生化物化組合工藝處理苧麻脫膠廢水

1、生化物化組合工藝處理苧麻脫膠廢水1. 前言苧麻是我國重要的紡織原材料之一， 因其產(chǎn)品具有穿著挺括、 透氣性好等優(yōu)點而倍受人們喜愛。 苧麻脫膠是麻纖維紡織的前工序， 大多采用化學脫膠法，近年來，雖然生物脫膠技術逐步得到完善，一些廠家也在進行著嘗試， 但是尚未得到推廣。 目前我國的大部分廠家仍采用化學脫膠法?；瘜W脫膠法就是利用 NaOH在高溫和一定的壓力下對苧麻進行蒸煮來去除苧麻纖維中的膠狀物質。脫膠后的苧麻經(jīng)拷麻、浸酸、水洗、漂白和烘干等工藝，即加工為精干麻。精干麻可作為紡紗、織造的纖維。苧麻化學脫膠廢水具有濃度高、 色度高、堿度高和水溫高等特點，其成分復雜，并含有大量難降解的有機物。 我國的苧

2、麻生產(chǎn)和加工主要集中在四川、湖南、湖北和江西等地。專業(yè)脫膠廠的廢水可以分成三類，第一類是濃度極高的煮鍋水，其 COD值一般為 8,000 12,000mg/L，呈棕褐色，水溫為 8090， pH值為 1214，可生化性較好。第二類是洗麻、拷麻和浸酸等中段水，這部分水量大，其COD值一般為 400500mg/L，水質呈酸性。第三類為漂白廢水，其COD值很低，一般不超過150 mg/L，并含有少量的氧化劑。三種水混合后其 COD值一般為 2,000 2,500mg/L ，呈堿性。2. 廢水的特征及水質該苧麻紡織廠排放的水質情況見表1和表 2。表 1苧麻脫膠廢水水質表 2 綜合廢水水質CODCr 8

3、,00012,000mg/LCODCr2,000 2,500mg/L色度 1,0001,500 倍色度500600 倍SS600800mg/LSS200300mg/LBOD51,0001,500mg/LBOD5400500mg/LpH值1214pH值 8 10處理后水質要求達到 GB8978-1996污水綜合排放標準的二級標準，具體參數(shù)見表 3。表 3 排放要求CODCr300mg/L色度80 倍SS200mg/LBOD5100mg/LpH 值693. 工藝工藝的選擇處理苧麻脫膠廢水的典型工藝有厭氧 - 好氧 ( 活性污泥 ) 工藝、生物轉盤工藝和氧化溝工藝等， 上述處理工藝雖然有一定的效果，

4、 但是隨著人們對周圍水體的環(huán)境質量要求越來越高， 排放污染物質的控制指標 ( 如 COD、BOD)也越來越嚴，這種處理遠遠達不到目前的環(huán)境要求。我們經(jīng)過研究和多次試驗得出結論： 單純的生化或物化工藝處理脫膠廢水均有一定的效果， 但是不能達標排放，而且處理效果不穩(wěn)定，運行費用也居高不下， 因此我們在一家苧麻紡織廠的廢水設施改造中采用了“生化 - 物化”組合工藝，該工藝具有耐沖擊負荷、運行穩(wěn)定、易于管理和運行費用低等優(yōu)點?！吧?- 物化”組合工藝的生化部分采用 A2/O 處理工藝， A/O 和 A2/O 工藝的運用已有 30 多年的歷史。近 20 年來，隨著微生物學、生物化學等學科發(fā)展和工程實踐

5、的積累，使它在理論和實踐上有了很大進步，在處理有機廢水方面取得了良好效果。 A2/O 處理工藝是厭氧和好氧的結合，因而具有許多優(yōu)點，最主要的是能耗少，操作簡單，運行費用低廉，產(chǎn)生的剩余污泥量少，投加的營養(yǎng)物質也少。生化部分的厭氧段我們采用水解酸化 - 上流式厭氧生物濾池工藝。好氧部分采用接觸氧化法生物膜好氧處理工藝， 這種組合工藝的特點是可以承受較高的處理負荷、 耐沖擊能力強、出水水質好且穩(wěn)定、 管理方便，而且剩余污泥量少且沉淀性能好， 不存在污泥膨脹問題。 物化部分是常規(guī)的絮凝沉淀和氧化脫色處理工藝。 污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮后送壓濾機壓干后外運處置。其工藝流程見圖 1。4. 主要處理單元設計參

6、數(shù)4.1 水解酸化池：由于脫膠廢水的堿度高， 如果直接加酸進行中和， 運行成本將使企業(yè)難以承受。 因此，我們將浸酸廢水也引入水解酸化池來降低廢水的堿度和水溫。 在水解酸化池中利用微生物來分解有機污染物， 同時降低廢水的 PH值。3設計參數(shù)： HRT=24h容積負荷： 2.5kgCOD/m.d填料參數(shù)： 80、160、H=4.0m4.2 上流式厭氧濾池：酸化后的廢水與其它廢水 ( 拷麻廢水和漂白廢水等 ) 進入調(diào)節(jié)池充分混合，然后提升至上流式厭氧生物濾池， 濾池中安裝組合生物填料。污水的厭氧處理是利用厭氧菌的發(fā)酵作用， 去除廢水中的有機物同時將廢水中長鏈有機物轉化為小分子有機物， 使污水中溶解性

7、有機物顯著提高。3設計參數(shù)： HRT=24h容積負荷： 3.5kgCOD/m.d填料參數(shù)： 80、160、H=4.0m4.3 接觸氧化池：污水經(jīng)厭氧后的進入接觸氧化池， 采用鼓風機提供氧氣， 利用微孔曝氣器來均勻布氣， 使微生物能利用污水中的有機物作為底料， 進行正常的新陳代謝， 從而降低污水中有機污染物的濃度。 該工藝設計選擇的填料是一種比表面積較大的生物載體， 其表面粗糙，適合微生物附著生長，可以附著一定厚度的生物膜。 在溶解氧和營養(yǎng)物都充足的情況下，微生物的繁殖非常迅速，生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用， 為微生物所利用。 從而達到去除污染物得目的。設計參數(shù)： HRT=

8、14h3容積負荷： 2.5kgBOD/m.d氣水比取 20:1風機參數(shù)： JRD-150 型 P=37KW填料參數(shù)： 80、160、H=3.0m4.4 斜管沉淀池：接觸氧化池的出水加入絮凝劑 WD-1#和助凝劑 PHP后，充分反應后進入斜管沉淀池， 進行泥水分離。 沉淀下來的污泥至污泥濃縮池進一步處置，上清液進入氧化池。設計參數(shù)：表面負荷1.33 m 3/(m 2.h)藥劑投加量：絮凝劑WD-1#150200ppm，助凝劑 PHP1020ppm斜管得直徑為 50mm、傾角為 60o、高 866 mm4.5 氧化池：由于苧麻脫膠廢水中含有大量天然色素，經(jīng)過生化和物化處理后，色度的去除仍不理想，

9、因此在工藝設計中增加氧化池，即加入氧化劑氧化這些天然色素， 使大部分有色有機物能迅速分解， 使廢水經(jīng)處理后能穩(wěn)定達標排放。設計參數(shù)： HRT=1.0h5. 運行結果和存在問題該工程項目完成并已正常連續(xù)運行近2 年，運行結果見表4。表 4 處理后排放水質CODCr209mg/L色度20 倍SS29mg/LBOD522.3mg/LpH 值7.5從表 4 中可以看出，生化 - 物化組合工藝處理苧麻脫膠廢水是可行的。在設計、調(diào)試和運行中，我們認為應注意以下幾個問題：5.1 不要將煮鍋水單獨進行處理， 一定要引入浸酸廢水來降低煮鍋水的堿度和水溫。5.2 在進行水解酸化和厭氧生物濾池設計時，應注意均勻布水

10、， 避免死角和短路。5.3 由于苧麻脫膠廢水中含有大量天然色素，常規(guī)生化處理不易去除，在生化和物化處理之后加入適量氧化劑進行氧化，進一步降低色度。生活污水處理中COD監(jiān)測分析條件的控制1 關鍵性因素樣品的代表性由于生活污水處理中被監(jiān)測的水樣極不均勻，要想得到準確的COD監(jiān)測結果，關鍵是取樣要有代表性。要達到這一要求，需要注意以下幾點。1.1 充分振搖水樣對原水和處理后水的測定，取樣前應將樣瓶塞塞緊充分振搖，使得水樣中的粒、 塊狀懸浮物盡量分散開， 以便移取到較為均勻、有代表性的水樣。 對處理后已變得較清的出水和， 也要將水樣搖勻后再取樣測定。 對大量的生活污水水樣進行 COD測定時發(fā)現(xiàn)， 充分

11、振搖后水樣的測定結果不易出現(xiàn)較大偏差。說明取樣較有代表性。1.2 水樣搖勻后立即取樣由于污水中含有大量不均勻的懸浮物， 若搖勻后不快速取樣， 懸浮物會很快下沉。取樣的移液管吸口在樣瓶的上、中、下不同位置取得的水樣濃度， 特別是懸浮物的組成會大不一樣， 都不能代表該污水實際狀況，測得的結果也沒有代表性。搖勻后立即快速取樣，雖然由于振搖產(chǎn)生了氣泡 ( 在移取水樣的過程中部分氣泡會消散 ) ，取樣的體積會因殘余氣泡的存在而在絕對量上存在一點誤差， 但這點絕對量上的減少所引起的分析誤差與樣品代表性的不符所造成的誤差相比可以忽略不計。搖樣后放置不同時間的水樣與搖樣后立即快速取樣分析的測定對照實驗發(fā)現(xiàn)，前

12、者測出的結果與實際水質狀況有較大偏差。1.3 取樣量不能太少取樣量太少，污水特別是原水中某種導致高耗氧的顆粒因分布不均很可能移取不上， 這樣測出的 COD結果與實際污水的需氧量會相差很大。對同一樣品采用 2.00 、10.00 、20.00 、50.00mL 取樣量做同等條件測定實驗，發(fā)現(xiàn)取 2.00mL 原水或最終出水所測定的 COD結果與實際水質往往不符，統(tǒng)計數(shù)據(jù)的規(guī)律性也很差；取 10.00 、20.00mL水樣測定的結果規(guī)律性大有改善； 取 50.00mL 水樣測定的 COD結果規(guī)律性非常好。所以對于 COD濃度較大的原水不應一味采用減少取樣量的方法去滿足測定中重鉻酸鉀加入量及滴定液濃

13、度的要求，而應該在保證樣品有足夠的取樣量、 有充分代表性的前提下去調(diào)整重鉻酸鉀的加入量及滴定液的濃度來滿足樣品特殊水質的要求，這樣測定的數(shù)據(jù)才準確。1.4 改造移液管，修正刻度線由于水樣中懸浮物粒徑一般都大于移液管的出口管口徑，因而用標準移液管移取生活污水樣時，水樣中的懸浮物總是很難取上。這樣測定的只是部分去除懸浮物的污水 COD值。另一方面，即使移取到一部分細小的懸浮物，由于移液管吸口太小， 取滿刻度需要的時間較長、污水中已搖均勻的懸浮物逐漸下沉， 移取出的也是極不均勻、 并不代表實際水質狀況的水樣， 這樣測出的結果勢必誤差很大。 因此用細吸口的移液管吸取生活污水樣品測定 COD無法測出正確

14、的結果。 所以移取生活污水水樣特別是有著大量懸浮大顆粒的水樣時， 一定要將移液管稍加改造，將細孔的口徑加大，使懸浮物可以快速吸入，再將刻度線進行校正，使測定更加方便。2 調(diào)整重鉻酸鉀標準溶液的濃度或加入量在標準 COD分析方法中，重鉻酸鉀的濃度一般為 0.25mol/L ，在樣品測定時的加入量為 10.00mL，污水取樣量為 20.00mL。當污水的COD濃度較高時，一般采用少取樣品或稀釋樣品的方法來滿足以上條件對實驗的限制。 但對于生活污水特別是原水來說， 無論是少取樣還是稀釋水樣都不能保證所取樣品有足夠的代表性， 這時應該適當調(diào)整重鉻酸鉀標準溶液的濃度或加入量， 以提供充分的氧化劑。 對于

15、上述出水和來說，即使將取樣量提高到 50.00mL，加入 10.00mL 濃度為 0.25mol/L 的重鉻酸鉀標準溶液時， 對二者較低的 COD水質來說仍顯過大。此時應適當調(diào)低重鉻酸鉀標準溶液的濃度或加入量， 以使反應后樣液中剩余的重鉻酸鉀適量。 實驗發(fā)現(xiàn)，當重鉻酸鉀濃度降低到0.025mol/L 時，分析的滴定終點不易觀察，色變不顯著，所以對 COD 較小的出水和，建議用濃度為 0.05 mol/L 的重鉻酸鉀標準溶液；對于高濃度的原水用濃度為 0.5mol/L 的重鉻酸鉀標準溶液，適當?shù)卣{(diào)整加入量使最后樣品的滴定體積與滴定空白的體積有顯著的差減量。3 調(diào)整滴定液硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度硫

16、酸亞鐵銨濃度計算公式如下：C(NH4) 2Fe(SO4) 2=0.250 ×10.00/V(NH 4) 2Fe(SO4) 2當硫酸亞鐵銨濃度為0.1mol/L 時，10.00mL、0.25mol/L 的重鉻酸鉀一點都不被消耗，需滴定硫酸亞鐵銨的體積為25.00mL；當重鉻酸鉀被樣品中的還原性物質消耗一半時，最后硫酸亞鐵銨的滴定體積為 12.50mL。從減少分析滴定誤差的角度來看，應使滴定體積在2050mL為佳。因此建議將硫酸亞鐵銨濃度調(diào)整為稍大于0.05mol/L( 若小于 0.05mol/L ，空白消耗硫酸亞鐵銨的體積將大于滴定管的容積50.00mL，起始點和終點就要讀數(shù)兩次，將加

17、大分析誤差) 。一般以0.055mol/L 為宜。這樣使滴定空白的體積控制在45mL左右，使樣品的消耗體積與滴定體積較為適當。COD的計算公式：CODCr=(V0-V 1) ×C×8×1000/V式中C硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度，mol/LV水樣體積， mLV0滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量，mLV1滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量，mL8氧 (1/2) 摩爾質量， g/mol(C×8×1 000)/V相當于硫酸亞鐵銨對O2 的滴定度 TO2/(NH4)2Fe(SO4)2 ，即T=C×8×1000/V當 V=20mL，C=0.1mol/L 時， T=(0.1 ×8×1000)/20=40mg