全國水環(huán)境污染治理設(shè)施運(yùn)營管理技術(shù)交流研討會

摘要：印染廢水生化處理工藝，因其處理效果顯著、運(yùn)行穩(wěn)定、操作方便而被

大家所廣泛接受，尤其是以先水解酸化再接觸氧化為主的處理工藝，采用得更

為廣泛。該工藝中的關(guān)鍵技術(shù)——生物載體（俗稱填料）更受到廣大專家、用

戶的關(guān)注。本研究根據(jù)“蕭山錢塘污水處理有限公司”30萬噸/日實(shí)際工程——

高濃度印染、化工廢水厭氧水解工藝中所應(yīng)用的“TB/TA、TB/TH自由擺動填料”，

通過小試、中試實(shí)驗(yàn)對多種填料進(jìn)行效能優(yōu)化研究。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果對填料的選型及

實(shí)際工程，特別是在成分復(fù)雜多變的印染、化工廢水處理工程中的應(yīng)用具有重要

                      的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：印染廢水； 厭氧水解； 填料； 效能優(yōu)化

    中試裝置結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)材料參數(shù)分別見圖1和表1：

 

1.2  填料排列方式

    試驗(yàn)填料采用并列式排列，規(guī)格為φ200，每個池中尼龍繩串起填料長2m，每排14根，共8排，132根，每根21片，總計(jì)填料為2772片，填料體積為2.8×1.6×2.0（m）=8.96m³。

 

1.3  池內(nèi)水質(zhì)狀態(tài)

    同樣為了保證池內(nèi)水質(zhì)和污泥的均勻性，在池內(nèi)底部安裝一臺潛水泵，從池的出口端抽吸到進(jìn)口端處，用時控開關(guān)自動控制泵回流量為28 m³/h，泵開啟時，在池內(nèi)廢水平均流動速度=流量/截面積=12m/h。

 

1.4  進(jìn)水水量控制

    中試廢水直接來自蕭山東片污水處理廠，廢水進(jìn)口泵流量為6 m³/h，用流量計(jì)控制分配進(jìn)入三個池中，每個池又有流量計(jì)控制入池水量為2 m³/h。

 

1.5  試驗(yàn)類型

    試驗(yàn)為三種類型：

    （1）閉路系統(tǒng)池內(nèi)廢水呈封閉體系，主要是為了進(jìn)行穩(wěn)定的掛膜，但封閉試驗(yàn)時，池內(nèi)潛水泵照樣按規(guī)定啟動，泵停2h，啟動1h，每天24h中啟動8h，由時控開關(guān)控制，以保持池內(nèi)水質(zhì)和污泥的均勻。

    （2）流動系統(tǒng)（內(nèi)循環(huán)）：池按流動狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，模擬設(shè)計(jì)運(yùn)行流速，按流量2 m³/h進(jìn)出水，使廢水在池中停留8h，但流動過程中用循環(huán)泵來保持廢水的設(shè)計(jì)流速12 m/h。

    （3）流動系統(tǒng)（無循環(huán)）：試驗(yàn)裝置與（2）相同，但池內(nèi)潛水泵停開，進(jìn)出口流量保持在2 m³/h，此時無循環(huán)流量和混合干擾，模擬生產(chǎn)水質(zhì)混合狀況，以考察在正常停留8h后，自然流動對填料處理效果的影響（此時池內(nèi)流速達(dá)不到工程設(shè)計(jì)流速12 m/h）。

 

1.6  池內(nèi)水溫和污泥量

    池內(nèi)處理的印染廢水為周邊印染廠家直排，一般水溫＞50℃，故到池內(nèi)水溫大致在20℃左右，同時試驗(yàn)氣候?yàn)?0～12月份，氣溫在平均15℃左右，每池投加來自蕭山東片污水處理廠厭氧工段污泥約80kg，保持池內(nèi)Pv（污泥沉降比）≈0.5，考慮流動系統(tǒng)污泥的流失，每周每池添加回流污泥20kg，以保持穩(wěn)定的Pv值。

 

2  中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

 

2.1 各種填料的掛膜增量和掛膜速度

    中試分三個階段（從05年10月22日至05年12月8日歷時47d）：

    第一階段為閉路系統(tǒng)，從05年10月22日開始至05年11月16日，為期25d，每一個周期全換一次廢水，并投加厭氧污泥80kg。

    第二階段為流動系統(tǒng)（內(nèi)循環(huán)），從05年11月16日至12月4日，歷時18天，流動狀態(tài)下廢水在池內(nèi)停留8h，除開始投加80公斤厭氧污泥外，每隔7d添加污泥20kg作回流污泥，補(bǔ)充污泥流失。

    第三階段為流動系統(tǒng)（無循環(huán)），從05年12月4日至12月8日，歷時4d，開始時補(bǔ)充20kg厭氧污泥。

    中試試驗(yàn)各種填料的掛膜增量和掛膜增量速度見表2和圖2、圖3。

   

    各種填料掛膜示意圖：

 

    中試過程三種填料達(dá)到穩(wěn)定掛膜量的時間基本一致，15～20℃時為40天左右，但穩(wěn)定時掛膜量不同，TA-Ⅱ?yàn)門H的59%，TA-Ⅱ+高分子為TH的76%。在掛膜前期（10～30天），TA-Ⅱ僅為TH的25-30%，TA-Ⅱ+高分子可達(dá)TH的80%。達(dá)到同樣掛膜量的時間TA-Ⅱ比TH延遲了25天，而TA-Ⅱ+高分子比TH延遲為11天。

    雖然TH的掛膜量與掛膜速度均大于TA-Ⅱ和TA-Ⅱ+高分子，但由于TH的單絲細(xì)，單片填料計(jì)算的比表面積比TA大100倍，折算到單位面積的掛膜量則TH要比TA-Ⅱ小得多，所以適當(dāng)減小TA-Ⅱ的絲徑，由現(xiàn)在的0.5mm減為0.35mm，則在耗材重量不變的情況下，再加上高分子浸涂后預(yù)計(jì)可達(dá)到TH的前期效果，而TA-Ⅱ和TA-Ⅱ+高分子在后期卻有望優(yōu)于TH，同時工作壽命仍保持原來的優(yōu)勢。

 

2.2  B/C比提高的比較

    在到達(dá)穩(wěn)定掛膜重量和厭氧水解后，廢水中B/C比的變化見表3。

 

 

    結(jié)果分析：

    （1）流動系統(tǒng)（內(nèi)循環(huán)）厭氧水解后，B/C增幅要比流動系統(tǒng)（無循環(huán)）大，可以認(rèn)為內(nèi)循環(huán)有利于厭氧水解的傳質(zhì)過程和污泥的均勻，有利于填料與廢水的充分接觸。

    （2）從TH填料看，在廢水處理進(jìn)行的初期（47d后），其TH填料的優(yōu)勢還是比較明顯的，但是長期處理效果，與TA的比較，還有待于繼續(xù)試驗(yàn)。

    （3）本工程在厭氧水解前還需經(jīng)生物吸附與沉淀，工藝試驗(yàn)表明經(jīng)過生物吸附沉淀后進(jìn)水pH＜10，不會出現(xiàn)象中試進(jìn)水pH＞10的情況，所以填料涂層深層溶出現(xiàn)象可以緩解，這樣TA-Ⅱ+高分子填料處理中B/C比會有較大幅度的提高。但中試表明，經(jīng)過厭氧水解處理后，所有填料效能優(yōu)化后，其B/C比均沒出現(xiàn)大于0.40的情況。

 

2.3  CODcr去除效果的比較

    流動系統(tǒng)中試厭氧水解池的CODcr去除效果見表4。

 

    表4中上述三組數(shù)據(jù)，均表明在掛膜穩(wěn)定期，中試厭氧水解中，pH值下降，酸性程度增加，CODcr有一定下降。

    在本廠厭氧水解工段，厭氧菌降解廢水中的有機(jī)物主要為水解過程，即厭氧菌將復(fù)雜大分子有機(jī)物水解為有機(jī)酸、醇和H₂/CO₂等產(chǎn)物，把大分子有機(jī)物水解為小分子易降解的有機(jī)物。此階段除了厭氧菌生長狀況（掛膜量）和水溫有明顯的影響，pH值對厭氧水解過程的影響也是不容忽視的。

    厭氧水解的合理的pH值通常在7.5～9.5范圍內(nèi)，蕭山東片污水處理廠在厭氧水解工段進(jìn)水pH值大多在8.5～9.5范圍內(nèi)波動，但也有pH超過10到10.5的情況。我們對12月2日到5日的7組中試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分別計(jì)算pH在接近9.5和10.5時各種填料對CODcr去除率（平均值）的影響見表5。

    當(dāng)pH值在10～10.5時將不利于厭氧水解反應(yīng)，抑制了有機(jī)酸的生成，CODcr去除率平均都下降了3個百分點(diǎn)，跟表10的趨勢相一致，這是值得注意的。

    當(dāng)pH值控制在9.5以下，才能使厭氧水解過程正常進(jìn)行，如果pH＞10，那么對整個過程的影響將明顯不利。

 

3  實(shí)驗(yàn)小結(jié)和工程建議

 

3.1  對于在蕭山東片大型污水處理廠工程中應(yīng)用的建議

 

                                        

    （1）從掛膜量來看，達(dá)到穩(wěn)定期的掛膜量TA僅為TH的60%，而TA-Ⅱ+高分子可達(dá)80%。如將TA-Ⅱ+高分子的絲徑由0.5mm改為0.35mm，在保持同樣用材的情況下，可望達(dá)到TH的相同掛膜量。

    （2）從掛膜速度來看，達(dá)到與TA穩(wěn)定期（約40d）的同樣掛膜量TH只需25d，TA-Ⅱ+高分子為30d。而在開始掛膜的最初30天的速度TH為TA-Ⅱ的5倍，TA-Ⅱ+高分子為TA-Ⅱ的4倍。如將TA-Ⅱ+高分子的填料絲徑減小為0.35mm，同樣可望達(dá)到與TH相同的掛膜速度。

    以上的兩點(diǎn)分析，從表面上看單用TA填料不那么理想，但由于中試掛膜試驗(yàn)采用的是自然掛膜，所以掛膜較慢，而在實(shí)際工程應(yīng)用中，我們采用培菌掛膜，有效地控制適宜細(xì)菌生長的pH值、溫度、營養(yǎng)比等，縮短掛膜時間，達(dá)到工程要求一個月之內(nèi)完成掛膜的目標(biāo)是有可能的。然而用TH則已有其它工程實(shí)踐表明不理想。用0.35mm絲徑的TA-Ⅱ+高分子可以達(dá)到TH的近期效果，并可望達(dá)到比TA更直接的長期性能。

    （3）從提高B/C的效果來看，建議使用涂覆料涂覆時，是在填料組合之前的單片狀態(tài)或在拉絲時同時完成，使涂層有條件充分交聯(lián)。此外，本工程實(shí)際工藝流程在厭氧水解前有生物吸附處理并投加FeSO₄。已有的工藝試驗(yàn)表明這可使污水進(jìn)入?yún)捬跆盍蠒rpH降為9.5以下，從而使高分子涂層的溶解釋放得到控制。

    由于中試未作掛膜達(dá)穩(wěn)定期（40d）之前的初期B/C效果測試，但初期的TA-Ⅱ+高分子掛膜量為TA的2~3倍，其提高B/C的優(yōu)勢仍可能存在，會有利于總體水質(zhì)盡早處理達(dá)標(biāo)。

    以上推測還有待于下階段生產(chǎn)性試驗(yàn)中驗(yàn)證。

    （4）生產(chǎn)性填料布置的建議

    蕭山東片大型污水處理廠處理水量為30t/d。厭氧水解池共分4個單元，即A、B、C、D4個池子，每個池子又設(shè)4個流道，共16個流道，每個廊道內(nèi)停留時間為8h，處理水量約2t/d。

    AB厭氧池：

    1個流道為全TH填料

    1個流道為全TA-Ⅱ（d=0.5mm）

    1個流道為全TA-Ⅱ+高分子（d=0.5mm）

    1個流道為全TA-Ⅱ（d=0.35mm）

    1個流道為全TA-Ⅱ+高分子（d=0.35mm）

    1個流道為1/2TH+1/2TA-Ⅱ（d=0.5mm）

    1個流道為1/2TH+1/2TA-Ⅱ+高分子（d=0.5mm）

    1個流道為1/2TH+1/2TA-Ⅱ+高分子（d=0.35mm）

    CD厭氧池：

    全部  1/2TH+1/2TA-Ⅱ （0.35優(yōu)先考慮按生產(chǎn)能力）

 

 

3.2  廢水進(jìn)水pH值對厭氧水解有較大的影響

    當(dāng)pH值在10以上會導(dǎo)致出水CODcr去除率的下降，當(dāng)進(jìn)水pH＜9.5時，厭氧水解能夠正常運(yùn)行。

 

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The Optimizing Study of Filler Printing and dyeing

anaerobic wastewater treatment

 

LIN Yun-ming, LIN Meng-wei, FAN De-lin, YE Yi-chun

(Hangzhou Tianyu Evironmental Protection Technology Co.,Ltd., Hangzhou 310022)

 

Abstract: The craft of Biochemical Process in Printing and Dyeing wastewater was accepted extensively by everyone because of its prominent effect, stabile circulating and convenient operation. In particular, it is technical feasible with the process of hydrolytic acidification- biological contact oxidation-biological. The key in the craft technique-biology is carrier (calLED Filler) is subjected to the most experts and customers. According to the actual engineering of 300,000 tons/ days of Xiaoshan Qian Tang water processing CO.,LTD.-the high density printing and dyeing, the “TB/TA、TB/TH swing the filler freely” applied in the craft of anaerobic hydrolysis in the chemical engineering waste water, this research for the effectiveness of filler optimization was through small and middle sized testing. The fruitage of the study could be used to the selection of filler and application of practical significance in guiding the project.

Key words:  Printing and Dyeing wastewater; Anaerobic hydrolysis; filler  Optimizing Effectiveness