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保险粉废水处理工艺

发布时间:2023.08.08

发布者:晟博

山东晟博环境科技有限公司出产的保险粉是一种强还原剂,广泛应用于纺织工业的还原性染色、还原清洗、漂白以及有机合成、木浆造纸等领域〔1〕。20世纪90年代后,跟着保险粉制备新工艺在中国的构成与老练,以及纺织工业的迅速发展,我国保险粉出产能力得到迅猛进步〔2〕,成为保险粉出口大国。现在,全国保险粉年产量大约40万t。而每出产1 t保险粉需排放盐析废水8 t〔3〕,废水排放量急剧增大。保险粉产业排放的废水的COD高达105 mg/L以上,且污染物种类繁复,首要包含甲酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫、甲醇和环氧乙烷等,此外还含有甲酸甲酯、Bunte 盐、亚硫酸钠等副产物〔2〕,其水质的物化性质较特殊,可生化性差,处理难度大。现在,对保险粉废水的处理首要选用物化手段,如化学氧化、酶催化氧化、光催化氧化、混凝Fenton法等〔2, 3, 4, 5, 6〕。选用上述办法处理保险粉废水,存在很多缺乏,如操作过程较为复杂;处理费用偏高;处理后出水COD高,难以到达排放规范要求等。厌氧—好氧串联工艺已广泛应用于各种难生物降解的化工废水的处理,并取得了较好的处理作用〔7〕,但鲜有将其应用于保险粉废水的处理。

  对此,本研讨选用预处理—厌氧—两级SBR生物组合工艺处理此类废水。该组合工艺具有运转简单,实用性强的特色,能够一次性处理该类废水的处理难题。本研讨经过实验重点调查了组合工艺各工序段对保险粉废水中COD的去除作用,以期为保险粉废水处理的实践工程设计供给参阅。

  1 实验材料与办法

  1.1 废水水质

  实验用水取自株洲某保险粉出产厂排放的废水,其水质:pH 5.80~6.02,COD 12 800~22 400 mg/L,SS 400 mg/L,氨氮 0.45 mg/L,硫化物13.6 mg/L,TOC 8 185~8 849 mg/L,总铁4.5~6.8 mg/L。

  1.2 实验办法

  实验选用ASBR、两级SBR反响器,实验流程如图 1 所示。

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图 1 实验流程

 1.2.1 保险粉废水的预处理

  保险粉废水可生化性差,首要是因为其间的贱价硫化物、硫醇、亚铁等对生化体系有必定的毒害作用〔8〕 ,然后限制了生化处理的作用。本研讨选用适度氧化结合混凝沉积对废水进行减毒预处理,为后续生化体系供给杰出的基质。

  1.2.2 厌氧处理

  厌氧处理体系为ASBR反响器,选用有用容积为3.5L的玻璃容器,置于(35±1)℃恒温培养箱中,每次换水用氮气进行厌氧维护。向厌氧进水中投加碳酸氢钠调理pH在6.5~7.5之间,按照m(COD)∶m(N)∶m(P)=200∶5∶1以NH4Cl、Na2HPO4补充氮源与磷源,以氯化铁、硫酸铜、碘化钾、硫酸锰、氯化钴、硫酸锌等制造的混合液供给微量元素。厌氧反响工艺程序操控为充水0.5h,反响22h,沉积0.5h,排水、排泥和搁置1h。厌氧处理分3个阶段进行,驯化期、负荷进步期和安稳期。接种来自于湘潭河西污水处理厂的颗粒污泥进行驯化。驯化阶段,选用集中进水方式,废水中按比例投加必定量的葡萄糖作为碳源,并逐渐添加废水在进水中的比例直到污泥彻底适应废水。驯化期完毕,添加体系进水COD,研讨该体系合理的污泥运转负荷。在最jia负荷条件下,该体系进入安稳期,连续运转20个周期,调查该体系对废水中COD 的去除作用。

  1.2.3 两级SBR处理

  选用两级SBR,即第1级 SBR、第2级 SBR串联运转处理厌氧反响器出水。该串联反响器在室温下运转,接种的活性污泥来自某污水处理厂,单个反响器为有用容积2L的玻璃容器,装置内加微孔曝气头,各阶段均选用瞬时进水、瞬时出水。

  第1级SBR进水由厌氧反响器出水供给,第1级SBR出水作为第2级SBR进水。在厌氧反响器进入安稳运转期,相应的两级SBR运转安稳后,对两级SBR工艺参数进行优化配置。实验确定第1级 SBR和第2级SBR的充水比别离为0.8和0.6,经过恰当的排泥坚持第1级 SBR污泥质量浓度为5 000 mg/L,第2级SBR操控污泥质量浓度为3 000 mg/L。

  1.3 剖析办法

  COD:重铬酸钾法(GB 1194—1989);BOD5:稀释与接种法(HJ 505—1989);pH:电极法;氨氮:纳氏试剂分光光度法(HJ 535—2009);SS:分量法(GB 11901—1989);硫化物:气相分子吸收光谱法(HJ/T 200—2005);TOC:焚烧氧化—非分散红外吸收法(HJ 501—2009);总铁:原子吸收分光光度法(GB11911—1989)。

  2 结果与讨论

  2.1 保险粉废水的减毒预处理

  选用自然氧化、曝气氧化、H2O2氧化结合投加PAC混凝3种方式对保险粉废水进行减毒预处理,结果见表 1。

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  从表 1能够看出,选用H2O2氧化,废水中COD的去除率Z高,且用时最短。经过氧化,废水中的亚铁离子大部分转化为三价铁离子,再经过投加混凝剂PAC,去除废水中的铁。废水经预处理后,大部分的有毒物质得以去除,可生化性显着进步。经H2O2氧化混凝后的废水的BOD5/COD由0.27进步到0.48,水质得到显着改进,为后续的生物处理创造了有利的条件。


2.2 厌氧处理结果剖析

  ASBR中废水COD在污泥驯化期(1~20 d)、负荷进步期(20~200 d)、安稳期(200~220 d)的改变如图 2所示。

  从图 2能够看出,在整个驯化期,反响器进水COD均匀为640 mg/L,均匀出水COD降为260 mg/L,COD去除率在前期较高,整体呈下降趋势,由73%降到58%。在驯化过程中,跟着废水在进水中比例的进步,微生物对较高浓度污染物的适应需要更长时间,因而COD处理功率有所下降。

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图 2 厌氧反响COD去除作用

  负荷进步阶段(20~200 d),因为进步了废水在进水中的比例,相应的体系的COD污泥负荷增大。进水COD由790 mg/L进步到13 547 mg/L,相应的COD污泥负荷(以VSS计,下同)由0.04 kg/(kg·d)进步到0.68 kg/(kg·d)。30~70 d的周期内,厌氧反响器对COD的去除率较不安稳,可见厌氧体系对水质波动较敏感。经过微生物的不断适应,在78~170 d,反响器对COD的去除率均匀可维持在71%,且当COD污泥负荷为0.4 kg/(kg·d)(第156天)时,COD的去除率到达Z大,为75%。继续添加进水COD,反响器对COD的去除作用下降;当COD污泥负荷进步到0.55 kg/(kg·d)(第178天)以上时,反响器开端出现跑泥现象,体系酸化,出水黏稠,COD去除率也随之下降到58%。因而,厌氧反响器的COD污泥负荷应维持在0.50 kg/(kg·d)左右,以保证体系的zui佳处理作用。

  经过10 d的调理适应,体系进入安稳期(200~220 d),连续运转20 d,操控进水COD在10 277 mg/L左右,体系出水COD降为3 200 mg/L,安稳期的均匀COD去除率上升到69%。实验结果表明,厌氧作用对废水COD的去除有杰出的作用。

  2.3 两级 SBR处理结果剖析

  2.3.1 两级SBR对COD的去除作用

  图 3、图 4别离给出了第1级SBR和第2级SBR中的废水COD随时间的改变。

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图 3 第1级SBR对COD的去除作用

  实验结果表明,在第1级 SBR负荷进步期(20~210 d),在20~170 d时进水COD由463 mg/L逐渐添加至2 879 mg/L,该体系对COD的去除率在60%左右起浮。当厌氧反响器COD污泥负荷到达0.55 kg/(kg·d)以上,厌氧出水COD到达4 700 mg/L(第178天)时,第1级SBR在178~190 d的COD去除率仍维持在52%,可见该体系发挥了较好安稳水质的作用。进入安稳期(210~230 d)后,第1级SBR进水COD达3 200 mg/L左右,出水COD维持在1 500 mg/L左右,COD去除率安稳在53%。第2级 SBR进水COD从126 mg/L进步至1 000 mg/L时,跟着微生物对废水不断的适应,体系COD去除率有所进步,坚持在70%以上。当进水COD忽然添加到1 732 mg/L(第180天)时,COD去除率仍到达87%。安稳期时,第2级 SBR的均匀进水COD为1 000 mg/L,出水COD降为100 mg/L左右。

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图 4 第2级SBR对COD的去除作用

  在两级SBR组合工艺中,独自任一工序段都无法到达COD的高效去除。第1级SBR在安稳期的COD去除率较低(53%),与第1级SBR比较,第2级SBR对底物的降解使用能力显着进步,安稳后的COD去除率均匀可达89%,可见第1级SBR缓冲了大量的不利冲击,缓解了第2级SBR的处理压力。

  2.3.2 两级SBR反响时间对COD去除作用的影响

  反响时间作为重要的工艺参数对COD的去除有必定的影响。在两级SBR不同进水水质条件下,每隔1h测定1次出水COD,研讨反响时间对COD去除作用的影响,结果如图 5所示。

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图 5 COD去除随时间的改变

  由图 5能够看出,2个反响器在曝气前段时间(0~5h),对COD的去除都较快;5h后,对COD的去除变得缓慢。第1级SBR、第2级SBR别离在曝气11、8h后,出水COD基本坚持安稳。因而,设置第1级SBR、第2级SBR的反响周期别离为12、9h,瞬时进出水、沉积、搁置1h,以到达很佳的COD去除作用。

  2.4 组合工艺各工序段对COD的去除作用

  组合工艺各工序段对COD的去除作用见表 2。

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  3 定论

  (1)选用H2O2氧化加混凝对保险粉废水进行预处理作用佳,废水的BOD5/COD可由0.27进步到0.48,COD去除率可达15.6%。

  (2)厌氧反响器Z佳运转条件:坚持进水COD 在10 277 mg/L左右,COD污泥负荷坚持在0.5 kg/(kg·d),此条件下COD去除率可到达69%。

  (3)当两级SBR反响曝气时间别离为11、8h,周期别离设置为12、9h时,COD去除率可别离到达53%、89%,总COD去除率可达97%。

  (4)预处理—厌氧—两级SBR组合工艺对保险粉废水有杰出的处理作用,总COD去除率可达98%,出水水质到达《污水归纳排放规范》(GB 8978—1996)的二级规范。

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