预处理-混凝-水解酸化-循环式活性污泥法处理制革废水.pdf

预处理-混凝-水解酸化-循环式活性污泥法处理制革废水 陈永存 傅向晖 潘谢谢 温州市环境监测中心站, 浙江 325003 摘要 制革废水水质、水量波动大, 污染负荷重, 有毒性, 较难处理。 本工程采用“ 预处理-混凝-水解酸化-循环式活性 污泥法”处理制革废水, 研究了 C -TECH 池曝气时间与 CODCr、NH3-N 负荷及 DO 的变化规律。 结果表明, 控制水解酸化 池HRT 12. 5 h, 曝 气 时间 8 h, C-TECH 池污 泥 浓度 4. 5 g L, CODCr污 泥负 荷 0. 4 kg kgd, NH3-N 污泥 负 荷 0. 07 kg kgd , 出水可达一级排放标准; 通过可编程逻辑控制器 PLC、在线 DO 测定仪及鼓风机变频装置控制 DO 浓 度, 用 DO 浓度作为循环式活性污泥池过程和反应时间控制参数, 可节约能耗。 关键词 预处理 混凝 厌氧水解 循环式活性污泥法 制革废水 化学需氧量 氨氮 溶解氧 1 废水水质 温州市鹿城某制革工业园区制革企业以牛皮为 原料 ,采用铬鞣法制作半成品皮及成品革。按照生产 工艺过程制革工业废水由 7 部分组成 含高浓度氯化 物的原皮洗涤水和酸浸水, 含石灰、硫化钠的强碱性 脱毛浸灰废水, 含三价铬的铬鞣废水, 含油脂及其皂 化物的脱脂废水 ,含丹宁和没食子酸的植鞣废水, 加 脂染色废水 ,各工段冲洗废水 。其中 ,以脱脂废水 ,脱 毛浸灰废水、铬鞣废水污染最为严重。废水水质见 表1。 表 1 制革废水水质及排放标准mg L pH、色度除外 项目pH值CODCrBOD5SS氨氮总铬硫化物色度 倍 范围7 . 60～ 9 . 06626～ 1 810331～ 80779～ 355183～ 2820. 33～ 8. 771 . 06～ 64 . 440～ 320 均值1 4507062072183. 3424. 5207 二级标准6～ 9300100150251. 51 . 080 2 处理工艺流程 废水处理工艺流程如图 1。 图 1 废水处理工艺流程图 图 1 中的循环式活性污泥法 C- TECH 为序批式 活性污泥法 SBR 的一种变形工艺, 见图 2。 图 2 C- TECH 工艺 C-TECH 工艺的特点 1 在生物选择器中 ,微生物能通过酶的快速转 移机理迅速吸附废水中大部分可溶性有机物 ,经历一 个高负荷的基质快速积累过程 ,这对进水水质 、 水量、 pH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用, 同时对丝 状菌的生长起到抑制作用, 可有效防止污泥膨胀, 污 泥产生量少 。 2 能同时进行有机物的降解 、 硝化 反硝化以及 生物除磷过程, 在不增加投资和运行能耗的条件下, 达到深度处理的目的 。 3 在同一池中进行生物降解和泥水分离 ,无需 设置沉淀池 ,节省投资,减少占地面积。 4 工艺简单 ,稳定性高 ,进水的波动可用改变曝 气时间的简单方法即可得到缓冲,具有很高的缓冲进 水水量、 水质冲击的能力 。 5 整个处理系统采用自动化控制 , 减少操作管 理人员 ,主要耗电设备风机采用变频控制 ,由压力传 感器传输信号给变频器, 控制风机电机转速 ,以降低 运行费用。 33 环 境 工 程 2007年 2 月第25 卷第1 期 6 C- TECH 系统为单元化结构, 当需要扩大规模 时,只需增加 C-TECH 池单元 , 无需对整个系统进行 较大的改动。 3 主要构筑物及主要设备设计参数 主要构筑物设计参数、 工艺设备技术参数见表 2。 表 2 主要构筑物设计参数 名称工艺单元描述结构及参数 格栅井 提升泵井 2 m1. 5 m1.2 m 10 m5m4. 5m 合建 预沉池 22 m4.0 m,有效水深1. 8m 污泥井尺寸 1. 5m1. 5m 4. 8m 半地上式,表面水力 负荷0. 88m3 m2h 调节池35m15m6. 5m,加高 2m半地下式 反应池 1 反应池 2 反应池 3 初沉池 3m 3 m3. 5m 3m 3 m3. 5m 3m 3 m3. 5m 22 m4.8 m 合建,反应池停留时间均为 5. 6 min,初沉池表面负荷 0. 88 m3 m2 h 水解 酸化池 C-TECH池 分 6格,单格尺寸 10 m5m5m ,有效水深5. 5 m 分 2格,单格尺寸 47 m17. 5 m5. 5 m,有效水深5 m 合建,水解酸化池 HRT 12. 5 h 清水池8m6 m5m地下式 污泥 浓缩池 分 2格,单格尺寸 12. 5 m8. 0 m7. 5m,有效水深5. 5m 半地下式 4 调试运行 4. 1 混凝试验 主要为选用和控制混凝剂的投加量 。硫酸亚铁 投加量约 100 mg L , PAC 投加量约 40 mg L ,NaOH 投 加量约0. 5 m 3 d, 控制 pH 值在 7～ 9 之间。 4. 2 污泥培养 为了缩短培养时间, 污泥驯化采用接种培驯法。 接种污泥取自污水处理厂的沉淀污泥, 经过严格筛 选,去掉砂子和杂物即可 。水解酸化池的菌种主要以 兼性的水解菌和产酸菌为主, 而 C- TECH 池主要是好 氧菌,因此, 水解酸化池和 C-TECH 池污泥的驯化采 取单独驯化的方式 ,两者同时进行, 驯化的污水均取 自调节池 。 对于水解酸化池 ,调试初始阶段控制每天的进水 量在设计流量的 10～ 15。6 d 后, 开始加大处理 量,同时监测水解池中的 pH 与 CODCr。经过近 30 d 的运行 ,驯化基本成功 , 并且对进水水质具有一定的 适应能力 。 对C- TECH 池, 在开始一周内, 每次引入污水至 满池 ,闷曝 24 h 后排出 10水量 ,然后再将反应池注 满污水继续培养 ,在这一过程中不排放污泥。当污泥 浓度增长到 1～ 1. 5 g L ,活性污泥培养完成, 可进行 污泥的驯化过程 。 驯化时 , 往 C-TECH 池内注满污水进行鼓风曝 气,控制溶解氧浓度在 2～ 4 mg L 范围内 , 当池内混 合液沉淀后的水质指标达到出水要求后, 排出池容 20 的水量 , 再将 C-TECH 池注满污水 , 继续驯化。 污泥的驯化需要 8 d 时间 。 当C-TECH 池内污泥适应进水水质后, 开始提高 C- TECH 池的负荷 。每天向反应池内投加池容 40 的污水量, 保持池内溶解氧浓度在 2 ～ 4 mg L 范围 内。这一过程不进行排泥 ,直到反应池内污泥浓度达 到3 500 mg L 折合满水位 左右为止 。在负荷提高 期,进行污泥回流,增加生物选择器的污泥浓度。 C-TECH 池高负荷运行 7 d 后 , 污泥外观呈黄褐 色,镜检可以看到丰富的钟虫以及轮虫、线虫 ,其他的 原生动物也较多 ,至此,C-TECH 池培菌结束。 4. 3 C-TECH 控制参数的确定 恒定曝气量 40 m 3 min , 不同 COD Cr负荷时 DO、 CODCr随曝气时间而变化 。C- TECH 池中 DO 的变化 具有相似的规律性。反应开始阶段 ,氧转移速率大于 耗氧速率 , 曝气池中 DO 浓度上升。在达到难降解 CODCr浓度之前 ,DO 浓度基本是稳定的, 有一个明显 的“平衡浓度”。当 C- TECH 池中的有机物接近其难 降解浓度时 ,有机物很难进一步被微生物利用, 耗氧 速率 OUR 也接近于0, 由于曝气量恒定 ,供氧速率远 远大于 OUR,使 DO 迅速大幅度上升, 而底物浓度基 本保持不变 ,DO 达到平衡可以作为反应结束的一个 标志 。 此外, 随着 CODCr负荷的增大 ,平衡 DO 浓度逐渐 变小 ,而所需的反应时间逐渐增加。因此 ,DO 浓度可 以作为C-TECH 池反应时间及曝气量的控制参数 [ 1] 。 4. 4 C-TECH 池稳定运行情况分析 为研究 C-TECH 池生物降解过程 ,调试阶段采用 的运行工序设定为 进水 3 h ,曝气 8 h 进水 1 h 后开 始曝气 , 静止沉淀 1 h , 排水、闲置各 1 h , 一周期 12 h。 曝气池污泥浓度 4 ～ 5 g L 。在 C-TECH 池中主 要发生去除 BOD5的生化反应 、氨化反应 [ 2] 和硝化 反应 [ 3] 。 在稳定运行的情况下 ,C-TECH 池各周期 CODCr 和NH3- N的生物降解曲线呈现相似形状 , 见图 3。由 于进水的有机负荷、氨氮负荷等水质参数的变化又略 有差别,其规律性极为明显。 其中 CODCr污泥有机负荷为 0. 398 kg kgd , 34 环 境 工 程 2007年 2 月第25 卷第1 期 图 3 C-TECH 池生物降解曲线 NH3- N 污泥负荷为 0. 068 9 kg kgd , 污泥浓度为 4. 5 g L。 从图 3 可以看出 ,曝气 7 h后 CODCr值基本不 再变化 ,说明去除CODCr的反应在 7 h 内基本完成 ,已 接近生物难降解有机物浓度 。在曝气开始阶段, NH3-N值变化不大, 在反应 2 h 后甚至有所上升,应为 氨化作用产生的 NH3- N 使曝气池中 NH3- N 上升。 在6～ 8 h, 由于有机物浓度不断降低, 特别是在达到 难降解有机污染物浓度时 , 由于有机物基本去除完 毕,曝气池中异养菌与硝化菌对溶解氧的竞争减弱, 硝化速率明显加快, 反应到 8 h 时NH3- N 浓度基本达 到一级标准 。 5 工程验收监测结果及分析 温州市有关部门于 2005-05-17、 18、 19连续 3 d 对 该园区制革废水处理工程进行竣工验收监测 ,运行条 件为水解酸化池 HRT 12. 5 h , C- TECH池一周期 8 h 进水 3 h ,曝气 4 h ,静止沉淀 1 h, 排水 、 闲置各 1 h , 每日 3 个周期,结果如表 3。由于该废水处理工程不 能去除氯化物, 所以每个采样点氯化物浓度基本一 致,说明该监测数据是真实有效的, 结果是可靠的 。 表 3 2005 -05-1719 日污水监测结果统计表mg L pH、色度除外 监测点位p H 值CODCrBOD5SSNH3-N Cl- 动植物油总铬硫化物色度 倍 集水池7 . 60～ 9. 06526 ～ 2 090278 ～ 97189～ 936183 ～ 2821 610～ 1 0701 . 68～ 32. 60 . 33～ 8 . 771 . 06～ 84 . 440～ 320 预沉池出水7 . 55～ 8. 94444 ～ 1 56070～ 3491 810～ 4 220 初沉池出水7 . 31～ 7. 84558～ 8106～ 532 460～ 2 860 C-TECH 池进水7 . 93～ 8. 09496～ 848288 ～ 323145 ～ 1672 880～ 3 330 排放口7 . 58～ 7. 78149～ 2436 . 5～ 13 . 54 ～ 1199 . 7～ 1482 980～ 3 2300. 10～ 0 . 610 . 05～ 0 . 130 . 0516 ～ 32 达标率 1001001001000100100100100 5. 1 水解酸化池处理效果 由表 3 可见, 废水经水解酸化处理后 B C 值增 大,由水解酸化前的 0. 30增至 0. 50,提高了废水的可 生化性 ,为后续 C- TECH 池好氧处理创造有利条件。 同时 ,CODCr的去除率为 13. 3 ,说明水解酸化对废水 中的污染物有一定的去除作用 。 5. 2 C-TECH 池处理效果 C-TECH 池出水 CODCr、BOD5、pH、SS、总铬、动植 物油、硫化物及色度均为 100 达标,NH3- N 100超 标。主要污染物 CODCr、BOD5和 NH3- N 的排放平均 浓度分别为CODCr174 mg L 、 BOD510. 8 mg L 和NH3- N 130 mg L ,去除率分别为CODCr71. 1,BOD596. 5 和 NH3-N 15. 6,处理效果与 C- TECH 池周期生物降解 曲线基本相符。 6 结论 1 采取“预处理-混凝沉淀-水解酸化-循环式活 性污泥系统”处理制革废水是切实可行的 ,控制水解 反应池 HRT 12. 5h ,C-TECH 池曝气时间 4 h, 出水除 氨氮外其它污染指标均能稳定达到二级标准, CODCr 和 BOD5污 泥 负 荷 分 别 为 0. 535 kg kg d和 0. 270 kg kgd ,高负荷的运行节省投资及运营费 用,在一些对氨氮要求不高的地区可以考虑采用。 2 通过改变 C-TECH 池运行方式, 延长曝气时 间至 8 h,控制 CODCr污泥负荷 0. 4 kg kgd ,NH3- N 污泥负荷 0. 07 kg kgd ,出水可达一级排放标准。 3 通过可编程逻辑控制器 PLC 、 在线DO 测定仪 及鼓风机变频装置可以控制 DO 的浓度 ,用 DO 浓度 作为 C- TECH 池过程和反应时间控制参数, 充分发挥 C-TECH 工艺的灵活性和稳定性, 同时又能降低运营 费用 。 参考文献 [ 1] 王淑莹, 彭永臻, 周利, 彭永恒. 用溶解氧浓度作为 SBR 法过程 和反应时间控制参数. 中国环境科学,1998, 18 5 415 -418. [ 2] 张景来, 王剑波等. 环境生物技术及应用. 北京 化学工业出版 社, 2002. 5. [ 3] 周群英, 高廷耀. 环境过程微生物学. 北京 高等教育出版社, 2004. 4. 作者通讯处 陈永存 325003 温州市黎明西路 10弄 12 号 市环境 监测中心站 电话 0577 88856874 2006- 03-22 收稿 35 环 境 工 程 2007年 2 月第25 卷第1 期 THE EFFECTS OF RECIRCULATIONPARAMETERS ONLEACHATE FROMFRESHMUNICIPAL REFUSESun Yingjie Chu Xianfeng Sun Xiaojie et al 24 Abstract The effects of recirculation hydraulic load and frequency on leachate from fresh municipal refuse were investigated in a bench- scale experiment. Recrirculation hydraulic load and frequency can affect quality of leachate from fresh refuse. It is testified that higher hydraulic - load results in lower pH, and higher recirculation frequency results in lower pH during hydrolysis and acidification phase, higher pH during methanation phase. So during the start stage of leachate recirculation to the new landfilled refuse cell, low hydraulic load and low frequency should be adopted. Keywords landfill leachate, leachate recirculation, recirculation hydraulic load and recirculation frequency THE CASE OF APPLYING AUTOTROPHIC DENITRIFICATION TO HIGH CONCENTRATION STARCHWASTEWATER TREATMENTMei Rongwu FangJianmin 26 Abstract Starch wastewater contains high concentration of organic nitrogen. The process of “ regulating anaerobic treatment full autotrophic denitrification coagulating sedimentation” was used to treat the starch wastewater and fully met the expected requirements. The effluent CODCrand NH3-N were below 100 mg L and 10mg L respectively while the influent CODCrbelow 10 000 mg L andTN below 700mg L. So far the technology of full autotrophic denitrification for treating low C N wastewater is still in laboratory stage and is seldom applied in the real project in China. This successful project is valuable for the application of the technology . Keywords starchwastewater, denitrification, full autotrophic denitrification and oxidation of anaerobic ammonia FLUORIDE WASTEWATER TREATMENT PROJECT IN INTEGRATED CIRCUIT INDUSTRY Dai Ronghai 29 Abstract It is introduced the application and effect of a new to the treatment of IC fluoride wastewater. The primary process of this includes three -stage reaction and first-order deposition. The practical result proves that this new can ensure the concentration of fluorinion of the treatedwater agree with the second-class limit of “Integrated Wastewater Discharge Standard” DB31 199 -1997in Shanghai. Keywords treatment project, fluoride wastewater, reaction and deposition THE DESIGN OF TREATMENT AND REUSE PROJECT OF DOMESTIC WASTEWATER Fang Xiaoli Zhao Peng 31 Abstract The applicaiton of biological oxidation -flocculation sedimentation -filtration-disinfection process in treating domestic wastewater was presented. It is indicated by the practical operation project that the process hasthe characteristics such as less land occupied, convenient to operate and manage, and the effluent can be used for landscape, greenbelt and car -washing etc. The project has high efficiency of treatment and low construciton cost. Keywords reclaimed water reuse, biological contact oxidation tank, filtration and chlorine dioxide TREATMENT OF TANNERY WASTEWATER BY PRETREATMENT -COAGULATION -ANAEROBIC HYDROLYSIS -CYCLIC ACTIVATED SLUDGE TECHNOLOGY C -TECH PROCESS Chen Yongcun Fu Xianghui Pan Xiexie 33 Abstract The tannery wastewater is difficult to treat because of its fluctuant quality and volume, high pollution load capacity and its virulence. This project uses pretreatment-coagulation-anaerobic hydrolysis -cyclic activated sludge technology C -TECHprocess to treat tannery wastewater. It is studied the change rule of C -TECH pond aeration time with CODCr, NH3-N and DO. The result indicates that it will reach the first level discharge standard with controlling the HRT of the pond12. 5 h, aeration time8 h, sludge density in C -TECH pond4. 5 g L, chemical oxygen demand load0. 4 kg kgdand ammonia nitrogen load0. 07 kg kgd. It can control the dissolvaed oxygen concentration through programmable logical controller PLC, the on -line DO tester and the air blower frequency conversion. Using the DO density as the control parameter of C-TECH pond process and the reaction time, the energy consumption can be reduced. Keywords pretreatment, coagulation, anaerobic hydrolysis, cyclic activated sludge technology C -TECHprocess, tannery wastewater, chemical oxygen demand, ammonia nitrogen and dissolved oxygen PILOT -SCALE RESEARCH ON DRYING TREATMENT SYSTEM FOR PRINTING DYEING SLUDGE USING WASTE HEAT OF FLUE GASGe Shifu Lu Weijia Guo Hongwei et al 36 Abstract It is described a pilot -scale system of drying treatment for printing and dyeing sludge. By using waste heat of flue gas, the system is able to dry 35 tons per day of printing dyeing sludge with about 80 water content directly into small particles with 10～ 40 water content. The treatment operation is safe due to the lower oxygen content in the drying medium avoiding exploding and about 4 mm thickness dried sludge coated in the surface preventing from corrosion of equipments and pipes. The drying and treatment system can also be used for treatment of 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25, No. 1,Feb. , 2007