓度废水预处理 高浓度废水预处理主要处理有毒性物质 ,进行水 质均衡、 厌氧反应。 高浓度废水 CODCr非常高 ,其中污染成分主要为 布料上退下的浆料 ,浆料为可溶性淀粉 , 可溶性淀粉 的可生化性较好; 高浓度废水中还含有一定量煮炼 剂,煮炼剂以 ABS 烷基苯磺酸钠 为主, 其可生化性 极差 ,并具有一定的生物毒性 。 高浓度废水首先进入调节池 1, 进行水质、水量 均化 。然后泵送进入厌氧池, 厌氧池采用完全厌氧工 艺,池内高浓度的厌氧细菌对废水中的污染物质进行 分解, 将废水中的大分子有机物质转化成小分子物 质; 完全厌氧段一方面去除大量 CODCr, 另一方面提 高高浓度废水的可生化性 。厌氧池采用 UASB 工艺 。 该股水中还含有对微生物有毒性的物质 ,实验的 结果表明, 恰当的控制运行参数,通过预处理后,毒性 物质不再对后继处理产生影响 。 高浓度废水预处理工艺流程见图 1。 图 1 高浓度废水预处理工艺流程 3. 2 染色废水预处理 染色废水预处理主要处理有毒性物质,进行中和 调节 、 混凝沉淀 、 水解酸化 。 染色废水首先进入调节池 2, 加酸调节 pH 值到 混凝反应的最佳点。然后进入混凝反应池。 本处理工艺中采用二价铁盐和聚合氯化铝作为 32 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 混凝剂,实现对染色废水污染物质的去除。 染色废水预处理工艺流程见图 2。 图 2 染色废水预处理工艺流程 3. 3 综合废水处理流程 高浓度废水 、 染色水经预处理后 , 与其他生产废 水统一进入综合调节池, 混合形成综合废水 ,进行综 合废水处理。 综合废水处理工艺流程设置综合调节池 、 AO 池、 二沉池、 物化反应池 、 终沉池。 综合废水首先在综合调节池内调节 pH 7 左 右,然后通过泵送进入后续生化处理池 。 废水在经过中和后进入水解酸化池 AO 池, 通 过池内微生物的生化作用降解有机污染物质 ,使水质 得以净化 ,同时通过硝化细菌的作用将废水中的氨氮 转化为硝酸盐和亚硝酸盐, 以去除氨氮 , 并通过缺氧 池进行硝酸盐和亚硝酸盐的反硝化完全脱氮。水解 酸化池不完全厌氧工艺的采用 ,还可起到进一步提高 废水可生化性的作用 。水解酸化池和 AO 池统一通 过混流曝气机提供搅拌及曝气 ,混流曝气机的搅拌及 曝气功能通过电气控制切换 。通过人为控制 AO 池 的生化反应条件 ,使水中有机物与池内生物膜充分接 触,通过微生物的生化吸附、 降解作用, 使水质得以净 化,AO 池以去除 CODCr为主 。 生化反应形成的絮凝体利用二沉淀加以去除。 废水经过AO 池的生化处理后 ,进入二沉池, 通过固 液分离去除AO 池中微生物菌胶团及其他杂质 ,实现 固液分离过程。上清液经过集水槽收集进行后续物 化处理。后续物化处理目的在于保证最终处理水的 效果。二沉池上清液自流进入物化反应区 , 投加药 剂,废水经过搅拌机的搅拌作用,与药剂充分混合 ,再 在反应区内充分反应 。反应后废水经过配水进入终 沉池 ,分离物化反应生成污泥 ,上清液达标排放。 综合废水处理工艺流程见图 3。 4 主要构筑物 4. 1 高浓度废水预处理单元 1 调节池 1 利用原有池体 , 池体为钢筋混凝 土结构 , 废水经过提升泵排至 UASB 池。池体改造 时, 内 衬 玻 璃 钢 防 腐。 池 内 尺 寸 7 500 mm 4 300 mm ,有效容积 9. 5 m 3 ,停留时间 7. 37 h; 潜污泵 2 台 1用 1 备 。 图 3 综合废水处理工艺流程 2 UASB 池 用旧池改造。CODCr容积负荷按 7 kg m 3d 设计 , 设 计 去 除 率 55, 进 水 COD Cr 13 000 mg L, 出水 CODCr5 900 mg L。 计算容积330 m 3 ; 平面尺寸13 500 mm 7 500 mm ,总容积 340 m 3 ,有效 容积 385 m 3 ,大于设计要求。停留时间 8. 5 h。 4. 2 染色废水预处理单元 1 调节池 2 利用原有池改造而成 , 废水经过 提升泵进入反应沉淀池。调节池 2尺寸 4 900 mm 4 700 mm, 容积为 88. 6 m 3 , 停留时间 2. 4 h, 满足要 求; 潜污泵 2 台 1 用 1 备 。 2 反应沉淀池 利用原有池体 ,池体为钢筋混 凝土结构 ; 反应时间按 10 min 计算; 沉淀池负荷取 1. 5 m 3 m2 h。沉淀区分 2 格, 尺寸 5 000 mm 400 mm 5 000 mm 斗底高 , 表面负荷 0. 83 m 3 m2h , 满足设计要求。 4. 3 综合废水处理单元 1 综合调节池 利用旧池改建 ,池体为钢筋混 凝土结构, 废水通过提升泵排至 AO 池。按照平均时 水量停留时间进行复核。原有池内尺寸 7 500 mm 4 300 mm ,有效容积 832. 2 m 3 ,停留时间6. 7 h; 潜污泵 3 台 2用 1 备 。 2 水解酸化池 生化处理工艺主体之一 ,改变 有机物的分子量 ,提高污水中有机物的可生化性。水 解池内设置组合填料, 池总高为 6. 50 m , 池体为钢筋 混凝土结构。 水解池出水重力流入 AO 池 , 设计 BOD5容 积 负 荷 1. 8 kg m 3 d。 池 内 尺 寸 为 8 000 mm 32 000 mm 6 500 mm ,总容积1 625m 3 ; 有 效容积1 500 m 3 ; 停留 1 h ; 组合填料1 375 m 3 。 3 AO 池 AO 池池内设置混流曝气机供氧, 新 建池体 。出水自流进入二沉池中。设计 BOD5容积 负荷 1. 09 kg m 3 d。 池 内 尺 寸 为 16 000 mm 32 000 mm 5 000 mm , 总容积2 500 m 3 ; 有效容积 2 250 m 3 ; 停留时间 18 h; 供氧量 80. 2 kg h; 产污泥量 680 kg d 。混流曝气机 5 台 1 大 4小 4 二沉池 泥水分离 , 去除 AO 池出水中夹带 33 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 的菌胶团。设置 1 只辐流式沉淀池 。池体采用钢筋 混凝土结构 。二沉池出水自流进入混凝沉淀池。二 沉池底部污泥重力自流进入污泥消化池 。表面负荷 取1. 0 m 3 m2h ,设计停留时间 2. 0 h, 时变化系数取 2。单池表面积为 250 m 2 , 内尺寸为 16 000 mm 16 000 mm 4 500 mm ,16 m 中心传动刮泥机 1 台 ,污 泥泵 2 台 1 用 1备 。 5 物化反应池 对废水进行物化处理 , 经过化 学药剂的作用, 去除原水中的残留的有机污染物质, 确保出水水质。新建池体, 钢筋混凝土结构 ; 池内尺 寸为4 200 mm 32 000 mm 2 000 mm, 有效容积 200 m 3 ;停留时间 1. 6 h; 混合搅 拌机 2 台及在线 pH 仪 。 6 终沉池 泥水分离 , 去除 AO 池出水中夹带 的菌胶团。设置 1 只辐流式沉淀池 。池体采用钢筋 混凝土结构 。二沉池出水自流进入混凝沉淀池。二 沉池底部污泥重力自流进入污泥消化池 。表面负荷 取1. 0 m 3 m2 h 设计, 停留时间 2. 0 h, 时变化系数取 2。单池内尺寸16 000 mm 16 000 mm 4 500 mm。 16 m 中心传动刮泥机 1 台 ,污泥泵 2台 1用 1 备 。 7 污泥浓缩池 作为生化污泥和物化污泥贮 池,对污泥进行浓缩, 使污泥含水率降低 。利用原有 2 格池体改造 , 1 格贮存生化污泥 , 1 格贮存物化污 泥,污泥浓缩后上清液回流综合调节池进行再处理。 设置两污泥池, 单池内尺寸为5 700 mm 3 700 mm 3 000 mm ,有效容积 59 m 3 , 生化污泥浓缩 16. 7 h; 污 泥泵 2 台。 8 药剂投配系统 进行药剂溶解 、计量投加。 共设置药剂投配系统 8 套,2 套用以投加混凝剂 ,3 套 用以投加中和剂 ; 均采用计量泵投加; 2 套加氯系统, 加氯系统采用自动加氯机 。 5 结语 该工程经调试后于 2002 年 12 月正式投入使用, 经1 年多的运行表明, 系统运行稳定 ,处理效果良好。 出水达到中华人民共和国综合排放标准 GB8978- 1996 中的一级标准。CODCr ≤100 mg L ; BOD5 ≤ 20 mg L; 色度 ≤ 50 倍; pH 6～ 9; SS ≤ 70 mg L 。 参考文献 1 马承恕. 染料工业三废治理技术. 中国化工学会染料学会、染料行 业环保科技情报网,1988. 204。 2 安虎仁, 钱易, 顾夏声,杨艳茹. 厌氧条件下染料的生物降解性能与 染料废水处理的研究. 化工环保, 14,1994. 14 200～ 204. 作者通讯处 钦濂 200092 上海市武东路 100 号 同济大学 0223 信箱 E -mail qin770902163. net 2004 -11 -08 收稿 上接第 21页 回流比即可使整个反应器有较均匀的 pH 值分布。 在笔者进行的试验中 ,在回流比为 3 的情况下 ,反应 器上、下部 pH 值之差始终 0. 3 ,反应器内 pH 值分 布均匀。可见, EGSB 处理水回流的运行方式 ,对调节 pH 值 ,改善系统 pH 值环境分布有着积极的作用 。 5 结论 1 EGSB 反应器的工作区为污泥床流态化的初 期, 即膨胀阶段; 高 面积 H A 和回流比 R 是反应 器实现较高上升流速的结构和运行指标 。 2 EGSB 的运行方式将带来生化反应动力学的 特征变化 ,其中的 K 、 S 变化均与回流比R 有关。 3 当反应器达到一定混合效果, 此时进一步增 加回流比, 反应器处理效率下降, 但同时减轻反应器 中底部污泥承受的最大负荷, 使反应器的基质处理能 力增大。 4 EGSB 的处理水回流运行方式对调解、均衡体 系碱度、 pH 值有着重要作用。 参考文献 1 Van Lier J B, et al . New perspective in anaerobic digestion. Wat. Sci. Tech. , 2001. 43 1 1～ 18. 2 王凯军. 厌氧工艺的发展和新型厌氧反应器. 环境科学, 1998. 19 1 94～ 96. 3 胡纪萃, 周孟津等. 废水厌氧生物处理理论与技术. 北京 中国建筑 工业出版社, 2003. 4 化学工程手册编委会. 化学工程手册. 北京 化学工业出版社, 1987. 5 任洪强. 厌氧膨胀颗粒污泥床工作特性的研究. 博士学位论文. 无 锡轻工大学, 2002. 6 季民, 霍金胜. 厌氧颗粒污泥膨胀床 EGSB 工艺特性与运行性能. 工业用水与废水, 1999. 30 4 1～ 4. 7 顾夏声. 废水处理数学模式. 第 2 版. 北京 清华大学出版社, 1993. 8 W. 斯塔姆 J. J. 摩尔根. 水化学. 北京 科学出版社, 1987. 9 隋军. 厌氧消化的多项过程 博士学位论文. 哈尔滨 哈尔滨建筑大 学, 1991. 作者通讯处 王凯军 100037 北京市西城区阜城门外北二巷 北 京市环境保护科学研究院 电话 010 68308002 E -mail wkj-iepvip. 163. com 2004- 11-15 收稿 34 环 境 工 程 2005年 6 月第23 卷第3 期 blue triphenylmethane dyesvaried little when acetic acid concentrations increased from 200 mg L to 1 200 mg L and dye concentration from 20 mg L to 100 mg L. It revealed that the biological decolorization of these cationic dyes seemed to be combined action of biosorption and subsequent biodegradation. The acetic acid concentration could enhance the color removal percentage of cationic red 6 B hemicyanine dyes. It could be the co -metabolism took place between 6 B and acetic acid. Keywords cationic dyes, biological decolorizaiton and aerobic process TREATMENT OF SAPONIN WASTEWATER BY PHYSICOCHEMICAL AND BIOCHEMICAL PROCESSXie Qingjie et al 26 Abstract The saponinwastewater is characterized by a strong dark color, high chemicaloxygen demand CODconcentration, low pH value and low biodegradability. Treatment of this wastewater by traditional activated sludge is essentially impossible. In the present work, combined physical, chemical and biological s were synergistically utilize to tackle the wastewater. The results show that CODCr, BOD5, chromaticity and SS can be reduced respectively from 23 250 mg L, 3 600 mg L, 216 times and 260 mg L to 92 mg L, 20 mg L, 20 times and 27 mg L by the process, and their average removal rates are 99. 7, 99. 4, 90. 7 and 90. 4 respectively ,which can meet the first-order of “ Overall Sewage Discharge Standards” GB8978 -1996. Keywords saponin, wastewater treatment, physicochemical and bio-chemical DEMONSTRATIONENGINEERINGRESEARCHONCONSTRUCTEDWETLANDFOR PURIFYING POLLUTED RIVER WATER FLOWING INTO DIANCHI LAKEDeng Futang et al 29 Abstract A demonstration engineering research on purifying the polluted riverwater flowing into Dianchi Lake using a composite constructed wetland system was implemented in thisproject. The resultsshown that the demonstration engineering system of the constructed wetland had a good applicability for treating the polluted river water flowing into Dianchi Lake. Under the normal running condition, the removal rate of CODMn, BOD5, TN and TP int the polluted river water could reach at 67, 74, 83 and 65 separately in the constructedwetland system. Keywords constructed wetland, polluted river water flowing into Dianchi Lake, sewage purification and demonstration engineering TREATMENT OF PRINTING AND DYEING WASTEWATER BY PRETREATMENT HYDROLYTIC ACIDIFICATION -AO PROCESSQin Lian et al 32 Abstract A printing and dyeing company in Changzhou adopts pretreatment -hydrolytic acidifcation -AO process to treat printing and dyeing wastewater. The running result shows the effect of the treatment is good and the process semmed to be fit for serveral different dyeing effluents. The effluent quality from the process meets the first class criterion specified in“ The National Discharge Standard of Pollutants” GB8978 -1996 . The cost of the treatment is 1. 851yuan R MB per ton wastewater. Keywords hydrolytic acidification, AO process and dyeing wastewater STUDIES ON PURIFYING DIESEL EXHAUST GASES WITH ATTAPULGITE CLAY Zou Jianguo et al 35 Abstract The attapulgtite clay was selected as absorbent for purifying diesel exhaust gas. Diesel exhaust gaswas allowed to pass through a jet bubble reactor JBR arragned in the exhaust system of the diesel engine, in which diesel particulates and other contaminantswere absorbed by the attapulgite clay solution. The absorbent slurry has colloid property and a strong affinity for the diesel particulates. It shows that under the experimental conition, the diesel particulates are removed by 71. 3, NOXby 80. 4, HC and SO2all by above 90 from the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas decreases from 200～ 250 ℃ to about 55 ℃, and the gas resistance is 3. 5 kPa. Keywords attapulgite, purify, absorb and diesel exhaust gas EXPERIMENTAL STUDY ON NON -THERMAL PLASMA FOR THE OXIDATION OF METHANGE Yang Xiaoping et al 37 Abstract The capacitively coupled plasma for oxidation of CH4in dry air was studied and the removal efficiency of CH4and proucts of reaction were analysed. That was compared to caseswith catalyst in the reactor. The result indicates that when the catalyst was present, the CH4 removal efficiency was improved, the CO2selectivity was increased in the reaction product. The final products of CH4oxidationwere CO, CO2and H2O. Keywords plasma, catalyst, methane and capacitively coupled discharge EXPERIMENTAL STUDY ON DESULFURIZATION OF CONDENSING FLUE GAS BY FOG LYE Sun Jindong et al 40 Abstract Theory of SO2absorptionby Ca OH 2slurry droplet was analyzed. Factors influencing SO2absorption were studied by spraying fog lye in a vertical tube condensing exchanger, such as Ca S ration, inlet SO2concentration, air quantity of fog lye, inlet temperature and Reynolds 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23,No. 3, Jun. , 2005