A/O工艺预处理牛仔布废水

Posted 2023-01-12 预处理

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枣庄天工织造有限公司专门生产高档牛仔布，生产废水中的污染物主要是棉纺织纤维上的盐类、油类和脂类以及在加工过程中投加的浆料、硫化黑染料、表面活性剂、烧碱等，使得废水水质波动大、成分复杂，而且废水的Ｂ/Ｃ值较低，给运行调试带来很大困难。

1 水量及水质

设计水量为50m3/h，调试初期的水质情况详见表1。

2 工艺流程及构筑物

2.1 工艺流程

预处理A/O工艺的预处理段采用了预曝气+FeSO4+高效脱色剂+沉淀工艺，生化处理段采用了UASB+生物接触氧化工艺。

2.2 构筑物

① 预曝气调节池1座，矩形钢筋混凝土结构，池内设散流曝气器，气水比为3.5∶1，HRT=8h，有效容积为400m3。

② 初沉池1座，矩形钢筋混凝土结构，HRT=2.8h，有效容积为140m3。

③ 生物接触氧化池1座，矩形钢筋混凝土结构，共18格。单池有效容积为24m3，池内采用了散流曝气器和组合填料，设计容积负荷为1.0kgBOD5/(m3·d)，溶解氧为2～4mg/L，气水比为18∶1。

④ 二沉池1座，矩形钢筋混凝土结构，设计表面负荷为2m3/(m2·h)，HRT=1.8h，有效容积为90m3。

⑤ UASB厌氧反应器1座，钢制结构，设计负荷为5kgCOD/(m3·d)，HRT=24h，运行温度为(35±1)℃，有效容积为1200m3。

⑥ 高效絮凝器1座，型号为HCV-1000(Ⅱ)。

⑦ 机械格栅1台，型号为GSXG-300。

⑧ 自动板框压滤机1台，型号为XMZ80/1000。

3 污泥的培养及驯化

3.1 好氧污泥的培养及驯化

为缩短系统调试周期，采用好氧生物膜的培养和驯化与厌氧污泥的同时进行，各单元均设置了超越管以利于调试。调试期间好氧污泥先后接种了两次，第一次接种的是某酒厂的酒糟废水生化处理系统的好氧污泥，由于当时厂里排放的全是硫化黑废水，使进水的硫化物浓度过高，故好氧污泥的培养十分困难，后来对预处理系统做了较大调整，而且有针对性地提高了FeSO4及脱色剂的投量，使好氧污泥得以继续培养。

第二次接种的是某棉纺织厂印染废水生化系统的脱水污泥，接种量为好氧池容积的20%，加清水稀释闷曝2d后，开始分批加入经过预处理的牛仔布废水，进水量为设计总量的30%，控制曝气量为设计正常运行时的40%。由于牛仔布废水的有毒物质含量较高(特别是硫化物和染料助剂)，故在培养期间加大了预处理系统的加药量，使其出水硫化物<80mg/L，COD<1200mg/L;好氧池进水闷曝12h并静沉1.5～2h后排出上清液以再次进水。由于印染废水的可生化性差，废水中的营养物不足以维持好氧微生物的增长繁殖，因此在进水的同时，向好氧池中投加一定量的生物催化剂(针对印染废水而配制的营养物质)，以增加水中的碳源，提高微生物的活性。

间歇进水曝气3d后污泥开始增长。随着污泥浓度的增长，逐渐加大进水量(分别为设计水量的40%、50%、60%、80%、100%)，曝气量也相应加大。从开始调试到满负荷运行共用了28d，当容积负荷提高到0.7kgCOD/(m3d)时曝气时间延长到24h。第30天时观察填料上挂有呈黑褐色的生物膜(厚约2mm)。取曝气池内混合水样通过镜检观察微生物数量较多，活动较强。

在培养与驯化后期，由于牛仔布品种的差异造成了废水水质的巨大差别，给好氧污泥的培养带来了许多困难。原水COD由1600～2700mg/L变化，致使有机负荷忽高忽低而不利于系统的正常运行，此时采取了以下措施:一是改变好氧池生物催化剂的投量，二是加大了二沉池的回流量并适当减少进水量。

从调试初期的进、出水水质可以看出，尽管进水量较少，但由于好氧污泥尚未培养成熟，生物膜尚未挂好及进水中硫化物浓度较高，致使出水COD超标。

3.2 厌氧污泥的培养及驯化

厌氧污泥的接种方式与好氧的相同，且也是采用了间歇进水的运行方式，同时为降低进水的冲击负荷，采用了内循环的培养及驯化方式。

在厌氧污泥接种时选取了高浓度酒糟废水处理系统的厌氧污泥(12kgVSS/m3)，以此来加快初期启动的速度。接种量为厌氧反应器容积的40%。开始启动时使废水与清水混合，将厌氧反应器的负荷控制在0.5～1.0kgCOD/(m3d)。为了满足上升流速和防止絮状污泥与细小分散的污泥由厌氧反应器洗出，每天集中进水6h;同时开启厌氧回流阀以减小对系统的冲击，这样大约一周后观察到有大量气泡出现，当厌氧反应器的负荷上升至2kgCOD/(m3d)时，观察污泥趋于成熟，于是逐渐加大进水量。这样，厌氧反应器的负荷从开始的0.5kgCOD/(m3d)提高到4kgCOD/(m3d)仅用了55d。

在厌氧污泥的培养及驯化中，厌氧污泥明显受进水有机物浓度、硫化物以及pH值的影响，尤其是当pH>9时厌氧系统的出水水质很快变差，气泡也很快减少;当pH=11～12时则已观察不到气泡。所以，厌氧污泥的培养及驯化时的pH值最好控制在6.5～8.0。

4 系统联动运行调试

4.1 预处理系统运行调试

调试初期主要是靠调整加药量来调节废水水质，以利于后续生物处理段的稳定运行。实际运行表明，FeSO4、脱色剂、PAM投量分别为80～120、15～20、0.2～0.4mg/L时处理效果最佳。在预处理系统中，尤其在污泥的培养和驯化初期，还要根据废水的水质及时调整加药量，否则会影响生化系统后续处理的效果，使出水水质恶化。

4.2 生化处理系统的运行控制

① 使进入生化处理系统废水的B/C>0.35。

② 控制好氧池混合液的DO为2.0～4.0mg/L，尤其是控制好氧池末端出水的DO为2.0mg/L。

③ 控制进入厌氧系统时的混合液水温为25～30℃，进入好氧系统时则为25～28℃，满足微生物生长对温度的要求。

④ 在调试时，控制厌氧反应器的进水pH值为6.8～8.0，这样经过预处理及厌氧处理后，好氧系统混合液的pH值为6.5～7.5，从而有利于好氧微生物的生长繁殖。

⑤ 牛仔布废水中的有害有毒物质主要为靛蓝、硫化黑以及一些重金属元素。当硫化黑的浓度过高时，会严重影响微生物的生长，所以在培养初期投加FeSO4使其去除外，还要稀释进水以减小有毒物质对微生物的不利影响。生化系统调试后期的出水水质见表2。

5 经济分析

工程设计的主要技术经济指标见表3。

6 结语

① 废水中的硫化物浓度过高不利于生化处理系统的稳定运行，故必须在预处理系统降低硫化物的浓度，以FeSO4为除硫药剂，达到了较好的去除效果。

② 预处理系统对废水进行预曝气有利于提高废水的可生化性，混凝加药系统可进一步降低污染物浓度(COD去除率约为35%，色度可去除80%)。

③ 厌氧微生物及好氧生物膜的培养和驯化是牛仔布废水处理工程调试的关键。调试过程中先后采用了酒糟废水处理系统及棉纺织印染行业脱水后的活性污泥来接种、培养和驯化。实践证明，采用同类型企业的污泥进行培养和驯化可以大大缩短培养和驯化周期。

④ 枣庄天工织造有限公司的牛仔布废水处理系统经过约150d的调试运行后，出水水质达到了国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—1992)中的一级标准。