生化物化组合工艺处理苎麻脱胶废水.doc

生化物化组合工艺处理苎麻脱胶废水1. 前言苎麻是我国重要的纺织原材料之一，因其产品具有穿着挺括、透气性好等优点而倍受人们喜爱。苎麻脱胶是麻纤维纺织的前工序，大多采用化学脱胶法，近年来，虽然生物脱胶技术逐步得到完善，一些厂家也在进行着尝试，但是尚未得到推广。目前我国的大部分厂家仍采用化学脱胶法。化学脱胶法就是利用NaOH在高温和一定的压力下对苎麻进行蒸煮来去除苎麻纤维中的胶状物质。脱胶后的苎麻经拷麻、浸酸、水洗、漂白和烘干等工艺，即加工为精干麻。精干麻可作为纺纱、织造的纤维。苎麻化学脱胶废水具有浓度高、色度高、碱度高和水温高等特点，其成分复杂，并含有大量难降解的有机物。我国的苎麻生产和加工主要集中在四川、湖南、湖北和江西等地。专业脱胶厂的废水可以分成三类，第一类是浓度极高的煮锅水，其COD值一般为8,00012,000mg/L，呈棕褐色，水温为8090，pH值为1214，可生化性较好。第二类是洗麻、拷麻和浸酸等中段水，这部分水量大，其COD值一般为400500mg/L，水质呈酸性。第三类为漂白废水，其COD值很低，一般不超过150 mg/L，并含有少量的氧化剂。三种水混合后其COD值一般为2,0002,500mg/L，呈碱性。2. 废水的特征及水质该苎麻纺织厂排放的水质情况见表1和表2。表1 苎麻脱胶废水水质CODCr8,00012,000mg/L色度1,0001,500倍SS600800mg/LBOD51,0001,500mg/LpH值1214表2 综合废水水质CODCr2,0002,500mg/L色度500600倍SS200300mg/LBOD5400500mg/LpH值810处理后水质要求达到GB8978-1996污水综合排放标准的二级标准，具体参数见表3。表3 排放要求CODCr300mg/L色度80倍SS200mg/LBOD5100mg/LpH值693. 工艺工艺的选择处理苎麻脱胶废水的典型工艺有厌氧-好氧(活性污泥)工艺、生物转盘工艺和氧化沟工艺等，上述处理工艺虽然有一定的效果，但是随着人们对周围水体的环境质量要求越来越高，排放污染物质的控制指标(如COD、BOD)也越来越严，这种处理远远达不到目前的环境要求。我们经过研究和多次试验得出结论：单纯的生化或物化工艺处理脱胶废水均有一定的效果，但是不能达标排放，而且处理效果不稳定，运行费用也居高不下，因此我们在一家苎麻纺织厂的废水设施改造中采用了“生化-物化”组合工艺，该工艺具有耐冲击负荷、运行稳定、易于管理和运行费用低等优点。“生化-物化”组合工艺的生化部分采用A2/O处理工艺，A/O和A2/O工艺的运用已有30多年的历史。近20年来，随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理有机废水方面取得了良好效果。A2/O处理工艺是厌氧和好氧的结合，因而具有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，运行费用低廉，产生的剩余污泥量少，投加的营养物质也少。生化部分的厌氧段我们采用水解酸化-上流式厌氧生物滤池工艺。好氧部分采用接触氧化法生物膜好氧处理工艺，这种组合工艺的特点是可以承受较高的处理负荷、耐冲击能力强、出水水质好且稳定、管理方便，而且剩余污泥量少且沉淀性能好，不存在污泥膨胀问题。物化部分是常规的絮凝沉淀和氧化脱色处理工艺。污泥经污泥浓缩池浓缩后送压滤机压干后外运处置。其工艺流程见图1。4. 主要处理单元设计参数4.1 水解酸化池：由于脱胶废水的碱度高，如果直接加酸进行中和，运行成本将使企业难以承受。因此，我们将浸酸废水也引入水解酸化池来降低废水的碱度和水温。在水解酸化池中利用微生物来分解有机污染物，同时降低废水的PH值。设计参数：HRT=24h 容积负荷：2.5kgCOD/m3.d填料参数：80、160、H=4.0m4.2 上流式厌氧滤池：酸化后的废水与其它废水(拷麻废水和漂白废水等)进入调节池充分混合，然后提升至上流式厌氧生物滤池，滤池中安装组合生物填料。污水的厌氧处理是利用厌氧菌的发酵作用，去除废水中的有机物同时将废水中长链有机物转化为小分子有机物，使污水中溶解性有机物显著提高。设计参数：HRT=24h 容积负荷：3.5kgCOD/m3.d填料参数：80、160、H=4.0m4.3 接触氧化池：污水经厌氧后的进入接触氧化池，采用鼓风机提供氧气，利用微孔曝气器来均匀布气，使微生物能利用污水中的有机物作为底料，进行正常的新陈代谢，从而降低污水中有机污染物的浓度。该工艺设计选择的填料是一种比表面积较大的生物载体，其表面粗糙，适合微生物附着生长，可以附着一定厚度的生物膜。在溶解氧和营养物都充足的情况下，微生物的繁殖非常迅速，生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用，为微生物所利用。从而达到去除污染物得目的。设计参数：HRT=14h 容积负荷：2.5kgBOD/m3.d气水比取20:1 风机参数：JRD-150型 P=37KW填料参数：80、160、H=3.0m4.4 斜管沉淀池：接触氧化池的出水加入絮凝剂WD-1#和助凝剂PHP后，充分反应后进入斜管沉淀池，进行泥水分离。沉淀下来的污泥至污泥浓缩池进一步处置，上清液进入氧化池。设计参数：表面负荷1.33 m3/(m2.h)药剂投加量：絮凝剂WD-1#150200ppm，助凝剂PHP1020ppm斜管得直径为50mm、倾角为60o、高866 mm4.5 氧化池：由于苎麻脱胶废水中含有大量天然色素，经过生化和物化处理后，色度的去除仍不理想，因此在工艺设计中增加氧化池，即加入氧化剂氧化这些天然色素，使大部分有色有机物能迅速分解，使废水经处理后能稳定达标排放。设计参数：HRT=1.0h5. 运行结果和存在问题该工程项目完成并已正常连续运行近2年，运行结果见表4。表4 处理后排放水质CODCr209mg/L色度20倍SS29mg/LBOD522.3mg/LpH值7.5从表4中可以看出，生化-物化组合工艺处理苎麻脱胶废水是可行的。在设计、调试和运行中，我们认为应注意以下几个问题：5.1 不要将煮锅水单独进行处理，一定要引入浸酸废水来降低煮锅水的碱度和水温。5.2 在进行水解酸化和厌氧生物滤池设计时，应注意均匀布水，避免死角和短路。5.3 由于苎麻脱胶废水中含有大量天然色素，常规生化处理不易去除，在生化和物化处理之后加入适量氧化剂进行氧化，进一步降低色度。生活污水处理中COD监测分析条件的控制1 关键性因素样品的代表性 由于生活污水处理中被监测的水样极不均匀，要想得到准确的COD监测结果，关键是取样要有代表性。要达到这一要求，需要注意以下几点。1.1 充分振摇水样对原水和处理后水的测定，取样前应将样瓶塞塞紧充分振摇，使得水样中的粒、块状悬浮物尽量分散开，以便移取到较为均匀、有代表性的水样。对处理后已变得较清的出水和，也要将水样摇匀后再取样测定。对大量的生活污水水样进行COD测定时发现，充分振摇后水样的测定结果不易出现较大偏差。说明取样较有代表性。1.2 水样摇匀后立即取样由于污水中含有大量不均匀的悬浮物，若摇匀后不快速取样，悬浮物会很快下沉。取样的移液管吸口在样瓶的上、中、下不同位置取得的水样浓度，特别是悬浮物的组成会大不一样，都不能代表该污水实际状况，测得的结果也没有代表性。摇匀后立即快速取样，虽然由于振摇产生了气泡(在移取水样的过程中部分气泡会消散)，取样的体积会因残余气泡的存在而在绝对量上存在一点误差，但这点绝对量上的减少所引起的分析误差与样品代表性的不符所造成的误差相比可以忽略不计。摇样后放置不同时间的水样与摇样后立即快速取样分析的测定对照实验发现，前者测出的结果与实际水质状况有较大偏差。1.3 取样量不能太少取样量太少，污水特别是原水中某种导致高耗氧的颗粒因分布不均很可能移取不上，这样测出的COD结果与实际污水的需氧量会相差很大。对同一样品采用2.00、10.00、20.00、50.00mL取样量做同等条件测定实验，发现取2.00mL原水或最终出水所测定的COD结果与实际水质往往不符，统计数据的规律性也很差；取10.00、20.00mL水样测定的结果规律性大有改善；取50.00mL水样测定的COD结果规律性非常好。所以对于COD浓度较大的原水不应一味采用减少取样量的方法去满足测定中重铬酸钾加入量及滴定液浓度的要求，而应该在保证样品有足够的取样量、有充分代表性的前提下去调整重铬酸钾的加入量及滴定液的浓度来满足样品特殊水质的要求，这样测定的数据才准确。1.4 改造移液管，修正刻度线由于水样中悬浮物粒径一般都大于移液管的出口管口径，因而用标准移液管移取生活污水样时，水样中的悬浮物总是很难取上。这样测定的只是部分去除悬浮物的污水COD值。另一方面，即使移取到一部分细小的悬浮物，由于移液管吸口太小，取满刻度需要的时间较长、污水中已摇均匀的悬浮物逐渐下沉，移取出的也是极不均匀、并不代表实际水质状况的水样，这样测出的结果势必误差很大。因此用细吸口的移液管吸取生活污水样品测定COD无法测出正确的结果。所以移取生活污水水样特别是有着大量悬浮大颗粒的水样时，一定要将移液管稍加改造，将细孔的口径加大，使悬浮物可以快速吸入，再将刻度线进行校正，使测定更加方便。2 调整重铬酸钾标准溶液的浓度或加入量在标准COD分析方法中，重铬酸钾的浓度一般为0.25mol/L，在样品测定时的加入量为10.00mL，污水取样量为20.00mL。当污水的COD浓度较高时，一般采用少取样品或稀释样品的方法来满足以上条件对实验的限制。但对于生活污水特别是原水来说，无论是少取样还是稀释水样都不能保证所取样品有足够的代表性，这时应该适当调整重铬酸钾标准溶液的浓度或加入量，以提供充分的氧化剂。对于上述出水和来说，即使将取样量提高到50.00mL，加入10.00mL浓度为0.25mol/L的重铬酸钾标准溶液时，对二者较低的COD水质来说仍显过大。此时应适当调低重铬酸钾标准溶液的浓度或加入量，以使反应后样液中剩余的重铬酸钾适量。实验发现，当重铬酸钾浓度降低到0.025mol/L时，分析的滴定终点不易观察，色变不显著，所以对COD较小的出水和，建议用浓度为0.05 mol/L的重铬酸钾标准溶液；对于高浓度的原水用浓度为0.5mol/L的重铬酸钾标准溶液，适当地调整加入量使最后样品的滴定体积与滴定空白的体积有显著的差减量。3 调整滴定液硫酸亚铁铵标准溶液的浓度硫酸亚铁铵浓度计算公式如下：C(NH4)2Fe(SO4)2=0.25010.00/V(NH4)2Fe(SO4)2当硫酸亚铁铵浓度为0.1mol/L时，10.00mL、0.25mol/L的重铬酸钾一点都不被消耗，需滴定硫酸亚铁铵的体积为25.00mL；当重铬酸钾被样品中的还原性物质消耗一半时，最后硫酸亚铁铵的滴定体积为12.50mL。从减少分析滴定误差的角度来看，应使滴定体积在2050mL为佳。因此建议将硫酸亚铁铵浓度调整为稍大于0.05mol/L(若小于0.05mol/L，空白消耗硫酸亚铁铵的体积将大于滴定管的容积50.00mL，起始点和终点就要读数两次，将加大分析误差)。一般以0.055mol/L为宜。这样使滴定空白的体积控制在45mL左右，使样品的消耗体积与滴定体积较为适当。COD的计算公式：CODCr=(V0-V1)C81000/V式中C硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/LV水样体积，mLV0滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mLV1滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mL8氧(1/2)摩尔质量，g/mol(C81 000)/V相当于硫酸亚铁铵对O2的滴定度TO2/(NH4)2Fe(SO4)2，即T=C81000/V当V=20mL，C=0.1mol/L时，