某化工廠在生產(chǎn)過程中排放的含季銨鹽廢水COD高達(dá)25000 mg/L，為難處理的高濃度特種有機(jī)廢水。本試驗(yàn)研究了厭氧→好氧→絮凝組合工藝處理含季銨鹽廢水的可行性和處理效果，使該廢水達(dá)到COD＜100mg/L的排放要求。
1 材料與方法
1.1 廢水水質(zhì)
試驗(yàn)用廢水采用某化工廠排出的綜合廢水，該廢水含有季銨鹽、異丙醇等有機(jī)物，日排放量約為20 m3，COD為18 000～25 000 mg/L，BOD5為7 020～9 750 mg/L，BOD5/COD為0.39左右，屬于可生化真溶液廢水。由于該廢水有機(jī)物濃度高，將其適當(dāng)稀釋后作為試驗(yàn)用水，其水質(zhì)見表1。
表1 試驗(yàn)用廢水水
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COD(mg/L)
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BOD5(mg/L)
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BOD5/COD
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pH
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1000～3500
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390～1365
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0.39
|
8～8.5
|
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1.2 試驗(yàn)方案與工藝流程
針對(duì)該廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，采用厭氧→好氧串聯(lián)工藝進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)。該工藝?yán)糜袡C(jī)物厭氧水解酸化，將廢水中某些大分子難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為較易降解的小分子有機(jī)物，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)好氧生化處理創(chuàng)造有利條件。水解酸化工藝已成功地應(yīng)用于含難降解有機(jī)物廢水的處理。
1.3 試驗(yàn)裝置
厭氧生物反應(yīng)器：內(nèi)徑為14.5cm，高為2m，有效容積為30L，反應(yīng)器內(nèi)懸掛半軟性填料；好氧生物接觸氧化反應(yīng)器：內(nèi)徑為11cm，高為2.3m，有效容積為20L，反應(yīng)器內(nèi)懸掛軟性填料。
1.4 接種污泥
生物菌種為優(yōu)勢(shì)菌加魚塘底泥(兼氧性污泥)，經(jīng)一周馴化掛膜后，逐步加入設(shè)定濃度的含季銨鹽廢水和N、P營(yíng)養(yǎng)物，進(jìn)行動(dòng)態(tài)生化試驗(yàn)。
1.5 分析項(xiàng)目
COD、BOD5、pH、濁度均采用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定。
2 結(jié)果與討論
2.1 厭氧水解酸化
馴化掛膜穩(wěn)定后，在所設(shè)定的工況條件下開始試驗(yàn)運(yùn)行，定期取樣分析。處理結(jié)果見表2。
表2水解酸化處理結(jié)果
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水樣
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停留時(shí)間
(h)
|
COD
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BOD5
|
BOD5/COD
|
pH
|
|
進(jìn)水
(mg/L)
|
出水
(mg/L)
|
去除率
(%)
|
進(jìn)水
(mg/L)
|
出水
(mg/L)
|
去除率
(%)
|
進(jìn)水
|
出水
|
進(jìn)水
|
出水
|
|
1
2
3
4
5
|
30
30
30
30
30
|
1013
1498
2008
2521
3061
|
496
719
942
1165
1393
|
51
52
53
54
55
|
405
584
783
983
1163
|
258
360
472
594
697
|
36
38
40
40
40
|
0.4
0.39
0.39
0.39
0.38
|
0.52
0.5
0.5
0.51
0.5
|
8.2
8.1
8.2
8
8.3
|
7.2
7
7.1
7.1
7.2
|
|
注 廢水流量為1 L/h，下同。
2.2 好氧生物接觸氧化處理
好氧接觸氧化法具有耐沖擊負(fù)荷，無污泥膨脹和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。采用一級(jí)好氧生物接觸氧化處理，出水中的COD仍然達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，后又增加了一級(jí)好氧生物接觸氧化處理(有效容積20 L)。試驗(yàn)結(jié)果見表3和表4。
表3 一級(jí)好氧處理結(jié)果
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水樣
|
停留時(shí)間
(h)
|
COD
|
BOD5
|
BOD5/COD
|
pH
|
|
進(jìn)水
(mg/L)
|
出水
(mg/L)
|
去除率
(%)
|
進(jìn)水
(mg/L)
|
出水
(mg/L)
|
去除率
(%)
|
進(jìn)水
|
出水
|
進(jìn)水
|
出水
|
|
1
2
3
4
5
|
20
20
20
20
20
|
496
719
942
1165
1393
|
144
194
245
303
348
|
71
73
74
74
75
|
258
360
472
594
697
|
62
83
104
131
160
|
76
77
78
78
77
|
0.52
0.5
0.5
0.51
0.5
|
0.39
0.38
0.39
0.39
0.38
|
7.2
7
7.1
7.1
7.2
|
7.1
6.8
7
6.9
7
|
|
注 進(jìn)水為厭氧生物反應(yīng)器出水。
表4 二級(jí)好氧處理結(jié)果
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水樣
|
停留時(shí)間
(h)
|
COD
|
BOD5
|
BOD5/COD
|
pH
|
|
進(jìn)水
(mg/L)
|
出水
(mg/L)
|
去除率
(%)
|
進(jìn)水
(mg/L)
|
出水
(mg/L)
|
去除率
(%)
|
進(jìn)水
|
出水
|
進(jìn)水
|
出水
|
|
1
2
3
4
5
|
20
20
20
20
20
|
144
194
245
303
348
|
59
83
103
124
146
|
59
57
58
59
58
|
62
83
104
131
160
|
15
22
26
30
35
|
76
77
75
77
78
|
0.39
0.38
0.39
0.39
0.38
|
0.25
0.26
0.25
0.24
0.24
|
7.1
6.8
7
6.9
7
|
7
6.7
6.9
6.8
6.9
|
|
注 進(jìn)水為一級(jí)好氧處理出水。
由表3可知，含季銨鹽廢水經(jīng)一級(jí)好氧生物接觸氧化處理后，BOD5/COD比值從0.5左右下降到0.38左右，但廢水還具有可生化性，故應(yīng)增加二級(jí)好氧生物接觸氧化反應(yīng)器。表4可知，經(jīng)二級(jí)處理，出水COD＜150 mg/L，BOD5/COD比值在0.25左右，說明在此濃度廢水中可生化降解物質(zhì)已很少。
2.3 絮凝處理
含季銨鹽廢水中COD為2 000～3 000 mg/L，經(jīng)過厭氧→兩級(jí)好氧生物接觸氧化處理后，出水COD＞100 mg/L，且略有余濁，故進(jìn)行絮凝后處理。分別采用硫酸鋁、聚合鋁(PAC)和氯化鎂為絮凝劑，石灰為助凝劑，試驗(yàn)結(jié)果見表5。
表5 生化法出水的絮凝后處理
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項(xiàng)目
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進(jìn)水
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硫酸鋁
|
PAC
|
氯化鎂
|
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投加量(mg/L)
COD(mg/L)
濁度(NTU)
|
146
20
|
50
102
5
|
50
95
3
|
50
98
4
|
|
注 進(jìn)水為厭氧→兩級(jí)好氧出水5＃樣(廢水中COD為3061 mg/L)。
由表5可知，經(jīng)絮凝沉淀后處理，出水COD＜100 mg/L，但從效果看聚合鋁(PAC)最好。因此，當(dāng)含季銨鹽廢水中COD＜3000 mg/L時(shí)，經(jīng)厭氧→兩級(jí)好氧→絮凝處理后，出水COD＜100 mg/L，水質(zhì)清澈透明，達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 含季銨鹽廢水處理工藝
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及分析，采用厭氧→兩級(jí)好氧→絮凝組合工藝可以有效地處理難降解的含季銨鹽廢水，使廢水中COD總?cè)コ蔬_(dá)96%以上，出水COD＜100 mg/L。含季銨鹽廢水處理工藝如圖1。
①經(jīng)厭氧水解酸化處理后，含季銨鹽廢水的BOD5/COD比值可提高到0.51左右，證實(shí)了水解酸化可提高該廢水的可生化性。
②當(dāng)含季銨鹽廢水進(jìn)水COD＜3 000 mg/L時(shí)，經(jīng)過厭氧→二級(jí)好氧處理后，COD總?cè)コ士蛇_(dá)95%，出水COD＜150 mg/L。
③當(dāng)絮凝劑(PAC)投加量為50 mg/L時(shí)，COD去除率可達(dá)30%以上，出水COD＜100 mg/L，濁度小且無色，達(dá)到廢水排放要求。
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