• 印染废水一体化A/O反应器处理技术

印染废水一体化A/O反应器处理技术

所属分类: 一体化污水处理设备 | 发布日期:2019-11-20 04:11:04

纺织印染废水的水质和水量变化大,有机物浓度高,色度高,pH高,生物降解性差。它是一种难以降解的工业废水,被认为是最困难的废水处理方法之一。中国目前的实施方式是GB 4287-1992《纺织染整工业水污染物排放标...

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纺织印染废水的水质和水量变化大,有机物浓度高,色度高,pH高,生物降解性差。它是一种难以降解的工业废水,被认为是最困难的废水处理方法之一。中国目前的实施方式是GB 4287-1992《纺织染整工业水污染物排放标准》,而江苏省位于太湖流域,并执行DB 32 / 1072-2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》的本地标准。与GB 4287-1992相比,DB 32 / 1072-2007对印染废水的部分排放有更严格的限制。例如,COD和氨氮分别从GB 4287-1992的100、15 mg / L增加到60、5 mg。 / L,同时加强对TN和TP的控制。因此,需要选择的处理工艺对有机碳和氨氮都具有良好的处理效果。

诸如A / O之类的生物脱氮工艺被认为是用于废水脱硝的最具成本效益的方法之一。但是,常规A / O工艺中硝化后的回流污泥首先返回到反硝化池(A池),然后又返回硝化池(O池),导致A和O阶段的污泥类型非常相似,硝化细菌和反硝化细菌难以完全分离,返回到A部分的回流液含有大量的溶解氧,这也对反硝化和反硝化产生不利影响,并且反硝化的反硝化效率难以超过70%。

为了解决上述问题,作者改变了硝化液的内部循环,使其从沉淀池返回A池,污泥由原来的回流改为A池,再变为O池。并采用了具有自主知识产权的新综合A /。在生物环境的O生物膜反应器中,要在A池和O池及其各自的优势菌株中获得不同的DO浓度,预计硝化和反硝化过程将在不同的反应器中同时有效地发生。针对印染废水的水质特点和氨氮排放的要求,以自制印染废水为处理对象,对一体化A / O反应器的启动过程进行了深入研究。该方法对去除有机碳和氨氮的影响。

 1试验材料与方法
1.1测试装置
集成的A / O单元由底部A池和顶部O池组成,请参见图1。为便于处理,该单元具有方锥结构,尺寸为500 mm x 500 mm。 A池的高度为350毫米,有效容积为20 L,O池的容积为600 mm,有效容积为60L。A池使用球形悬浮填料和火山岩作为微生物载体,O池矿池同时用复合填料和火山岩填充球形填料。随后的A / O沉淀池的有效容积为12L。


图1测试装置
印染废水经过混凝沉淀和水解酸化处理,然后储存在废水箱中。然后通过提升泵将其泵入A罐,以降解一些有机物和氨氮。进水量由流量计控制。 A池中的水从下到上进入O池。在降解大部分有机物的同时,废水进入环形沉淀池以分离泥浆和水。一部分分离的上清液作为氮源返回A罐进行反硝化和反硝化,另一部分作为最终流出物排出。沉淀区中的污泥将通过自身重力沿污泥再循环区下方的返回煤层返回O池,并重新参与降解过程。1.2废水水质
测试中使用的模拟废水是通过向少量生活污水(按体积计约20%)中加入各种染料和化学试剂而制备的。组成如表1所示。


混凝沉淀和水解酸化预处理后的废水水质为:COD 180〜225 mg / L,BOD5 73〜93 mg / L,pH 7.6〜8.2,色度85〜107倍,TP 4〜6 mg / L,氨氮20.4〜25.6 mg / L。

1.3灌装机特性和规格
A / O反应器中的填料主要是球形悬浮填料(150毫米)和复合填料(200毫米),它们是从中国宜兴市晨翔环保设备厂购买的。球形悬浮填料由聚丙烯制成,比表面积为380-800平方米/立方米,孔隙率> 99%,相对密度为0.93。复合填料的环和纤维束分别由聚乙烯和聚酯制成,单位直径为80毫米,梁间距为20毫米。悬浮填料充满火山岩体(内蒙古),填充量为70%〜80%,粒径为3〜5 cm。火山岩的特征是红褐色的不规则颗粒,具有很高的亲水性并有利于微生物附着。

1.4污泥接种
A / O反应器的接种污泥为苏州高新区第一污水处理厂浓缩池的浓缩污泥,接种量约为总容积的40%〜50%。污泥为棕色絮凝剂,具有良好的沉降性能。接种污泥的MLSS和MLVSS分别为34.2和21.6g / L。

1.5分析项目
该测试使用进出连续水。 COD用标准重铬酸钾法测定,氨氮用Nessler试剂分光光度法测定,TP用改良钼酸铵分光光度法测定,SS用标准重量法测定,SS 30用沉降法测定,pH用pHS-25测定。测量酸度计的类型(上海益电科学仪器有限公司),并用JPB-607A便携式溶解氧计(上海雷磁仪器厂)测量DO。

1.6测试操作流程
将污泥添加到反应器后,首先将污泥回收过程进行一个星期。该过程完全暴露在生活污水中作为原水,启动过程在一周后进行。整个测试过程在室温(约18〜27°C)下进行,分为四个阶段:第一阶段是污泥的培养和驯化,进水COD负荷控制在0.5 kg /(m3· d)。时间28 d;在第二阶段逐渐增加进水负荷,其中A池逐渐增加到1.1 kg /(m3·d),O池增加到0.27 kg /(m3·d),该阶段的运行时间为26 d ;冲击载荷试验在第三和第四阶段进行了16天。

2结果与讨论
2.1 COD去除效果
A / O反应器中COD的去除效果如图2所示。在第一阶段,当将原水​​预处理到A池中时,A池废水的COD连续两周没有下降和上升,在第一个周末,O池的COD降解率达到20%。从第三周开始,A池废水的COD开始下降。在第一阶段结束时,A池中COD的降解率逐渐增加并超过20%。 O池性能更好,COD的降解率接近50%,平均超过40%。在第二阶段,A / O系统对废水中的COD有良好的降解作用,系统废水的COD呈明显下降趋势。在第二阶段结束时,A和O池中COD的降解率分别为25%和55%。废水的平均COD分别为150和66 mg / L,系统的COD去除率达到67.6%。这表明接种的污泥逐渐适应了所制备的印染废水的水质。在第三阶段,对A / O系统进行了短期冲击负荷测试。在此阶段,系统的流入COD为305.9 mg / L,A和O池的COD增加。 A池和O池中COD的平均去除率分别为32.8%和37.1%,出水COD的平均去除率分别为205.4和128.7 mg / L。在第四阶段,进水COD降至210.4 mg / L。在此阶段,A池和O池中COD的平均去除率相反,A池降至29.1%,O池升至52.7%。


图2 A / O反应器不同阶段的COD去除率
测试结果表明,新型集成式A / O反应器对印染废水中的有机物具有良好的降解能力。在正常运行过程中,A / O反应器的COD去除率基本在65%以上。在冲击负荷阶段,系统的COD去除率为62.3%。

2.2氨氮去除效果
去除氨氮是测试集成式A / O系统的优缺点的决定性条件。沉淀池的出水返回A池进行脱氮和反硝化,A池的膜法是该工艺的特色。将原始O池的流出物更改为沉淀池流出物的回流可以带来以下好处:
(1)回流液中溶解氧低,有利于保证A池缺氧环境;
(2)由于采用A池膜法,微生物量明显增加,浑水比大大增加,理论上也有利于脱氮; (3)A / O两池污泥中的微生物优势种群明显且具有较高的活性,因此在不改变反硝化率甚至不改变反硝化率的条件下,从沉淀池回流的硝化液量为期望减少,并且可以节省一定的功耗。池A中氨氮的变化如图3(a)所示。在第一阶段,随着污泥的培养和适应以及对废水质量的适应,A池废水中的氨氮迅速下降。到第一阶段结束时,氨氮去除率接近80%,平均为32.5%。第二阶段氨氮进水量为20〜25 mg / L,氨氮去除率缓慢增加,超过90%,平均为86.7%。在后两个冲击负荷阶段,进水氨氮接近30 mg / L,A池的去除率降低,但出水氨氮超出预期,平均达到5.7 mg / L。另外,从实验过程看,O池对氨氮也有一定的去除作用,如图3(b)所示。在第一阶段,O池对氨氮的去除率接近10%,而在第二阶段则为18%。在冲击负荷阶段,与A池相反,O池中氨氮的去除率提高到25.8%。

连续监视A / O系统中的DO。在A池的纵剖面上,DO表现出不同的分布模式,总体趋势是从底部到顶部(沿上升的水流方向)逐渐减小。但是,由于反应器体积小,DO保持在0.4-0.8 mg / L,基本满足缺氧反硝化的条件。 O池中DO的监测结果表明,整个O池的DO在纵断面基本均匀分布,断面略有不均匀,平均值在1 mg / L以上。


图3氨氮去除效果
从O池中去除氨氮的原因可以从以下几个方面进行解释:(1)O池在有氧环境中的反硝化和反硝化作用是由于在该池中添加了火山岩作为微生物载体。火山岩具有独特的孔隙结构,易于被微生物富集和繁殖。在载体表面上,微生物栖息地是理想的。但是,这种理想的生存状态会使在载体表面上形成的生物膜变厚,而填料的内部则呈现一定程度的缺氧甚至厌氧条件,这为反硝化提供了条件。 (2)由于A / O反应器的独特结构,沉淀在再循环区的污泥将在重力的作用下返回反应器内部并重新参与降解过程。这部分污泥包含一定量的硝化液,可为反硝化过程提供硝酸盐氮。 (3)O池底部的曝气过程加剧了浑水的混合,使污水在O池中通过污泥回流区形成多个循环。在一定程度上还可以促进硝化-反硝化的发生。

此外,对于整个A / O系统,在正常运行的第二阶段,系统流出物的氨氮基本上保持在2.5 mg / L以下,这表明集成的A / O反应器具有非常好的氨分解能力印染废水中的氮。结果是出水氨氮低于5 mg / L,可以满足GB 4287-1992和DB 32 / 1072-2007的要求。

2.3回流比对氨氮处理的影响
为了研究测试过程中系统的整体性能,硝化回流比保持在80%。此后,改变回流比以检查其对去除氨氮的影响。结果示于表2。


从表2可以看出,当回流比<120%时,增加回流比有利于脱氮系统。然而,当回流比增加到150%时,A部分的反硝化效率显着降低,而O部分的反硝化效率提高,但是系统的总氮去除率相对较低。分析表明,脱氮率的降低主要是由于反应器本身的停留时间短。当回流流量增加时,反硝化和硝化时间将大大缩短,导致反硝化和硝化效率大大降低。表2还显示,当回流比在80%至120%之间时,增加回流比可以在一定程度上提高系统的氮去除率,但是增加并不大。以上结果表明,通过改变回流模式和污泥培养模式,集成的A / O反应器可以显着降低硝化溶液的回流比,同时提高反硝化率。

2.4回流比对有机物处理的影响
硝化回流比还影响A / O系统对废水中有机物的降解。表3显示了不同回流比对去除有机物的影响。表3显示,增加回流比对于好氧段中有机物的去除是有益的。特别是当回流比在100%至120%之间时,A / O系统中有机物的去除率接近80%。然而,对于缺氧区域,增加回流比不会有益于有机物的降解。根据综合表2和表3,对于集成的A / O系统,过量的回流比对于反硝化和能量消耗是不利的,并且优选在80%和100%之间。


(1)在将预处理的印染废水作为市政污水处理厂中的浓缩污泥处理并在池中添加填料后,可以快速启动集成A / O反应器。 (2)在18〜27°C下,当系统进水COD为205.5 mg / L时,A区和O区的COD体积负荷为1.1、0.27 kg /(m3·d),出水COD为66.2 mg / L,降解率达到67.6%。 (3)集成的A / O系统对模拟印染废水中的氨氮具有很高的降解能力。在80%的回流比下,流出的氨氮低于5 mg / L,完全满足DB 32 / 1027-2007的要求。 (4)集成式A / O反应器对废水中有机物和氨氮的降解能力仍然很好,同时显着降低了内部回流比,最佳回流比为80%〜100%。 (5)反应器沉淀池的废水回流有利于维持缺氧段所需的最佳溶解氧浓度。当溶解氧为0.4〜0.8 mg / L时,A池的反硝化率接近90%。

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