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印染廢水處理工藝設(shè)計(jì),一體化污水泵站

印染廢水處理工藝設(shè)計(jì),一體化污水泵站

2019-11-29 17:00:02 qkep 89

 

一.工程概述

印染廢水是加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品的印染廠排出的廢水。其特點(diǎn)是廢水水量較大,有機(jī)污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大。印染廢水作為一種工業(yè)廢水極難被處理,因?yàn)槠涑煞謴?fù)雜,包含染料、砂類物質(zhì)、纖維雜質(zhì)、酸堿、油劑、助劑、漿料、無機(jī)鹽等。

1.進(jìn)水水質(zhì)

某印染企業(yè)排放的印染廢水水質(zhì)如表1。

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2.出水水質(zhì)

污水經(jīng)處理后,該企業(yè)要求只有達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)才能排放。

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二.處理工藝的選擇

1.工藝分析

印染廢水污染程度高,水質(zhì)水量波動較大,成分復(fù)雜,直接進(jìn)入主體工藝處理,會對處理工藝造成沖擊,不能達(dá)到預(yù)期處理效果,需要對廢水進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)。進(jìn)水水質(zhì)COD500-600mg/L,氨氮為400mg/L,研究時(shí)擬采用生物法進(jìn)行處理,采用曝氣水解酸化池和厭氧反應(yīng)器對廢水進(jìn)行預(yù)處理,使廢水中的高分子有機(jī)物開環(huán)斷鏈為小分子并去除一部分COD,同時(shí)將有機(jī)氮在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為氨氮,在后續(xù)的好氧工藝中,通過添加特殊的填料,使池中同時(shí)存在好氧和兼氧兩種環(huán)境,對廢水進(jìn)行生物降解及同步硝化反硝化,達(dá)到去除COD和氨氮的目的。


 

2.主要污染物去除原理

a.氨氮的去除

在生物脫氮期間,首先在好氧條件下廢水中的氨氮會被硝化菌氧化為NOX-,之后在缺氧條件下,NOX-會被反硝化菌還原為N2。硝化菌具有明顯的好氧和自養(yǎng)特性,而反硝化菌具有明顯的缺氧和異養(yǎng)特性,兩者之間存在明顯差異,因此,通常兩者的脫氮過程需要在一個(gè)反應(yīng)器中順次進(jìn)行,或者直接在兩個(gè)反應(yīng)器中獨(dú)立進(jìn)行。

若混合液處于缺氧狀態(tài)或者進(jìn)入缺氧池,反硝化菌工作,硝化菌處于抑制狀態(tài);若混合污泥處于好氧狀態(tài)或者進(jìn)入好氧池,則情況完全相反。依據(jù)上述原理,若能夠采取一定措施將污泥中的兩類不同性質(zhì)的菌群放在同一反應(yīng)器中同時(shí)工作,形成同步硝化反硝化(SND),那么脫氮工藝不僅步驟簡化了,而且效能更高。

同時(shí),就SND工藝來說,反硝化產(chǎn)生的OH還能夠中和硝化產(chǎn)生的H+,避免出現(xiàn)硝化期間產(chǎn)酸引起pH值下降嚴(yán)重問題,減小了pH值的波動,提高了兩個(gè)生物反應(yīng)效率,尤其是對于高氨氮廢水脫氮來說,效果更加明顯。所以,合理的控制工藝參數(shù),如停留時(shí)間、溶解氧值、碳氮比、溫度及污泥濃度是SND成功實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

同時(shí),在微氧條件下,氮的去除途徑主要包括兩種:一是同步硝化反硝化;二是短程硝化反硝化。在常規(guī)的硝化反應(yīng)中,氮的硝化分為兩步,分別由不同微生物完成。其反應(yīng)為:

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由此可知,在生物脫氮中將NO2-氧化成NO3-,再將NO3-還原成NO2-的兩步毫無意義,可采取有效措施將其避免,可節(jié)約40%左右的有機(jī)碳源和25%左右的氧氣。

短程硝化和反硝化就是將硝化過程中將反應(yīng)控制在亞硝酸化階段,從而直接進(jìn)行反硝化,廢水中氨和微溶解氧對亞硝酸氧化菌有抑制作用,有利于氨氧化菌在微氧條件下成為優(yōu)勢菌種,從而有利于短程硝化與反硝化的進(jìn)行,但溶解氧并不是越低越好,應(yīng)對其進(jìn)行適當(dāng)控制,若溶解氧的質(zhì)量濃度過低,會影響氨氧化菌的活性。因此,實(shí)現(xiàn)短程硝化和反硝化的關(guān)鍵是如何能將硝化反應(yīng)控制在反硝化階段。

本廢水中含有尿素,有機(jī)氮含量較高,經(jīng)過微氧調(diào)節(jié)池和厭氧反應(yīng)器處理后,大部分有機(jī)氮會轉(zhuǎn)化成氨氮,在后續(xù)處理環(huán)節(jié)采用微氧同步硝化反硝化技術(shù)將廢水中的氨氮去除到排放標(biāo)準(zhǔn)以下。

考慮到廢水中的碳源相對較少,且在反硝化過程中消耗堿度,選擇在微氧反應(yīng)池中適當(dāng)補(bǔ)充NaHCO3NaOH,增加廢水的碳源和堿度,保證硝化反硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。

在好氧池中填加 FSB 琉璃球填料,該填料本身具有微孔結(jié)構(gòu),可以吸附較多的活性污泥,增加微生物濃度,同時(shí),因填料的特殊構(gòu)造,在曝氣條件下可以形成由內(nèi)及表的厭氧、兼氧和好氧的環(huán)境,為硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌提供了必要的生存條件,使得多種微生物(包括硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌在內(nèi))在同一反應(yīng)器內(nèi)保持良好的共生關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化作用在同一反應(yīng)器內(nèi)同步發(fā)生。

 

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b.COD 的去除

污水中 COD 的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用,然后將污泥與水進(jìn)行分離來完成的。

活性污泥中的微生物在有氧條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞,將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量,其最終產(chǎn)物是CO2H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝的過程中,溶解性有機(jī)物(如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物)直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用,而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面,然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。

由此可見,微生物的好氧代謝作用對污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用,并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì),因此,可以使處理后污水中的殘余 COD 濃度很低。

對于那些成分主要為生活污水或與生活污水相近的工業(yè)廢水,BOD5/COD比值往往接近0.5 甚至大于 0.5,污水的可生化性較好,出水 COD 值可以控制在較低的水平。但印染廢水中有機(jī)物濃度高,分子量較大,不易生化,對微生物造成很大的抑制作用。

通過微氧調(diào)節(jié)池進(jìn)行水解酸化可以起到解毒、破壞分子結(jié)構(gòu)與提高廢水可生化性的作用并且降解 30% COD。厭氧反應(yīng)器和一級好氧池,可以降解 60%以上的 COD 及部分氨氮,廢水從一級好氧池出來再進(jìn)入二級好氧池,在外加碳源和堿度的條件下進(jìn)行同步硝化反硝化,使出水 COD≤100mg/LNH 3 -N≤15 成為可能。

綜上所述,本研究方案擬采用格柵集水井+微氧調(diào)節(jié)池+厭氧反應(yīng)器+一級好氧池+二級好氧池的工藝,同時(shí),通過按照不同比例分別在微氧調(diào)節(jié)池和厭氧反應(yīng)器內(nèi)填充一定量的 FSB 琉璃球填料,增加池內(nèi)微生物濃度,提高處理效率,從而保證出水可以達(dá)標(biāo)排放。

 

3.工藝流程圖

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4.工藝流程說明

a.格柵集水井

用于收集各工段廢水,將廢水中的線頭、碎步等容易造成后續(xù)處理設(shè)施設(shè)備堵塞的雜物提前打撈,保證后續(xù)工藝能連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

b.微氧調(diào)節(jié)池

傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)水解酸化池只起到調(diào)節(jié)水量均衡水質(zhì)的作用,而對水中的有機(jī)物降解和分解作用較小,在調(diào)節(jié)池中放置一定比例的 FSB 生物填料,通過向廢水中適當(dāng)曝氣,使調(diào)節(jié)池形成水解酸化狀態(tài),分解大分子有機(jī)物為小分子有機(jī)物從而提高廢水的可生化性,在調(diào)節(jié)水質(zhì)均衡水量的同時(shí),為后續(xù)的主體構(gòu)筑物減輕負(fù)擔(dān),提高各種污染物的去除率,也可將部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮。

c.厭氧反應(yīng)器

印染廢水中含有很多高分子的有機(jī)物,在填加了 FSB琉璃球填料的厭氧反應(yīng)器中,廢水經(jīng)過厭氧反應(yīng)器時(shí),因?yàn)槌貎?nèi)充填的 FSB 琉璃球填料能很好地截留水中的活性污泥,增加污泥濃度,提高抗沖擊負(fù)荷的能力,同時(shí),通過厭氧菌的作用對高分子有機(jī)物進(jìn)行水解,分解為低分子易降解的物質(zhì)并發(fā)生反硝化反應(yīng),在厭氧菌自身的代謝和反硝化反應(yīng)的作用下,厭氧池的出水 COD 有了大幅降低,剩余 COD 在進(jìn)入好氧反應(yīng)池后通過好氧菌的作用得到徹底的降解。

d.一級好氧池

FSB 琉璃球填料為多孔結(jié)構(gòu),具有良好的吸附性,可以吸附廢水和中的金屬離子、有機(jī)污染物、色素等,利用FSB 琉璃球填料的吸附以及填料內(nèi)微生物對有機(jī)物的分解作用,延長填料吸附能力,同時(shí),微生物在生長的過程中,能夠以粒狀填料為載體,在其表面形成一層生物膜,融合活性污泥法與生物膜法的優(yōu)點(diǎn),提高降解效率。

在適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和運(yùn)行條件下,一級好氧池保持好氧狀態(tài),填料表面生長的大量好氧微生物充分發(fā)揮了它們對有機(jī)物的降解作用,顯著提高了出水水質(zhì),并延長了填料的使用周期,且FSB 琉璃球填料在池中呈流離狀態(tài),這樣更加有利于廢水和填料的接觸,最大限度地發(fā)揮生物降解的作用。

e.二級好氧池

不同于一級好氧池,考慮到對廢水中氨氮的去除,二級好氧池中呈微氧狀態(tài),同時(shí),在池中適當(dāng)加入 NaOH、NaHCO3和甲醇,保證反應(yīng)池中有足夠的營養(yǎng),同時(shí)池中的FSB填料仍呈現(xiàn)流離狀態(tài),使得廢水與微生物充分接觸后最大限度的去除廢水中的氨氮。

三.結(jié)論

按照上述工藝流程及運(yùn)行條件進(jìn)行中試,出水水質(zhì)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,沿程水質(zhì)變化分析表如表 3

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