预处理AO工艺处理牛仔布废水

1、预处理 A/O 工艺处理牛仔布废水枣庄天工织造有限公司专门生产高档牛仔布， 生产废水中的污染物主要是棉纺织纤维上的盐类、 油类和脂类以及在加工过程中投加的浆料、硫化黑染料、表面活性剂、烧碱等，使得废水水质波动大、成分复杂，而且废水的 / 值较低，给运行调试带来很大困难。1 水量及水质3设计水量为 50m/h ，调试初期的水质情况详见表1。表 1 调试初期的进、出水水质项COD硫化物色度BOD5(mg/L)pH目(mg/L)(mg/L)( 倍)原160080800 9200300水27002604000 12出800.5 3062030水1101.25092 工艺流程及构筑物2.1工艺流程预处理

2、 A/O 工艺的预处理段采用了预曝气+FeSO4+高效脱色剂 +沉淀工艺，生化处理段采用了UASB+生物接触氧化工艺，工艺流程如图1 所示。图 1工艺流程2.2构筑物 预曝气调节池 1 座，矩形钢筋混凝土结构，池内设散流曝气3器，气水比为 3.5 1，HRT=8h，有效容积为 400m。 初沉池 1 座，矩形钢筋混凝土结构，HRT=2.8h，有效容积为3140m。 生物接触氧化池1 座，矩形钢筋混凝土结构，共18 格。单池3有效容积为 24m，池内采用了散流曝气器和组合填料，设计容积负荷为 1.0kgBOD5/(m 3·d) ，溶解氧为 24mg/L，气水比为 181。 二沉池 1

3、座，矩形钢筋混凝土结构，设计表面负荷为322m/(m ·h) ，HRT=1.8h，有效容积为 90m3。3 UASB厌氧反应器 1 座，钢制结构，设计负荷为 5kgCOD/(m·d) ，3HRT=24h，运行温度为 (35 ±1) ，有效容积为1200m。 高效絮凝器 1 座，型号为 H -1000( ) 。 机械格栅 1 台，型号为 GSXG-300。 自动板框压滤机1 台，型号为 XMZ80/1000。3 污泥的培养及驯化3.1好氧污泥的培养及驯化为缩短系统调试周期， 采用好氧生物膜的培养和驯化与厌氧污泥的同时进行，各单元均设置了超越管以利于调试。 调试期间好

4、氧污泥先后接种了两次，第一次接种的是某酒厂的酒糟废水生化处理系统的好氧污泥，由于当时厂里排放的全是硫化黑废水， 使进水的硫化物浓度过高，故好氧污泥的培养十分困难， 后来对预处理系统做了较大调整，而且有针对性地提高了 FeSO4及脱色剂的投量，使好氧污泥得以继续培养。第二次接种的是某棉纺织厂印染废水生化系统的脱水污泥， 接种量为好氧池容积的 20%，加清水稀释闷曝 2d 后，开始分批加入经过预处理的牛仔布废水，进水量为设计总量的 30%，控制曝气量为设计正常运行时的 40%。由于牛仔布废水的有毒物质含量较高 ( 特别是硫化物和染料助剂 ) ，故在培养期间加大了预处理系统的加药量，使其出水硫化物

5、<80mg/L，COD<1200mg/L;好氧池进水闷曝 12h 并静沉1.5 2h 后排出上清液以再次进水。由于印染废水的可生化性差，废水中的营养物不足以维持好氧微生物的增长繁殖，因此在进水的同时，向好氧池中投加一定量的生物催化剂 ( 针对印染废水而配制的营养物质 ) ，以增加水中的碳源，提高微生物的活性。间歇进水曝气 3d 后污泥开始增长。随着污泥浓度的增长，逐渐加大进水量 ( 分别为设计水量的 40%、50%、60%、80%、100%)，曝气量也相应加大。从开始调试到满负荷运行共用了 28d，当容积负荷提3高到 0.7kgCOD/(md) 时曝气时间延长到 24h。第 30

6、天时观察填料上挂有呈黑褐色的生物膜 ( 厚约 2mm)。取曝气池内混合水样通过镜检观察微生物数量较多，活动较强。在培养与驯化后期， 由于牛仔布品种的差异造成了废水水质的巨大差别，给好氧污泥的培养带来了许多困难。原水 COD由 1600 2700mg/L 变化，致使有机负荷忽高忽低而不利于系统的正常运行，此时采取了以下措施 :一是改变好氧池生物催化剂的投量， 二是加大了二沉池的回流量并适当减少进水量。从调试初期的进、出水水质可以看出，尽管进水量较少，但由于好氧污泥尚未培养成熟，生物膜尚未挂好及进水中硫化物浓度较高，致使出水 COD超标。3.2厌氧污泥的培养及驯化厌氧污泥的接种方式与好氧的相同，且

7、也是采用了间歇进水的运行方式，同时为降低进水的冲击负荷，采用了内循环的培养及驯化方式。在厌氧污泥接种时选取了高浓度酒糟废水处理系统的厌氧污泥(12kgVSS/m3) ，以此来加快初期启动的速度。接种量为厌氧反应器容积的 40%。开始启动时使废水与清水混合，将厌氧反应器的负荷控制在 0.5 1.0kgCOD/(m3d) 。为了满足上升流速和防止絮状污泥与细小分散的污泥由厌氧反应器洗出，每天集中进水 6h; 同时开启厌氧回流阀以减小对系统的冲击， 这样大约一周后观察到有大量气泡出现，当3厌氧反应器的负荷上升至2kgCOD/(md) 时，观察污泥趋于成熟， 于是逐渐加大进水量。 这样，厌氧反应器的负

8、荷从开始的0.5kgCOD/(m3d)3提高到 4kgCOD/(md) 仅用了 55d。在厌氧污泥的培养及驯化中，厌氧污泥明显受进水有机物浓度、硫化物以及 pH值的影响，尤其是当 pH>9时厌氧系统的出水水质很快变差，气泡也很快减少 ; 当 pH=1112 时则已观察不到气泡。所以，厌氧污泥的培养及驯化时的 pH值最好控制在 6.5 8.0 。4 系统联动运行调试4.1预处理系统运行调试调试初期主要是靠调整加药量来调节废水水质，以利于后续生物处理段的稳定运行。实际运行表明，FeSO4、脱色剂、 PAM投量分别为80120、1520、0.2 0.4mg/L 时处理效果最佳。 在预处理系统中

9、，尤其在污泥的培养和驯化初期，还要根据废水的水质及时调整加药量，否则会影响生化系统后续处理的效果，使出水水质恶化。4.2生化处理系统的运行控制 使进入生化处理系统废水的B/C>0.35 。 控制好氧池混合液的 DO为 2.0 4.0mg/L ，尤其是控制好氧池末端出水的 DO为 2.0mg/L 。 控制进入厌氧系统时的混合液水温为 2530，进入好氧系统时则为 2528，满足微生物生长对温度的要求。 在调试时，控制厌氧反应器的进水pH 值为 6.8 8.0 ，这样经过预处理及厌氧处理后，好氧系统混合液的pH值为 6.5 7.5 ，从而有利于好氧微生物的生长繁殖。 牛仔布废水中的有害有毒物

10、质主要为靛蓝、硫化黑以及一些重金属元素。当硫化黑的浓度过高时，会严重影响微生物的生长，所以在培养初期投加 FeSO4使其去除外，还要稀释进水以减小有毒物质对微生物的不利影响。生化系统调试后期的出水水质见表2。表 2生化系统调试后期的出水水质项COD(mg/L) BOD5(mg/L)硫化物SS(mg/L)色度pH目(mg/L)( 倍)生化7012021300.5 7012035 6出2.0459水二沉0.5 20 6池70100132040651.8359出水标6准100251.070409值5 经济分析工程设计的主要技术经济指标见表 3。表 3 主要技术经济指标设计及运行参技术经济指标数处理能

11、力 (m3/d)1200电耗 ( 元/m3)0.18药剂费 ( 元/m3)0.27工程总投资 ( 万220元)沼气产量 (m3/d)400600处理费用 ( 元0.88/m3)6 结语 废水中的硫化物浓度过高不利于生化处理系统的稳定运行，故必须在预处理系统降低硫化物的浓度，以 FeSO4为除硫药剂，达到了较好的去除效果。 预处理系统对废水进行预曝气有利于提高废水的可生化性，混凝加药系统可进一步降低污染物浓度(COD去除率约为 35%，色度可去除 80%)。 厌氧微生物及好氧生物膜的培养和驯化是牛仔布废水处理工程调试的关键。调试过程中先后采用了酒糟废水处理系统及棉纺织印染行业脱水后的活性污泥来接

12、种、培养和驯化。实践证明，采用同类型企业的污泥进行培养和驯化可以大大缩短培养和驯化周期。 枣庄天工织造有限公司的牛仔布废水处理系统经过约 150d 的调试运行后， 出水水质达到了国家 纺织染整工业水污染物排放标准 (GB42871992) 中的一级标准。预处理难降解氯碱污水试验研究1. 前言2002 年齐鲁石化乙烯72 万吨 / 年改造工程开始启动，国家环保总局3为此改造设定了乙稀污水处理厂回用水800m/h 指标。但是目前齐鲁石化公司的各生产装置所排放的污水水质差别很大，如果混在一起处理不仅经济上不合理， 而且也难以实现回用目的， 因此必须将污水进行分流处理。齐鲁石化公司乙稀污水处理厂回用水

13、存在的主要问题是氯碱污水水质较差， 氯碱厂所排污水中除聚氯乙稀污水外其他各股污水的 Cl 和 Ca2+浓度都比较高难以回用，因此必须将氯碱污水单独处理并达标排放，才可以使乙稀污水处理厂有800 m3/h 回用水的可能。在氯碱工业中， 高含盐有机污水是极难处理的工业污水之一。水解酸化是一种常用于含难降解的有机物工业废水的预处理手段 1 ，2，3 ，该工艺利用有机物厌氧分解过程中酸性发酵阶段的特点， 将废水中某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物， 从而改善废水的可生化性，为后续好氧生化处理创造了有利条件4。铁碳微电池电解法是近年来国内外发展起来的一种新型工业污水处理方法，又称为内电解

14、法5。其原理就是在含有酸性电解质的水溶液中，铁屑和碳粒之间形成无数个微小的原电池，并在其作用空间构成一个电场，通过反应生成的新生态Fe2+具有较强的还原能力，可使某些氧化态的有机物迅速还原成还原态，并使部分难降解的环状有机物环裂解，生成相对易降解的开环有机物， 从而提高污水的可生化性，基于这些特点，该方法在预处理生化性差难降解的工业污水具有很好的效果6 。2. 试验方法与装置2.1 污水的预处理流程本试验用水取自于齐鲁石化公司氯碱厂各车间的排污口。污水水质变化较大， pH 值波动大， Ca+浓度高，水温高且可生化性较差。根据该氯碱污水的水质情况， 在试验中增加了混凝沉淀、 内电解和水解酸化的预

15、处理工艺。 具体试验工艺流程如图 1 所示。各类污水经计量后进入预反应混凝沉淀池， 投加混凝剂经搅拌混合反应后沉降， 上清液出水和 12#线污水分别由计量泵打入匀质池，同时也打入稀磷酸进行水质水量调节。匀质池出水进入装填有 10（体积比）的铁刨花的预氧化池（即内电解床），预氧化出水进入水解酸化池进行厌氧处理以提高污水的可生化性，水解酸化出水进入后续好氧工艺单元进行处理。2.2 主要试验设备及工艺参数该试验设计进水量为 20L/h ，主要设备全部采用不锈钢制成，各工艺参数见表 1。表 1设计工艺参数设备停留时间（h）溶解氧（ mg/l ）填料匀质池6.2无预氧化池4.00.5 2.0铁刨花水解酸

16、化池8.40.2 0.5无3. 试验的运行情况3.1 混合絮凝沉降试验研究3.1.1 来水水质根据现场多次采样调查，试验用水的各股来水水质状况见表2 所示。表 2氯碱厂排污口污水水质环氧氯T3 线污12#线污聚氯乙氯乙稀项目丙烷污稀污水污水水水水钙硬234842580108587/mg.L -1298621486410.27691271碱度 /5408759971211124mg.L-1833139824583167024811.62 3.0 10.04 9.31 9.01 pH11.8812.4810.269.389.54Cl -1 /19296250121442862866mg.L-121

17、26251815181CODcr/ 4030236662110222.5 mg.L-1582250715983004154.4NH3-N/2670000mg.L-1560水温55.1 52.0 31.8 31.126.1/ 55.553.139.5水量16015555130500/m3.h -1由表 2 可以看出环氧氯丙烷污水中钙的含量高，而聚氯乙稀污水中碱2-度高，且主要是 CO3 碱度，可中和沉淀环氧氯丙烷污水中的部分钙。因此，结合氯碱厂的污水水质， 采用混合絮凝沉降的方法进行钙的沉降试验。3.1.2 混合絮凝反应控制参数混合絮凝反应控制参数见表3。表 3 反应控制参数污水名称环氧氯丙烷氯

18、乙稀污聚氯乙稀污T3 线污水水水混合比例 ,%32311126混合混凝反应时0.5间/h沉淀时间 /h2.03.1.3 钙的去除混凝沉淀对钙的去除结果见表4。表 4 钙的去除结果环氧氯乙聚氯混凝序氯丙T3 线匀质项目稀污乙稀后上号烷污池水污水清液水钙硬28952753028575484436/mg.L -11 碱度 /5400245831212476-mg.L-1pH11.783.0010.269.387.35-钙硬2822825818610878585183/mg.L -12 碱度 /7191398245831671473-mg.L-1pH11.7112.4810.269.267.39-去除

19、率%21.1-14.2-3钙硬23484148741076968715486 16.4/mg.L -1碱度 /83393154201172493-mg.L-1pH11.888.9410.049.317.47-平钙硬均268888332983887429503517.2/mg.L -1值注：钙的去除率计算公式为 = 钙硬 环氧氯丙烷污水 ×1.6 钙硬 氯乙稀污水×1.55 钙硬 聚氯乙稀污水 ×0.55 钙硬 T3 线 ×1.3 钙硬 T 混 ×5.0/ 钙硬 环氧氯丙烷污水 ×1.6 钙硬 氯乙稀污水 ×1.55 钙硬 聚

20、氯乙稀污水 ×0.55 钙硬 T3 线 ×1.3由表 4 可以看出，混合污水中钙硬的平均去除率为17.2%(考虑到稀释) ，混合絮凝沉降后上清液平均钙硬为 7425.8mg/L，在匀质池，上清液再经 12#线污水稀释后，平均钙硬为 5035.1, 远低于目前乙烯污水处理场处理后排海管线总排口的钙硬 (6500mg/L 左右 ) ，可减轻污水处理厂最终排海管线的结垢问题。 同时污水经混合后， 原有的碱度被中和消耗，污水 pH 值由碱性降为中性， 可节约大量用于调节 pH 值的盐酸，降低污水对管道的腐蚀问题。3.1.4 CODcr 的去除混合絮凝反应过程可去除部分CODcr，并

21、提高混合污水的BOD/CODcr。CODcr 的去除结果见表4，BOD/CODcr的变化见表 5。表 5 CODcr 的去除结果CODcr/mg.L -1序号混凝前混合混凝后混合混凝剂去除率 %污水污水12022165918.0聚合铝铁22141178016.9聚合铝铁3232222194.4聚合氯化铝4256224743.4聚合氯化铝由表 5 可以看出，用聚合铝铁作混凝剂时，CODcr 的平均去除率为17.5%，用聚合氯化铝作混凝剂时，CODcr 的平均去除率仅为3.9%。因此，建议选择聚合铝铁作为混凝剂，投加量为50mg/l 。表 6 BOD/CODcr 的变化序环氧氯乙聚氯12#线匀质T

22、3 线T 混号氯丙稀污乙稀池烷污水污水水10.2100.230.380.090.550.5620.210.450.240.3500.630.5930.200.190. 210.3000.520.54平均0.210.230.230.340.030.570.56值由表 6 可以看出，经混凝沉降后，混合污水的BOD/COD较原污水有cr较大提高，对于后续的生化处理创造了有利条件。3.2 预氧化内电解处理效果将铁刨花用的稀盐酸（ 1%）去除表面氧化物后装填入预氧化池内，以构成内电解床，有效体积约占总体积的 10（ V/V），控制 pH值在 5.5 6.5 之间，并通压缩空气鼓风曝气。系统稳定运行后处理

23、效果如表 7 所示。表 7 预氧化内电解处理效果CODcr（mg/l ）BOD5（mg/l ）BOD5/ CODcr进水出水去除率进水出水去除率进水出水()( )108665839.454022059.20.500.33130362452.176030260.30.580.48由上表可以看出预氧化内电解单元稳定运行后对系统的COD去除率在 3952之间， BOD的去除率在 60左右，大大减轻了后续处理的有机负荷。通过色谱分析可以看出进水中的部分难降解的苯系物和环状有机物在此单元得到处理变成小分子的有机污染物。3.3 水解酸化污泥的接种及驯化据资料报道 7 , 污水中存在的 Cl 、Ca2+和一

24、些非离子型洗涤剂对污水的生化处理构成影响各种毒性物质对细菌生长的影响程度为： Cl 的50抑制浓度为 7000mg/l ，Ca2+的 50抑制浓度为 4700mg/l ，其中尤以 Cl 的浓度对细菌生长的影响最大。当含盐量 10000mg/L时生物处理效率明显下降 , 主要是由于微生物对水环境的渗透适应能力下降所致，因此，在一定量含盐量范围内，微生物驯化至关重要，是生化处理成功的前提。 试验接种菌源采用乙烯污水处理厂污泥回流泵房回流污泥，由于目前乙烯污水处理厂所处理污水即为含盐污水，Cl -1浓度约为 20003000mg/L，因此，乙烯污水处理厂的活性污泥中已含有耐盐微生物， 本试验采用逐步

25、动态驯化的方法驯化活性污泥，使微生物具有良好耐盐和有机物降解性能。取齐鲁石化供排水厂乙烯污水处理场的回流污泥， 沉淀 4 小时后弃去上清液得到沉淀污泥约 50l ，先用 500mg/l 的葡萄糖活化，添加少量混合污水和微生物所需营养后进行间歇水力搅拌培养， 并控制溶解氧在 0.2 0.5mg/l 之间。培养 15 天后将此污泥作为菌种投入到水解酸化池中，控制污泥龄为 15 天，开始一周内每天进水 7 l/h, 在此阶段水解酸化池几乎没有明显的效果；第二周提高到14 l/h ，同时 COD去除率也在逐渐增加；驯化两周后进水负荷提高到 20 l/h ，即满负荷运转，在此阶段 COD去除率达到 23%，污泥呈黑色颗粒状，出水较清，水解酸化达到较好预处理效果， 至此水解酸化污泥驯化基本成熟。3.4 水解酸化池运行处理效果水解酸化细菌对于污水中有机物降解并不完全， 只是把大分子物质如污水中苯环类物质和经内电解反应后的开环物质进一步转化为脂肪酸等