HABR-CASS組合工藝處理棉機織物印染廢水

1、HABR-CASS組合工藝處理棉機織物印染廢水摘要：采用 HABR CASS 組合工藝進行棉機織物印染廢水處理的中試研究。結(jié)果說明，在HABR厭氧池、CASS反響池的水力停留時間分別為 24、12 h的條件下，系統(tǒng)對 C0DB0D5、氨氮、SS 的總?cè)コ史謩e為 9014%、 95. 5%、 87. 0%、 87. 5% , 各污染物出水平均質(zhì)量濃 度分別為 67. 5、 13. 8、6. 9、38. Omg/L，出水色度為33. 0倍?？?cè)コ蕿?95. 0% ,均低于DB44 / 26-2001?廣東省水 污染排放限值?第 II 時段一級排放標準限值。關(guān)鍵詞：組合工藝；填料復(fù)合式厭氧折流板

2、反響器(HABR)；循環(huán)活性污泥系統(tǒng)(CASS):棉機織物印染廢水棉機織物印染加工包含退漿和絲光工序 . 其印染廢水具有水量大、有機污染物濃度髙、色度深、堿度大、水質(zhì)變化大等特點 . 屬于難處理的工業(yè)廢水處理方法一般采用物化法和生化法組合工藝1-31.廢水處理后根本能達標排放物化工序中的吸附法需要使吸附劑再生. 混 凝法需要投加混凝劑. 氣浮法需要投加氣浮劑和消耗大量的電能。從而導(dǎo)致棉機織物印染廢水的處理本錢較髙為了降低其處理本錢 .本文通過對厭氧工序進行強化 . 來探索 HABR-CASS 組合生物工藝處理棉機織物 印染廢水的可行性1 材料與方法1. 1 試驗水質(zhì)試驗用水取自佛山市某印染廠水

3、處理站調(diào)節(jié)池綜合排放廢水 . 廢水水質(zhì)見表 1. 其主要成分 為棉 印染加工過程中產(chǎn)生的大量染料、外表活性劑、熒光增白劑、元明粉、燒堿等多種印染助劑。表1試驗廢水水質(zhì)Tab. 1Characteristics of experime ntal wastewater色度 / P(SS)/ 俏叫5? L? JpWODJ/ (mg- Ld)S-11500 - 800 200- 400I 100 1 600300-50040-60圖I HAUK-CASS組合試驗裝S.Fig, I Expc nm-e ntfll wMup of HABR-CASS combi ned process1.2試驗裝置試驗裝

4、置如圖1所示，由高位水箱、填料復(fù)合 ABR厭氧池HABR、緩沖槽、CASS反響池、曝氣 機、岀水槽等局部組成 HABR厭氧池與CASS反響池均為有機玻璃制作。HABR厭氧池尺寸為：800mmX200mmx 380 ITim.有效容積為42. 0L.內(nèi)置軟性纖維填料，填充率為 50% : CASS反響池尺寸 為：400 mmX200 mm X 380 mm,有效容積為21. 0 L,由生物選擇區(qū)、缺 氧區(qū)、主反響區(qū)組成。三部 分容積比為1： 5： 15.曝氣機曝氣CASS反響池以6 h為一運行 周期.苴中曝氣4 h.沉淀lh,排水1 h,用時間控制器對CASS反響池的曝氣、沉淀、排水 進行控制進

5、水時開始污泥回流，靜置沉淀時 污泥回流停止.排水比為30%。廢水進水流量 約2-3L/h.進入HABR厭氧池前根據(jù)水質(zhì)狀況適當調(diào) 節(jié)pH值，然后從髙位水箱通過流量計進入HABR厭氧池CASS反響池主反響區(qū)的污泥通過污泥回流泵回流到生物選擇區(qū).與廢水 混合。本裝置利用水位差原理使上淸液排入出水槽。1. 3分析方法CODcr測泄：重貉酸鉀氧化法：B0D測泄：標準稀釋法：SS測左：烘干稱重法；pH值測泄:pHS 3C精密pH計：色度：稀釋倍數(shù)法：NH3-N :納氏試劑光度法2結(jié)果與討論2. 1反響器的啟動與馴化在HABR厭氧池、CASS反響池中分別投加了占池容 20%左右的接種污泥.該污泥為某印染

6、廠水 處理站的厭氧與好氧污泥.污泥馴化初期采取間歇進水、悶曝的方式，然后以小流星連續(xù)進水.以鏡檢結(jié)果和COD.去除率達80%以上作為增加進水量的依據(jù).逐步提升流量到設(shè)計負荷低負荷 啟？動是HABR厭氧池快速啟動的關(guān)鍵.啟動時控制COD.容積負荷低于1 kg/m . d增長幅度以每次 增加20%? 30%為宜.過大容易造成揮發(fā)酸積累 HABR厭氧池的負荷是否適中可以通過出水 pH 值來問接反映，適宜的 pH值為7. 0? 7. 4, pH值小于6. 9時，說明有機負荷過大.可以在減小有機負荷的同時向水中投加石灰和純堿的方法來加以調(diào)節(jié)。pH值大于7. 4,說明有機負荷偏小41。隨著培養(yǎng)時間的增加觀

7、測到CASS池污泥中 有大量活潑的原生動物(如鐘蟲)和少量的后生動物 (如輪蟲),說明活性污泥培養(yǎng)根本成功 經(jīng)過3個月的調(diào)試.HABR厭氧池、CASS反響池的水力停 留時間分別控制在24、12 h, pH值 控制在6? 9之間，連續(xù)穩(wěn)定運行。2. 2對有機物的去除系統(tǒng)穩(wěn)左運行2個月對有機物的去除情況見圖 2?圖4。由圖2可知，在反響器COD&容積負荷 為 1.4kg/(m3? d),進水COD。波動較大的情況下，HABR厭氧池對COD。的去除效果良好， 平均去 除率為48. 8% ,與文獻中的ABR反響器相比。HABR厭氧池對COD.的去除率提 髙4. 3%。這是 因為由 ABR 反響

8、器增設(shè)填料構(gòu)成的 HABR 厭氧池能利用填料加速污泥與氣泡 別離 . 提髙沉淀區(qū) 域的泥水別離效率 .降低污泥流失 . 從而能截留更多的生物量 .增加反響 器的有效泥雖 :. 提高了反 應(yīng)器的容積負荷和處理效果。由圖 3、圖 4可知， HABR 厭氧池對 BOD 的平均去除率僅為 25. 3%, 但經(jīng)過HABR厭氧池處理后，廢水的 m (BOD) /m(C0D.)均值由 進水的0. 30提髙到出水的0. 44, 大大提髙了廢水的可生化性.為后續(xù)的CASS反響池的進 一步處理創(chuàng)造了有利的條件 HABR厭氧 池岀水進入后續(xù)CASS反響池進行進一步處理 CASS反響池在時間序列上以推流方式運行.而各

9、 個反響區(qū)那么以完全混合的方式運行 .I 8 ?1 500皆I 2、 、9占0600 oaoo)d 3o0HABK 池進水一一I JHABR 池出水l -CASS 池出水圖2系統(tǒng)逬 出水zoaou0.500.4S0.4010 20時間/d?池HABR尿鈑池進出水 mB()DJ/rn( : <)< 值變化u Cha nges of m( B0D5 ) /w(C0DeJ value in in flue nt and efllue ntwater of H ARR an aerrjbic lank10時間巾2HABR池進水HABR池出水CASS 池岀水圖4乘統(tǒng)進出水BODs變化Fi&a

10、mp; 4 Change of BOD 5 concent rati on in in flue nt and efflue ntwaler of llit* sysUjr n它兼有完全混介式反響器耐沖擊負荷能力強和推流式反響器生化反響推動力大的優(yōu)點主反應(yīng)區(qū)回流的活性污泥在生物選擇區(qū)中先經(jīng)歷一個髙負荷的吸附階段基質(zhì)積累：然后在主反應(yīng)區(qū)中再經(jīng)歷一個低負荷的反響階段，完成基質(zhì)降解。從而實現(xiàn)活性污泥的再生此時的活性污泥已經(jīng)過充分的好氧代謝微生物多處于內(nèi)源呼吸階段.具有很強的活性.對有機物的吸附、降解作用十清楚顯。因此 CASS反響池有較強的去除有機物的能力。由圖 2、圖4可知，經(jīng) 過CASS反響池處

11、理后，其出水 COD BOD5的平均質(zhì)雖濃度分別為 67. 5、13. 8mg / L,平均去除率 分別到達90-4%. 95. 5%。2. 3對氨氮的去除在HABR厭氧池中.廢水中的有機氮能在氨化菌的作用下分解轉(zhuǎn)化為氨氮。氨氮的消耗存在2個方面：局部氨氮被厭氧氨氧化細菌利用與NO -/NO 發(fā)生厭氧氨氧化轉(zhuǎn)化為氮氣1 61：局部氨氮被厭氧微生物利用，合成自身物質(zhì)。因此， HABR厭氧池中氨氮含量的變化取決于生成局部與消耗局部的比照關(guān)系由圖5可知.HABR厭氧池的出水氨氮含量有所提髙.說明氨氮的生成大于消耗 即氨化作用大于厭氧氨氧化作用氨氮含量的增加主要是廢水中有機氮的轉(zhuǎn)化.由此亦證明廢水中染

12、料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變.發(fā)色基團翻開.由復(fù)雜難生物降解 的有機物分子轉(zhuǎn)化成易生物降解的 有機物經(jīng)過厭氧處理后 COD有一泄程度降低，而作為好氧處理所必需氮源的氨氮并未減少甚至 增加將有益于后續(xù)的好氧微生物的正常生長.好氧微 生物活性的增加將會增加分泌的酶量.提高生物降解性能及氧氣的利用率.有利于本錢的降 低隨著曝氣的推進.世代時間長的硝化細菌將會 在CASS反響池內(nèi)積累.硝化細菌的活性與 數(shù)量逐漸增多.硝化作用逐漸加強 CASS反響池主反響 區(qū)的污泥回流到生物選擇區(qū)的同時.也實現(xiàn)了硝化液的回流.有利于反硝化反響進行：且生物選擇區(qū)與主反響區(qū)相比存在較低的溶解氧濃度.增大了污泥絮體的溶解氧梯度.使污

13、泥絮體內(nèi)部更易形成厭氧環(huán)境.從而 在菌膠團的外部和內(nèi)局部別完成硝化和反硝化過程7。由圖5可知，氨氮負荷為0. 03 kgNH3 -N/ (kgMLSS-d)時，CASS反響池出水氨氮的平均質(zhì)量濃度為6. 9mg/L.平均去除率為87. Q% o()2060504fl r 1020 時問 /d30HABR池詵水10圖5系統(tǒng)進岀水氨氨變化Fig. 5 Chan ges of N N concen Irati on in in flue nt and efflue ntwaler of the SYStemJ2? 4對色度的去除HABR厭氧池對廢水色度的去除主要是通過以下作用：廢水通過污泥層所產(chǎn)生的

14、截留作用.大 量的疏水性染料被吸附在污泥上直到被降解為小分子物質(zhì)；污泥層中的厭氧菌或兼性菌直接對染料的降解作用，破壞其發(fā)色基團？使其失去顯色能力且 HABR厭氧池內(nèi)污泥量大.保證了厭氧水解的微生物量：水力停留時問較長.污泥與廢水接觸混合效果較好.使厭氧菌或兼性菌 的作用得到充分發(fā)揮 CASS反響池能使色度得到進一步去除由圖 6可知，HABR厭氧池、CASS 反響池對色度的去除率分別到達 79. 7%、75. 2% ,系統(tǒng)對色度的總體去除率為 95. 0% .岀水平均 色度值為33. 0倍但亦有少量天數(shù)的色度值超過 DB 44 / 26-2001?廣東省水污染排放限值?第II 時段一級排放標準中

15、的 40倍標準mHABR 池堆水只二；I4ABB池出一一 CASS池出水102030405060Btt5J/d600400200圖6系統(tǒng)進出水色度變化Fig. 6 Chan ges of colority in in flue nt and efflue ntwater of the system2? 5對SS的去除HABR厭氧池具有獨特的分室結(jié)構(gòu).反響器內(nèi)的折流板迫使水流上下折流，使廢水與厭氧微生物充分接觸.大量的懸浮物在前而隔室中被有效去除.故SS去除率較高由圖7可知.雖 然HABR厭氧池進水SS濃度波動較大.但其出水SS平均質(zhì)量濃度穩(wěn)泄在100. 3 mg/L.對SS的平均去除率為 66

16、. 9% CASS反響池在沉淀階段停止曝氣.只有進水而無出水.曝氣結(jié) 朿后沉淀階段整個反響池的 而積均用于在近乎靜止的環(huán)境中進行泥水別離.故其固體通量很低，泥水別離效果良好。CASS反響池對SS的平均去除率為62. 1%.出水SS平均質(zhì)量濃度 穩(wěn)泄在38? 0 mg/L系統(tǒng)對SS的總體去rY)2：坤30-除率到達87. 5% .loo ?一 1IAHII 池進水 一?一 HABR 池出水 計一* 一 CASS池岀水系統(tǒng)逬出水 ss 變化Fig. 7 Changes of SS concentration in influent and cfnnentwater of the system3 結(jié)論(1) HABR高效厭氧一 CASS耦合工藝進行棉機織物印染廢水處理的中試研究說明 .在HABR厭氧 池、CASS反響池的水力停留時間分別為 24、12h的條件下，系統(tǒng)對COD BOD、氨氮、SS的總?cè)?除率分別為 90. 4%、 95. 5%、 87. 0%、 87. 5%,各污染物岀水平均質(zhì)量濃度分 別為 6