水解酸化_生物接觸氧化工藝的探討

1、第24卷第19期2008年10月甘肅科技Gansu Science and Technol ogyV ol.24N o.19O ct.2008水解酸化生物接觸氧化工藝的探討趙騫(蘭州理工大學(xué),甘肅蘭州730050摘要:對(duì)水解酸化_生物接觸氧化工藝的特點(diǎn)和研究進(jìn)程及應(yīng)用前景作了概述,分析了印染生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特征和主要污染成分,接觸氧化調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵影響因素,探討了水解酸化生物接觸氧化處理工藝在印染廢水處理中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:水解酸化;生物接觸氧化;印染廢水中圖分類號(hào):T Q610.9采用以生物接觸氧化為主體的處理系統(tǒng),已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于城市居民小區(qū)生活污水處理,且多已形成系列化,使用于不同的水

2、量和具體場(chǎng)合;另外,在我國(guó)紡織行業(yè)比較集中的城市和地區(qū),比較普遍的采用生物接觸氧化技術(shù)處理印染和紡織廢水,大多運(yùn)行穩(wěn)定,處理效果良好;我國(guó)還有一些單位對(duì)處理難度較大的石油化工廢水,用生物接觸氧化技術(shù)進(jìn)行處理,也取得了良好的效果;其他方面還大量的應(yīng)用于含酚廢水、啤酒廢水、乳品加工廢水及水產(chǎn)屠宰均取得了良好的效果。綜合各方面的運(yùn)行資料,得出水解酸化接觸氧化工藝具有出水水質(zhì)穩(wěn)定,能承受一定的沖擊負(fù)荷,剩余污泥量較少的優(yōu)點(diǎn)。水解酸化接觸氧化處理工藝具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?工藝介紹采用水解酸化生物接觸氧化工藝,目的是通過(guò)廢水的水解酸化反應(yīng),把廢水中難降解的高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較小的分子,從而改善廢水的可生化性

3、,為接觸氧化創(chuàng)造條件。1.1水解酸化水解酸化是把難降解的高分子物質(zhì)通過(guò)水解酸化中產(chǎn)酸細(xì)菌,分解成低分子、溶解性、可生化性強(qiáng)的物質(zhì),好氧菌作進(jìn)一步分解創(chuàng)造有利條件。水解酸化中經(jīng)馴化后的產(chǎn)酸細(xì)菌將成為降解污水高分子有機(jī)物的主要細(xì)菌微生物,其代謝產(chǎn)物為有機(jī)酸。水解酸化池內(nèi)設(shè)生物填料和攪拌裝置,池中掛填料,使污泥附著在填料上形成膜,從而增大污水與污泥的接觸面積,達(dá)到增加泥水接觸時(shí)間的目的。1.2接觸氧化生物接觸氧化是一種介于活性污泥法與生膜法之間的生物處理工藝。兼有活性污泥法與生物膜法優(yōu)點(diǎn),其機(jī)理是在曝氣反應(yīng)池內(nèi)設(shè)置填料,池內(nèi)既有活性污泥又有生物膜,形成密集的生物群體,增加了廢水與生物接觸的面積,連續(xù)

4、曝氣和生物膜的及時(shí)更新,增強(qiáng)了生物的活性。生物接觸氧化池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧,并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài),以保證污水同浸沒(méi)在污水中的填料充分接觸,避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后,近填料壁的微生物由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝,產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落,脫落的生物膜將隨出水流出池外,廢水中污染物在此過(guò)程中被微生物分解消耗,從而使廢水得到凈化處理。生物接觸氧化池可采用高、低不同的有機(jī)負(fù)荷,以產(chǎn)生不同的生物相,優(yōu)化出水并減少剩余污泥量,池內(nèi)設(shè)特殊設(shè)計(jì)的不同類型的生物填料和高效水下曝氣裝置。掛膜填料掛膜是首要環(huán)節(jié)。掛膜好,微生物生長(zhǎng)繁殖快,新陳

5、代謝良性循環(huán),水處理就會(huì)有好的效果。掛膜要選好的菌種,一般采用接種方法,可引進(jìn)同類型水質(zhì)處理的菌種。這種方法周期短,適應(yīng)性強(qiáng),成本低。充水與接種處理印染廢水微生物的培養(yǎng)、馴化,營(yíng)養(yǎng)基料的投加十分重要。據(jù)生物環(huán)境適應(yīng)原理,適應(yīng)于印染廢水環(huán)境中生長(zhǎng)的微生物來(lái)源于相似類型處理工藝的污泥或是在印染廢水中自然形成的溝泥中,一般可投放新鮮脫水污泥量為池容積的1%。調(diào)節(jié)池進(jìn)水一定要控制進(jìn)水溫度<35,避免毒物大量進(jìn)入,出水一定要控制pH值在6-9,否則易使生化系統(tǒng)受到破壞,為保證調(diào)節(jié)池發(fā)揮最大效用,適當(dāng)調(diào)高水位,攪拌機(jī)經(jīng)常開(kāi)啟,進(jìn)水懸浮物及時(shí)清理,防止?jié)撍當(dāng)嚢杵骱吞嵘玫亩氯约敖档吞幚硇Ч吞幚砟芰?/p>

6、。水解酸化池要防止生物量堵塞填料間隙。一旦發(fā)生堵塞可進(jìn)行反沖洗對(duì)生物膜強(qiáng)行剝離。生物膜生物膜內(nèi)層為厭氧膜,表面為好氧膜。當(dāng)生物膜長(zhǎng)到一定厚度時(shí),生物膜內(nèi)層不能支撐其表面的生物群體時(shí),生物膜就瓦解,同時(shí)在填料上又形成新的生物膜,新陳代謝處于良性循環(huán)。生物膜厚度決定于水中有機(jī)物濃度和風(fēng)量。生物膜的厚度隨負(fù)荷的增高而增大,負(fù)荷過(guò)高則生物膜過(guò)厚,引起填料堵塞并可能形成短路,影響出水水質(zhì)。風(fēng)量大,也可限制生物膜的厚度,提高生物膜的活性。一般厚度控制在300400m左右,因此控制有機(jī)物的濃度和調(diào)節(jié)風(fēng)量很重要。防止生物膜過(guò)厚的方法還有瞬時(shí)加大曝氣量、加大進(jìn)水量或采用悶曝的辦法使生物膜在厭氧條件下發(fā)酵,產(chǎn)生氣

7、體促其脫膜。溶解氧一般單位在設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,進(jìn)水量和進(jìn)水濃度是一個(gè)變量,因此池中溶解氧就會(huì)出現(xiàn)或高或低的現(xiàn)象。溶解氧過(guò)低,會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)發(fā)育,降低氧化分解能力,抑制絲狀菌的繁殖;溶解氧過(guò)高,造成絲狀菌大量繁殖,脫膜困難。當(dāng)采用二級(jí)接觸氧化時(shí),一級(jí)溶解氧控制在12mg/L,二級(jí)為34mg/L。生物相鏡檢生物膜上的動(dòng)物型生物相有原生動(dòng)物(纖毛蟲類為主和后生動(dòng)物(以輪蟲類為主。觀察生物相的目的是通過(guò)掌握生物相的變化和廢水處理的相應(yīng)關(guān)系,找出規(guī)律來(lái)指導(dǎo)水處理,特別是通過(guò)指示生物的種類、數(shù)量、形態(tài)等特征來(lái)判斷水質(zhì)處理的效果。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的控制一般營(yíng)養(yǎng)控制在BODNH3-NP=1003 -51的范圍內(nèi),菌

8、種馴化效果好,承受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化也就大。因此,微生物的營(yíng)養(yǎng)一方面要調(diào)節(jié),另一方面要不斷的加以馴化,適應(yīng)較為不利的環(huán)境。廢水降溫印染廢水的水溫大多比較高,如針織布的漂染針織線的漿染廢水水溫為4045,毛絨,毛線的漂染廢水水溫為4050,梭織布的退煮廢水水溫為4050等。當(dāng)水溫過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致廢水生化處理系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行,直接影響污水達(dá)標(biāo)排放。因此必須考慮對(duì)高溫廢水進(jìn)行降溫處理,以便達(dá)到生化處理的水溫要求,保證整個(gè)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一般將水溫控制在40以下,不但利于生物的生長(zhǎng),還能提高處理效果。填料填料是一種比表面積較大的微生物載體,其特性對(duì)接觸氧化池中生物固體量、氧的利用率、水流條件和廢水與生物

9、接觸等起重要作用,是影響生物接觸氧化法處理效果的重要因素,填料選擇是否合理決定了整個(gè)生化系統(tǒng)的成敗。選擇填料時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素:是否質(zhì)輕;抗老化能力,生物和化學(xué)穩(wěn)定性;掛膜,脫膜情況,微生物掛膜后的容積負(fù)荷,比表面積的大小;抗沖擊性;是否經(jīng)濟(jì)(綜合經(jīng)濟(jì);運(yùn)輸,安裝是否簡(jiǎn)便。2水解酸化生物接觸氧化處理工藝在印染廢水處理中的應(yīng)用2.1印染廢水的特點(diǎn)水質(zhì)水量變化較大、成分復(fù)雜、處理難度大,含有大量的堿類,pH值高;含有大量殘余染料和助劑,色度大;有機(jī)物含量高,耗氧量大,且含有微量的有毒物質(zhì)。近年來(lái)由于P VA(聚乙烯醇和C MC (羧甲基纖維素等漿料的廣泛應(yīng)用,廢水的可生化性大幅度下降,增加了處理

10、難度。2.2印染廢水的主要成分PVA與淀粉是經(jīng)紗上漿所用漿料,可以防止紗線起毛,減少斷頭便于織造;還可作為染料的傳遞介質(zhì),但是當(dāng)染料經(jīng)氣蒸固著后,又必須把漿料全部除去;另外,織物整理時(shí)還可作為硬挺劑。PVA 與淀粉在退漿工序時(shí)將全部進(jìn)入廢水。Na2S O4、NaC l、NaOH、Na2CO3和AB S是活性染料和直接染料常用助劑,增加的目的是使染料更均勻的滲透到織物中,并使染料和纖維更好的結(jié)合、染色后全部排入廢水。葡萄糖、碳酸銨和KH2PO4:提供碳源和N、P 等,為微生物的生長(zhǎng)供應(yīng)必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。96第19期趙騫:水解酸化生物接觸氧化工藝的探討表1進(jìn)水水質(zhì)與執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目(CODcr/(mgL

11、-1(BOD5/(mgL-1pH值(SS/(mgL-1色度/倍進(jìn)水水質(zhì)450900100220711250370450650執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)100256970402.3水解酸化-接觸氧化處理印染廢水的機(jī)理印染廢水可生化處理性差的原因主要是慢速生物降解有機(jī)物和難生物降解有機(jī)物所占的比例較高。一般好氧生物處理對(duì)色度和難降解有機(jī)物的去除率不高,主要是因?yàn)槟承┤玖稀⒅虚g產(chǎn)物和添加劑在單純的好氧條件下分子結(jié)構(gòu)很難破壞,生物降解半衰期很長(zhǎng)。水解酸化對(duì)COD、色度的去除效果并不明顯,其作用主要是改善廢水的可生化性,提高B/C比;生物接觸氧化對(duì)COD、色度的去除起主要作用,這是因?yàn)榭缮蕴岣吆蟮膹U水中的有機(jī)污染物在

12、好氧池中可以較快地被好氧和兼性微生物利用為營(yíng)養(yǎng)物,使其轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物而被去除。3結(jié)論印染廢水具有有機(jī)物濃度高、色度大、成分復(fù)雜、可生化性差的特點(diǎn),水解酸化接觸氧化工藝處理印染廢水可有效改善廢水的可生化性,對(duì)有機(jī)物、色度去除效果好,具有投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、脫色明顯、生物降解率高等特點(diǎn),是一種廉價(jià)、高效的印染廢水處理方法,處理后的水質(zhì)其色度、CODcr、硫化物、懸浮物都能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(G B8978 -96一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求,適合在印染廢水處理工程中應(yīng)用。參考文獻(xiàn):1金建華等.水解酸化-接觸氧化工藝處理印染廢水技術(shù)探討.中國(guó)水運(yùn),2006,4(11:52253.2李紅蓮.水解酸化-生物接觸氧化-氣浮工藝處理印染廢水.工業(yè)用水與廢水,2006,37(6:85287.3孟憲鋒.水解酸化-生物接觸氧化法處理印染廢水.中國(guó)科技信息,2007,(15:25226.社,2000.5邵云海,蔣克彬.水解與接觸氧化工藝處理印染廢水.中國(guó)給水排水,2001,17(8:53255