內(nèi)電解提高印染廢水生物處理的研究

1、內(nèi)電解進(jìn)步印染廢水生物處理的研究摘要：以SBR反響器作為生化處理裝置，考察了用SBR法和內(nèi)電解一SBR法處理含活性染料、直接染料及復(fù)原染料的印染廢水的有機(jī)物降解效果。研究說(shuō)明，鐵碳內(nèi)電解可進(jìn)步廢水的可生化性和改善活性污泥的沉降性能，使有機(jī)物的去除率比單獨(dú)的SBR法進(jìn)步約20。關(guān)鍵詞：印染廢水廢水處理內(nèi)電解序批式活性污泥法近年來(lái)，紡織產(chǎn)品的日益豐富，印染廢水中難生化降解的物質(zhì)日益增多，導(dǎo)致單純的生化工藝對(duì)印染廢水的處理效果越來(lái)越差1。SBR工藝能靈敏方便地實(shí)現(xiàn)缺氧、厭氧、好氧條件的組合，使得SBR在難降解有機(jī)物處理中得以廣泛應(yīng)用，但單靠SBR生化工藝處理高濃度難降解印染廢水還不能達(dá)標(biāo)排放。本研究

2、以SBR法為主體處理方法分別對(duì)SBR法、內(nèi)電解-SBR法處理印染廢水的降解效果、兩種生化進(jìn)水的可生化性、反響器內(nèi)活性污泥的性能等方面進(jìn)展了比較研究。1實(shí)驗(yàn)方法1.1廢水水質(zhì)試驗(yàn)廢水采用人工配制，包括活性染料X-3B紅，X-GN橙、直接染料(棗紅GB、耐曬B2-RL)復(fù)原染料(RSN蘭、FFB綠)以及多種附料、助劑和外表活性劑等，廢水的可生化性不高，水質(zhì)見表1。表1配制的印染廢水水質(zhì)PH值D/gL-1色度/倍(DB)：(D)8-91000左右350左右0.45-0.501.2實(shí)驗(yàn)裝置與方法試驗(yàn)裝置采用SBR反響裝置，有效容積24L，反響器底部設(shè)置微孔曝氣器，用空壓機(jī)供氣，上部設(shè)置多個(gè)排水口，可根

3、據(jù)需要排出不同量的經(jīng)處理并澄清后的上清液，下部設(shè)置排泥口。進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、閑置等運(yùn)行程序?yàn)樽詣?dòng)控制。內(nèi)電解裝置為一塑料容器，內(nèi)裝一定比例的鐵屑和焦炭，充填率為30。通過(guò)試驗(yàn)確定，SBR反響器操作程序?yàn)檫M(jìn)水0.5h，曝氣5h，沉淀lh，排水0.5h，閑置lh，8h一個(gè)周期，曝氣采用限制曝氣方式，污泥負(fù)荷為05kgD(kgLSSd)左右。廢水進(jìn)入生化反響器時(shí)滴加稀鹽酸調(diào)整pH值為7左右。內(nèi)電解反響參數(shù)為鐵炭質(zhì)量比4：6，pH值為4，反響時(shí)間30in，預(yù)處理出水在進(jìn)入生化反響器時(shí)，通過(guò)加藥裝置調(diào)pH為7左右，其它反響條件與SBR工藝一樣。1.3試驗(yàn)分析方法可生化性(DB)(D)代替(BD5)

4、(D)2。本試驗(yàn)采用在500L三角瓶中注入一定比例的廢水和活性污泥約200L，廢水與活性污泥的體積比為3：2.5，曝氣充氧24h后，將混合液過(guò)濾，測(cè)定濾液的D值，計(jì)算D的去除量D即為DB；總鐵含量：EDTA滴定數(shù)法；色度：稀釋倍數(shù)法。2試驗(yàn)結(jié)果分別采用SBR法和內(nèi)電解-SBR法對(duì)試驗(yàn)廢水進(jìn)展處理，結(jié)果如表2所示。從表2可知，內(nèi)電解-SBR工藝處理印染廢水在D和色度去除率上都明顯高于SBR法。D總?cè)コ试?5%左右，色度去除率接近90%。為了明確理解鐵炭?jī)?nèi)電解對(duì)SBR生化工藝的強(qiáng)化影響，試驗(yàn)中進(jìn)展了兩種工藝情況下SBR進(jìn)水的可生化性試驗(yàn)和SBR反響器內(nèi)污泥的性能研究。表2兩種工藝處理廢水的運(yùn)行結(jié)

5、果周期SBR法處理廢水的運(yùn)行結(jié)果內(nèi)電解-SBR法處理廢水的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率D/(gL-1)色度/倍D/(gL-1)色度/倍D/%色度/%D/(gL-1)色度/倍D/(gL-1)色度/倍D/%色度/%1108035641027862.021.911203701634685.487.62108035641628661.519.411203701722484.691.0398835239827459.722.111203701584085.089.2498835239328260.220.09843621574284.088.3598835237026662.624.498436

6、21664483.187.96102036041428359.421.59843621543484.390.57102036038927761.923.110893661473886.589.68102036038527562.323.610893661784682.887.43內(nèi)電解對(duì)生化工藝的強(qiáng)化作用3.1對(duì)廢水可生化性的影響為了正確反映廢水在內(nèi)電解前后可生化的變化，本試驗(yàn)采用單位污泥的D等負(fù)荷條件下的(DB)(D)比值作指標(biāo)。按照前述的DB測(cè)定方法，分別測(cè)得幾組反響前后(DB)(D)值。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。試驗(yàn)說(shuō)明，廢水經(jīng)過(guò)內(nèi)電解反響后，可生化性由原來(lái)的0.450.50進(jìn)步到0.700.

7、75。這是因?yàn)橛∪緩U水中的染料、大分子等物質(zhì)經(jīng)過(guò)內(nèi)電解處理后，由于新生態(tài)物質(zhì)Fe2+，H的氧化復(fù)原作用，一些不飽和鍵翻開使發(fā)色基團(tuán)破壞，硝基物轉(zhuǎn)化成胺基物，大分子物質(zhì)分解成小分子的中間體3，在發(fā)揮脫色作用的同時(shí)，使DB值往往高于原水，改變了廢水的可生化程度，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了有利條件。表3內(nèi)電解前后廢水的可生化性比較組數(shù)原廢水的可生化性內(nèi)電解處理后廢水的可生化性D/gL-1DB/gL-1DB:DD/gL-1DB/gL-1DB:D110404680.459967170.7229844720.489096820.7539984690.479186790.74410084540.459456710

8、.713.2對(duì)污泥性能的影響3.2.1污泥濃度與污泥負(fù)荷的比較SBR工藝和內(nèi)電解-SBR組合工藝各自穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，在一樣的進(jìn)水條件，即相似的容積負(fù)荷下，每隔一定的時(shí)間測(cè)定它們的污泥濃度，并詩(shī)算相應(yīng)的污泥負(fù)荷，結(jié)果見圖1、圖2。由圖1、圖2可知，在一樣的進(jìn)水條件下，內(nèi)電解-SBR工藝生化反響器內(nèi)污泥濃度超過(guò)SBR法的兩倍，它承受的污泥負(fù)荷低于SBR法的12。污泥濃度的進(jìn)步來(lái)源于鐵絮體的生成及由于污泥構(gòu)造、壓實(shí)性能的變化而引起的單位體積內(nèi)微生物數(shù)量的增多。在內(nèi)電解預(yù)處理反響中，鐵不斷腐蝕形成Fe3+，在生化反響器內(nèi)由于pH值的升高和微生物的吸附作用，促進(jìn)了Pe(H)3絮體的形成，同時(shí)，微生物

9、絮體和Fe(H)3絮體協(xié)同吸附，形成了絮體粗大，構(gòu)造嚴(yán)密呈團(tuán)粒狀的生物鐵污泥，鏡檢分析得出，生物鐵富集了微生物及有機(jī)物，使較多的微生物與較多的有機(jī)物(由于廢水的可生化性進(jìn)步，廢水中的有機(jī)物更容易被微生物利用)得到充分的接觸，具有較高的代謝活性，加速了微生物對(duì)有機(jī)物的降解作用，進(jìn)而進(jìn)步了處理效率。3.2.2污泥沉降性能比較取等量的兩種方法的污泥，裝入1000L的量筒中，進(jìn)展污泥沉淀試驗(yàn)。開始時(shí)輕輕地?cái)嚢钁腋∫?，使混合均勻，然后開始靜沉。在整個(gè)試驗(yàn)期間連續(xù)地觀測(cè)固液界面的位置，連續(xù)100in，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。從圖3可以看出，A點(diǎn)是曲線即SBR工藝活性污泥沉降曲線的壓實(shí)點(diǎn)，發(fā)生在開始沉降后第22in

10、，B點(diǎn)是曲線即內(nèi)電解-SBR藝活性污泥沉降曲線的壓實(shí)點(diǎn)，發(fā)生在開始沉降后第17in，要比SBR工藝壓實(shí)點(diǎn)提早5in，也就是說(shuō)，一樣量的活性污泥，內(nèi)電解-SBR工藝要比SBR工藝沉降得快，這一點(diǎn)有利于進(jìn)步對(duì)反響器的利用率。內(nèi)電解-SBR法的沉降曲線始終在SBR法曲線的下方，又說(shuō)明了內(nèi)電解-SBR法污泥的壓實(shí)性能也優(yōu)于SBR法，從而使SBR反響器內(nèi)的污泥濃度大大進(jìn)步。另外由30in時(shí)的固液面位置可分別求得兩種工藝的污泥沉降比SV，SBR法的SV為28.5，內(nèi)電解-SBR法的SV為23，明顯低于SBR法，進(jìn)一步說(shuō)明了內(nèi)電解-SBR工藝中活性污泥比重大，易于沉降，有利于在反響器內(nèi)保持濃度較高和沉降性能

11、較好的活性污泥，這比照重較小的印染廢水污泥來(lái)說(shuō)是很有利的。3.2.3對(duì)氧的利用率比較在微生物的代謝過(guò)程中，需要將污水中的一部分有機(jī)物氧化分解，并自身氧化一部分細(xì)胞物質(zhì)，為其新細(xì)胞的合成以及維持其生命活動(dòng)提供能源，這兩部分氧化所需要的氧量一般用以下公式表示4：2=aQ(La-Le)+bVXv(1)式中：2曝氣池混合液需氧量，g2/d;a代謝每公斤D所需氧量；b污泥自身氧化需氧率，即每公斤污泥每天所需要的公斤數(shù)，d-1;V曝氣池容積，3；XV單位曝氣池容積內(nèi)的揮發(fā)性懸浮固體(LVSS)量，kg/3;La進(jìn)水有機(jī)物濃度，gL；Le出水有機(jī)物濃度，gL。公式可改寫成：2Q(La-Le)=a+bXvVQ

12、(La-Le)=a+bN。式中：2Q(La-Le)去除每公斤D所需氧量；Ns污泥負(fù)荷率，kgBD5(kgLSSd)。從公式中可以看出，假設(shè)污泥對(duì)氧的攝取才能一定即a、b一定時(shí)，當(dāng)污泥負(fù)荷率低時(shí)，去除每公斤D的需氧量就多，這是由于合成后的污泥量自身氧化比較多，較多的污泥本身呼吸需要較多的氧量。為此，本試驗(yàn)進(jìn)展了兩種工藝的活性污泥對(duì)氧的利用率比較。以QairQ(La-Le)表示去除每毫克D所供的空氣量，式中Qair表示每批提供的空氣量(L批)，Q表示每批處理的廢水量(L批)，(La-Le)表示每升水中去除的D量(gL)，以去除每毫克D所供的空氣量為縱坐標(biāo)，以SBR反響器內(nèi)的溶解氧濃度為橫坐標(biāo)，繪出

13、如圖4所示的曲線。由圖4可見，SBR法相關(guān)直線的截距高于內(nèi)電解-SBR法，這說(shuō)明，當(dāng)保持反響器內(nèi)一樣的溶解氧時(shí)，去除每毫克D，組合工藝所需的供氣量小于SBR法的供氣量，也就是就，由于兩種污泥的構(gòu)造和性能不同，而導(dǎo)致a，b值不同，組合工藝中的生物鐵污泥對(duì)氧的攝取才能或利用率要優(yōu)于SBR法的污泥，盡管其中的污泥濃度是SBR的2倍多，D去除率要比單獨(dú)SBR法高出20多，但對(duì)供氧的需求并不比單獨(dú)SBR法多，這一點(diǎn)對(duì)好氧生物處理來(lái)說(shuō)是非常重要的。4結(jié)論比照試驗(yàn)說(shuō)明，內(nèi)電解-SBR工藝處理印染廢水效果優(yōu)于單獨(dú)的SBR法，D和色度去除率分別到達(dá)85和90左右，內(nèi)電解明顯強(qiáng)化了SBR生化工藝的效果。廢水經(jīng)內(nèi)電解處理后，進(jìn)步了可生化性，而且內(nèi)電解出水中的鐵離子在生化反響池內(nèi)，由于pH值的升高及曝氣后生成的Fe(H)3絮體與菌膠團(tuán)有機(jī)結(jié)合后生成了比重較大、構(gòu)造呈團(tuán)粒狀、沉降性能優(yōu)良的生物鐵絮體，使得反響器內(nèi)能保持較高的污泥濃度，由于生物鐵污泥吸附才能強(qiáng)，它富集了較多的微生物及有機(jī)物，有利于各種難降解有機(jī)物的分解。盡管組合工藝中的污泥濃度是SBR法的2倍，D去除率比SBR法高出20，但