结论与展望
1. 结论
随着新标准《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)的提出,大部分纺织印染企业都存在着废水治理难以达标的问题,本中试采用“兼氧接触-混凝沉淀-接触好氧”组合工艺为常规处理系统,“两级臭氧曝气生物滤池”组合工艺为深度处理系统,对广东某纺织印染企业印染综合废水进行处理。
中试系统采用兼氧接触氧化为预处理系统,该系统微曝气可促进废水的扰动,强化废水与污泥间的传质能力,有效去除废水中的污染物质。通过在接触好氧单元设置混凝沉淀,既可以降低接触好氧单元进水负荷,同时还能调节废水的 pH,保证后续生物处理系统的 pH 环境。本中试采用两级臭氧曝气生物滤池作为深度处理系统,利用臭氧的强氧化性与好氧微生物的生物降解能力,将废水中剩余的难降解有机物彻底氧化为可生化小分子有机物,通过生物降解进一步脱除。该中试系统适用于处理印染综合废水,满足新标准提出的污染物排放限值一级标准,缓解纺织印染企业废水处理压力。本课题对中试系统常规处理段及深度处理段各单元的工艺参数进行分析研究,其结论如下:
(1)兼氧接触氧化单元作为预处理系统,通过调节曝气量实现系统内部的微曝气环境,兼氧接触氧化法抗冲击负荷能力较强,对 COD、色度、SS 均有良好的去除效果。
启动期间以兼氧微曝气方式运行,系统出水COD约400mg/L,COD去除率最高为65.9%,出水 SS 为 50~105mg/L,去除率为 93.3%,远优于厌氧水解酸化方式。水力停留时间及容积负荷是影响兼氧预处理系统去除有机物的重要因素,最佳水力停留时间为 10.36h,COD 平均去除率为 50%~60%.兼氧接触氧化单元不易滋生硫酸盐还原菌,溶解氧在0.1~0.3mg/L 有效抑制硫化物浓度的增加。
(2)本试验废水可生化性较差,仅接触好氧单元处理后出水难以满足深度处理进水水质要求,本试验采用混凝-接触好氧组合工艺,在接触好氧单元前增设混凝沉淀单元,经组合后接触好氧单元出水水质得到保证,出水COD低于200mg/L,混凝-接触好氧组合工艺能有效去除污染物,适合作为本中试二级处理工艺。本试验通过混凝处理试验选取合适的混凝剂,通过试验对比PAC、FeSO4·7H2O、高效絮凝剂及净水剂对COD的处理效果,综合考虑处理效果与药剂成本,选取FeSO4·7H2O为合适的混凝剂,投加量为0.5~0.8g/L.通过混凝剂组合试验,最终选取FeSO4·7H2O和H2O2的组合为本中试的混凝剂,投加量分别为0.5g/L、0.22g/L.水力停留时间大于9.81h,混凝-接触好氧组合工艺处理效果逐渐稳定,进水负荷由1119gCOD/(m3·d)逐渐下降到580gCOD/(m3·d),出水COD仍能稳定维持在150~180mg/L,COD去除率为50%~60%,该工艺最佳水力停留时间为9.81h.混凝-接触好氧单元对NH3-N去除具有显着的效果,NH3-N去除率均大于60%,最高时为90.8%.混凝-接触好氧工艺对于废水的色度去除率较低,但对于废水中的SS去除效果较好,出水SS能保证在30mg/L左右。混凝-接触好氧组合工艺对兼氧接触氧化预处理出水进一步处理后,其出水水质满足深度处理进水要求。
(3)本中试采用两级 O3-BAF 组合工艺为深度处理系统,通过臭氧投加总量、臭氧投加方式、水力停留时间对深度处理系统进行优化。臭氧投加总量对两级 O3-BAF 处理效果具有很大的影响,当臭氧投加总量增加至 60mg/L 时废水中有机物的去除性能会有较大的提升。当臭氧投加总量为 60mg/L 时,出水 COD 低于 40mg/L,平均出水 COD为 30.6mg/L,平均 COD 去除率达到 81.1%.本试验深度处理系统最佳臭氧投加总量为60mg/L.臭氧投加方式会影响到臭氧投加量在两级 O3-BAF 中的分配,当臭氧投加方式较大或较小时均会对系统处理效果造成影响。臭氧投加比例为 2:1 是本中试合适的臭氧投加方式。水力停留时间是影响两级 O3-BAF 处理能力的重要因素,水力停留时间为8.33h,出水 COD 有时高于 40mg/L,水力停留时间为 6.25h,出水 COD 在 40~50mg/L.
综合考虑处理能力,选取最佳水力停留时间为 6.25~8.33h.空气源与氧气源对两级O3-BAF 能耗不同,使用氧气罐作为氧气源其能耗约为空气源的 1/4,其能耗大大降低,而对废水中有机污染物的去除效果则增益较小。
(4)本中试常规处理段进水流量为0.9m3/h,深度处理段进水流量为0.8m3/h,该中试系统稳定运行,进水COD为550~1100mg/L,经常规处理后出水COD为150~200mg/L,经两级O3-BAF处理后出水COD稳定在40mg/L,对废水中有机污染物去除效果良好;进水色度为500~750倍,经常规处理后色度为150~300倍,经两级O3-BAF处理后出水色度约40倍,对色度去除效果良好。本中试运行成本主要由三部分构成,分别是药剂成本0.56元/t水,电耗成本0.72元/t水,臭氧成本随水量增加而降低,当进水流量为0.8m3/h,臭氧总投加量为60mg/L,臭氧成本为0.90元/t水,当进水流量为0.6m3/h,臭氧投加量为60mg/L,臭氧成本为1.20元/t水,最终成本分别合计为2.18元/t水、2.48元/t水。
2. 展望
(1)本中试在处理过程中仍采用物化混凝方法,污泥产生量仍较大,为降低混凝剂的使用,可对生化系统进行强化处理效果的研究,促进生化系统对废水的处理效果,减少混凝剂的投加量。
(2)通过对各工艺段中污染物进行成分分析,了解各工艺段污染物的降解机理,通过控制更多的因素调整与优化工艺参数,使系统的处理效果得到提高。
(3)兼氧接触氧化单元具有均质作用,后续可接水解酸化单元,通过调节合适的参数,研究后续水解酸化的可能性,以生化方法取代物化混凝方法。
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