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印染廢水的生物處理法

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20世紀70年代以來, 國內對印染廢水以生物處理為主,占80%以上,尤以好氧生物處理法占絕大多數。從現有情況看, 我國印染廢水生物處理法中以表面加速曝氣和接觸氧化法占多數。此外, 鼓風曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉盤等也有應用, 生物流化床尚處于試驗性應用階段。但由于生物對色度去除率不高,一般在50%左右, 所以當出水色度要求較高時, 需輔以物理或化學處理。為國內印染廢水生物處理工藝運用情況。好氧生物處理對BOD去除效果明顯, 一般可達80%左右, 但色度和COD去除率不高, 尤其PVA等化學漿料、表面活性劑、溶劑及坯布堿減量技術的廣泛應用, 不但使印染廢水的COD達到2000~3000mg/ L, 而且BOD/ COD也由原來的
0.4~0.5下降到0.2以下,單純的好氧生物處理難度越來越大, 出水難以達標。此外,好氧法的高運行費用及剩余污泥處理或處置問題歷來是廢水處理領域沒有解決好的一個難題。據資料報道,國外一般污泥處理或處置費用占整個污水廠處理費用的50%~70%, 在國內也占40%左右。由于上述原因,印染廢水的厭氧生物處理技術開始受到人們的重視, 探求高效、低耗、投資省的印染廢水處理新技術已日顯重要。厭氧的主要處理構筑物是厭氧罐,FukunagaN.等人對傳統消化罐做了改造,在罐內裝填固定微生物, 主要是專性產堿桿菌屬。染料中的偶氮基團、三苯甲烷基團以及單氮基團聚合物都能通過厭氧分解,通常在中溫(37℃)條件下進行, 水力停留時間(HRT)為6h, 主要含甲基紅染料的污水顏色能完全去除。有研究表明厭氧處理絲綢印染廢水,在HRT為110~111d, COD去除率74%~82%, 脫色率分別為:黑色51%、紫紅色94%、玫瑰紅96%、茄紫30%、大紅55%。用升流式厭氧污泥層法(UASB)和管道厭氧消化器直接處理高濃度染料廢水的中長期運行結果表明, 廢水中的色度和COD去除率分別穩定在80%和90%以上。為了探求高效、低耗、低投資的印染廢水處理新技術,近年來在厭氧法與好氧法的結合方面進行了大量的試驗研究, 獲得了很大的成功。此時與好氧法結合的厭氧處理已不是傳統的厭氧消化, 它的水力停留時間(HRT)一般為3~5h, 只發生水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質,期望它們在厭氧段發生水解、酸化, 變成較小的分子, 從而改善廢水的可生化性,為好氧處理創造條件。采用這一流程, 較好地解決了PVA、染料的處理問題。這一流程的另一大特點是好氧段所產生的剩余污泥全部回流到厭氧段,厭氧段有較長的固體停留時間(SRT), 有利于污泥厭氧消化, 從而顯著降低了整個系統的剩余活性污泥量。因此,厭氧—好氧系統中的厭氧段具有雙重的作用:一是對廢水進行預處理, 改善其可生化性能, 吸附、降解一部分有機物;二是對系統的剩余污泥進行消化。采用這一流程, 目前主要開發了兩種工藝:厭氧—好氧—生物炭接觸工藝; 厭氧—好氧生物轉盤工藝, 兩種工藝在設備和工藝上各有特點。
(1)厭氧—好氧—生物炭接觸氧化工藝。主要設計參數如下。調程在上述運轉參數下,對于CODCr為800~1000mg/ L的印染廢水, 處理效果完全可以達到國家排放標準, 再進一步處理還可回用, 系統的污泥趨于自身平衡。目前已有多家生產廠采用該流程, 運轉時間最長的達5年以上, 處理效果穩定,而且從未外排污泥, 也沒發現厭氧池內污泥過度增長。
(2)厭氧—好氧生物轉盤。將厭氧生物轉盤與好氧生物轉盤串聯起來用于印染廢水處理, 也取得了較好的效果。該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置,整個系統的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉盤:一是為了提高生物量, 因而也縮短總的水力停留時間;二是為了將多余的活性污泥消化在系統內部。該工藝流程也是兼備固著生長和懸浮生長的特點。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。還可通過向轉盤投加絮凝劑進一步提高COD去除率和脫色率。適當投加微量絮凝劑, 測得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。進一步提高厭氧池中的懸浮污泥濃度也可以提高脫色率和COD去除率。但該工藝中轉盤的金屬構件有腐蝕現象,需進一步研究解決。

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