微电解-H_O-生物接触氧化工艺处理染料废水.pdf

微电解 － H/O － 生物接触氧化工艺处理染料废水 * 万田英 1 代清秀 2 1. 华中农业大学资源与环境学院， 武汉 430070;2. 上海金山联合环境工程公司， 上海 200540 摘要 某染料厂采用微电解 － H/O － 生物接触氧化组合工艺处理染料废水。工程设计规模为高浓度有机废水 30 m3/ d、 低浓度有机废水 70 m3/d， 运行结果表明， 该工艺处理效果良好， 出水 ρ COD ≤100 mg/L， ρ 苯胺 ≤1 mg/L， 色度 ≤50 倍， ρ 氨氮 ≤15 mg/L， pH 为 6 ～ 9， 达 GB 89781996 污水综合排放标准 一级标准。 关键词 染料废水;微电解;H/O 工艺;生物接触氧化 DOI 10. 7617 /j. issn. 1000 － 8942. 2013. 03. 009 DYE WASTEWATER TREATMENT BY MICROELECTROLYSIS- H /O- BIOLOGICAL CONTACT OXIDATION PROCESS Wan Tianying1Dai Qingxiu2 1. College of Resources and Environment，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China; 2. Shanghai Jinshan United Environmental Engineering Company，Shanghai 200540，China AbstractThe assembled process of microelectrolysis-H/O-biological contact oxidation was applied to treat the dye wastewater in a dye plant． The designed capacity of treating wastewater included 30 m3/d high concentration organic wastewater and 70 m3/d low concentration organic wastewater． The running results showed that the treatment process had good effect，the effluent quality was COD ≤100 mg/L，aniline≤1 mg/L，chroma≤50 times，ammonia nitrogen ≤15 mg/L and pH 6 ～ 9． It could meet the first-order of“Integrated Wastewater Discharge Standard” GB 89781996 ． Keywordsdye wastewater;microelectrolysis;H/O;biological contact oxidation * 农业部中德合作基金 46 /08- 09 CHN 9 2010- 2011 。 染料废水是一种有机物浓度高、 色度大、 可生化性 较差、 成分复杂的工业废水， 通常采用物化法和生化法 相结合的综合工艺进行处理 ［1］。江苏某化工有限公司 主要生产纯白颜料膏及 3123 大红粉， 年产量分别为 600， 20 t， 生产过程中排放出一定量的废水。根据其水 量、 水质特点， 采用微电解 － H/O － 生物接触氧化组合 工艺处理废水， 取得了良好的效果。 1废水来源及性质 该公司排放的废水包括高浓度有机废水和低浓 度有机废水， 高浓度有机废水主要是母液， 水量为 30 m3/d， 具有 COD 浓度高、 氯离子含量高、 含难生物 降解的有机化合物的特点。低浓度有机废水主要是 漂洗水， 水量为 70 m3/d。处理后出水水质执行 GB 89781996污水综合排放标准 一级标准， 具体进 水水质及排放标准见表 1。 表 1废水水质及排放标准 项目 ρ COD / mg L － 1 色度 / 倍 ρ 苯胺 / mg L － 1 ρ 氨氮 / mgL － 1 pH 高浓度进水1500080080304 低浓度进水100010010155 ～ 6 出水≤100≤50 ≤1 ≤156 ～ 9 2工艺设计 2. 1工艺流程 针对废水特点， 项目采用微电解 － 两级 H/O － 生物接触氧化组合工艺对其进行处理。高浓度废水 经管道收集后流入调节池Ⅰ， 调整水质水量后， 用泵 提升至微电解反应器， 将硝基苯类还原为易生物降解 的苯胺， 提高偶氮废水可生化性， 降低废水色度 ［2］。 然后经竖流式沉淀池Ⅰ分离固体悬浮物后流入调节 池Ⅱ， 在此与低浓度废水混合后一并处理。 废水经调节池Ⅱ混合后用泵提升至 H1/O1反应 33 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期 池， 通过水解 － 好氧作用去除部分 COD， 并进一步提 高污水的可生化性， 再进入斜板沉淀池 Ⅱ， 以分离 H1/O1池产生的污泥， 沉淀后的污水进入 H2/O2反应 池， 进一步降解有机物。H2/O2反应池出水进入接触 氧化池， 降解绝大部分小分子有机污染物， 并在斜板 式沉淀池Ⅲ中进行泥水分离， 出水进入清水池达标 排放。 沉淀池Ⅰ排出的污泥和微电解反应器反冲污泥， 直接排至污泥浓缩池。沉淀池Ⅱ、 沉淀池Ⅲ排出的污 泥部分回流至 H/O 池， 剩余部分排至污泥浓缩池， 污 泥经浓缩池浓缩后由压滤机进行脱水， 每天可产生含 水率 78 的干污泥约 0. 2 m3。 废水处理工艺流程如图 1 所示。 图 1废水处理工艺流程 2. 2主要构筑物、 设备及工艺参数 调节池 1 座， 尺寸为 24. 4 m 2. 0 m 2. 0 m， 水 力停留时间 12 h， 配置型号为 32WQ8- 12- 0. 75 提升 泵 2 台， 1 用 1 备。 微电解反应器 1 座， 系钢结构专用设备， 尺寸为 0. 8 m 4. 2 m。 H1/O1反应池 1 座， 尺寸为 13. 0 m 1. 4 m 5. 5 m， 水力停留时间 16 h。 H2/O2反应池 1 座， 尺寸为 13. 0 m 1. 4 m 5. 5 m， 水力停留时间 16 h， 内挂 SH-Ⅱ型醛化维纶填 料， O 段用膜式微孔曝气器曝气。 接触 氧 化 池 1 座， 尺 寸 为 10. 0 m 1. 4 m 5. 5 m， 水力停留时间 12 h， 内挂 SH-Ⅱ型醛化维纶填 料， 曝气采用膜式微孔曝气器。 2. 3工艺特点 1母液需采用微电解预处理 母液废水中含有 一定量的硝基苯化合物， 它不仅难以生物降解， 而且 对微生物具有抑制和毒害作用。而母液的 pH 很低， 在这种酸性条件下， 可利用铁与炭之间所形成的微电 流将水中有机物还原， 将硝基苯等物质转化为易降解 的苯胺类物质， 将大分子物质断链转化为小分子物 质， 有利于提高废水的 BOD5/COD 值［3］。 2母液和淋洗水排水系统要严格分开 偶氮颜 料厂排出的母液和淋洗水， 是在同一个设备 板框压 滤机 完成的两道工序所产生的相应两种废水。为 节省成本， 敷设一根管道， 操作时由人工控制， 用阀门 切换， 分别将母液和淋洗水排至各自的调节池。 3采用两段水解 － 好氧工艺 一般情况下， 水 解 － 好氧池采用膜法工艺， 可保持高生物量， 运行较 为稳定， 但考虑到铁炭微电解处理后， 沉淀分离悬浮 物时投加了石灰乳载体， 故运行一段时间后生化池首 端填料会板结而失去活性， 因此将 H1/O1反应池改为 活性污泥法， 有利于无机盐从系统中不断排出。第二 段 H2/O2反应池仍采用膜法工艺。 3处理效果 本工程调试主要分为物化处理和生化处理两个 部分。物化处理部分调试的重点在于确定微电解反 应器内废水的 pH 值及中和剂的投加量。生化处理 调试分接 种 培养 驯 化、 试 运 行 和 负 荷 运 行 三 个 阶 段 ［4- 5］。首先将生化反应池内废水 ρ COD 调整至 500 ～ 600 mg/L， 并将其 pH 调整至 7 ～ 8， 同时投配适 量的营养剂 工业葡萄糖或粪便污水 ， 使反应池内 废水 B /C 值在 0. 4 ～ 0. 5; 将合适的接种污泥 本工程 中采用同行业废水处理设施运行产生的生物污泥 投放至生化反应池， 启动临时循环泵， 使反应池内废 水形成闭路循环状态， 并间歇地进行闷曝， 在此期间 定时检测池内废水 COD 降解状况并进行镜检， 多次 循环可保证反应池内悬浮污泥浓度和填料上挂膜成 功。然后启动调节池提升泵， 开始少量处理生产废 水， 预处 理 后 的高 浓 度废 水 与 低 浓 度 废 水 混 合 后 ρ COD 值约为 3 000 mg/L， 因此初始阶段进水量需 控制在设计水量的 10 ～ 20 ， 并投加少量营养剂 或生 活 污 水， 进 行 循 环、 间歇闷曝， 通过各 段 出 水 COD 降解情况逐步增加生产废水水量， 使微生物逐 渐适应该水质， 完成驯化。负荷运行时撤去临时循环 泵， 逐步增加生产废水进水量至设计流量。 经过近三个月的调试运行， 整个处理系统达到设 计要求， 监测结果表明出水水质基本稳定， 各项污染 物指标均达到排放标准， 具体各工段出水水质情况见 表 2。 清水池出水水质 COD 保持在 100 mg/L 以下， 苯 胺浓度保持在 1 mg/L 以下， 色度保持在 50 倍以下， 氨氮浓度保持在 15 mg/L 以下， pH 保持在 6 ～ 9， 达 43 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期 表 2工艺处理效果 项目 高浓度 原水 调节池 Ⅰ出水 沉淀池 Ⅱ出水 清水池 出水 排放 标准 ρ COD / mg L － 1 5 0002 8001 10076≤100 ρ 苯胺 / mg L － 1 603280. 4 ≤1 色度 /倍50030015030≤50 ρ 氨氮 / mg L － 1 211920. 8≤15 pH3. 39. 57. 88. 66 ～ 9 到 GB 89781996污水综合排放标准 一级标准。 4工程投资及效益分析 4. 1工程投资 工程占地面积 294 m2， 处理能力为 100 m3/d。基 本建设总投资 58. 63 万元， 其中土建投资 24. 58 万元， 设备投资 含安装 26. 65 万元， 其他费用 7. 40 万元。 4. 2运行费用 运行成本主要包括电费、 药剂 NaOH 和聚合氯 化铝 费、 人工费以及维修费等， 折合单位污水处理 成本为 1. 405 元 /m3。 5结论 1采用微电解 － H/O － 生物接触氧化工艺处理 染料废水具有良好的处理效果， 出水水质达到 GB 89781996 一级标准。工艺技术合理、 运行稳定。 2Cl － 在排放标准中无严格要求， 但高浓度 Cl － 对生化反应有抑制作用， H/O 工艺对生化处理的环 境条件 如 pH 值、 温度、 有害物质、 缓冲能力等 要求 比厌氧 － 好氧工艺宽松。根据工程实践， H/O 工艺 的 Cl － 浓度应控制在 4 000 mg/L 以下， 高、 低浓度废 水混合后 Cl － 为 2 000 ～ 3 000 mg/L， 满足要求。 3废水的氨氮浓度不高， 但当硝基苯类化合物 转化为胺基化合物后， 在继续分解过程中必然会释放 出氨氮。采用两段 H/O 工艺可实现 1 次硝化 1 反硝 化， 有效脱除氨氮。 参考文献 ［1］黄圣散， 吴志超． 电解 － 厌氧 － 好氧 － 气浮工艺处理分散染料 废水［J］． 环境工程， 2012， 30 4 25- 27. ［2］吕剑， 何义亮， 张强， 等． 铁炭微电解联合 O /A /O 生物工艺处 理化工废水［J］． 工业水处理， 2009， 29 2 89- 92. ［3］张显球． 絮凝 － 氧化 － 微电解 － 吸附处理活性染料废水［J］． 环境工程， 2003， 21 1 29- 30. ［4］吴海珍， 曹臣， 吴超飞． 水解 /好氧双流化床工艺处理百事可乐 生产废水［J］． 中国给水排水， 2010， 26 22 64- 68. ［5］周岗， 曾文勇． 污水处理设施中生化单元的启动与运行［J］． 工 业水处理， 2007， 27 11 79- 81. 作者通信处万田英430070湖北省武汉市洪山区狮子山特 1 号 华中农业大学资环学院 309 室 E- mailwantianying mail． hzau． edu． cn 2012 － 11 － 21 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 战略性新兴产业重点产品和服务指导目录 公布 2013 年 2 月 22 日， 国家发展和改革委员会公布了战略性新兴产业重点产品和服务指导目录 ， 该目录涉 及战略新兴产业 7 个行业、 24 个重点发展方向下的 125 个子方向， 共 3100 余项细分的产品和服务。其中， 涉及 土壤和地下水污染防治的内容包括 水污染防治 地下水污染防控与修复， 包括工业危险废物堆存、 垃圾填埋、 矿山开采、 石油化工等典型场地 地下水污染监测井网布设、 优化与安装技术， 地下水污染防治综合决策技术， 典型污染场地土壤与地下水联合 放控技术， 地表水 － 地下水协同控制技术， 储罐区和废物堆存填埋区等高风险地下水污染源的水平阻隔和垂直 阻隔技术， 基于地下水使用功能立体分区的地下水特征污染物修复标准的制定技术， 地下水污染原位修复药 剂， 功能材料及技术装备。 土壤污染治理与修复 矿山复垦与生态修复技术， 畜禽养殖污染、 有毒与危险化学品污染 、持久性有机污 染物、 放射源污染等受污染土壤的治理与修复技术， 重金属超富集植物选种和培育， 植物修复收获物的安全处 置技术与设备， 土壤生态修复与污染治理、 铬渣及污染土壤治理与修复技术。 环保服务 污染场地环境调查和风险评估、 环保工程设计和建设、 设施运营和维护、 工程与技术咨询、 环境 安全评估、 环境调查和人才培训等为主要内容的环保服务产业。生态效率评价服务、 清洁生产审核、 环保产品 认证评估服务、 环境投融资及风险评估服务等。 53 环境工程 2013 年 6 月第 31 卷第 3 期