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印染废水的生物处理法

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20世纪70年代以来, 国内对印染废水以生物处理为主,占80%以上,尤以好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看, 我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外, 鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用, 生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高,一般在50%左右, 所以当出水色度要求较高时, 需辅以物理或化学处理。为国内印染废水生物处理工艺运用情况。好氧生物处理对BOD去除效果明显, 一般可达80%左右, 但色度和COD去除率不高, 尤其PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及坯布碱减量技术的广泛应用, 不但使印染废水的COD达到2000~3000mg/ L, 而且BOD/ COD也由原来的
0.4~0.5下降到0.2以下,单纯的好氧生物处理难度越来越大, 出水难以达标。此外,好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道,国外一般污泥处理或处置费用占整个污水厂处理费用的50%~70%, 在国内也占40%左右。由于上述原因,印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视, 探求高效、低耗、投资省的印染废水处理新技术已日显重要。厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐,FukunagaN.等人对传统消化罐做了改造,在罐内装填固定微生物, 主要是专性产碱杆菌属。染料中的偶氮基团、三苯甲烷基团以及单氮基团聚合物都能通过厌氧分解,通常在中温(37℃)条件下进行, 水力停留时间(HRT)为6h, 主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。有研究表明厌氧处理丝绸印染废水,在HRT为110~111d, COD去除率74%~82%, 脱色率分别为:黑色51%、紫红色94%、玫瑰红96%、茄紫30%、大红55%。用升流式厌氧污泥层法(UASB)和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运行结果表明, 废水中的色度和COD去除率分别稳定在80%和90%以上。为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术,近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究, 获得了很大的成功。此时与好氧法结合的厌氧处理已不是传统的厌氧消化, 它的水力停留时间(HRT)一般为3~5h, 只发生水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性很差的一些高分子物质,期望它们在厌氧段发生水解、酸化, 变成较小的分子, 从而改善废水的可生化性,为好氧处理创造条件。采用这一流程, 较好地解决了PVA、染料的处理问题。这一流程的另一大特点是好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段,厌氧段有较长的固体停留时间(SRT), 有利于污泥厌氧消化, 从而显著降低了整个系统的剩余活性污泥量。因此,厌氧—好氧系统中的厌氧段具有双重的作用:一是对废水进行预处理, 改善其可生化性能, 吸附、降解一部分有机物;二是对系统的剩余污泥进行消化。采用这一流程, 目前主要开发了两种工艺:厌氧—好氧—生物炭接触工艺; 厌氧—好氧生物转盘工艺, 两种工艺在设备和工艺上各有特点。
(1)厌氧—好氧—生物炭接触氧化工艺。主要设计参数如下。调程在上述运转参数下,对于CODCr为800~1000mg/ L的印染废水, 处理效果完全可以达到国家排放标准, 再进一步处理还可回用, 系统的污泥趋于自身平衡。目前已有多家生产厂采用该流程, 运转时间最长的达5年以上, 处理效果稳定,而且从未外排污泥, 也没发现厌氧池内污泥过度增长。
(2)厌氧—好氧生物转盘。将厌氧生物转盘与好氧生物转盘串联起来用于印染废水处理, 也取得了较好的效果。该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置,整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘:一是为了提高生物量, 因而也缩短总的水力停留时间;二是为了将多余的活性污泥消化在系统内部。该工艺流程也是兼备固着生长和悬浮生长的特点。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。还可通过向转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。适当投加微量絮凝剂, 测得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可以提高脱色率和COD去除率。但该工艺中转盘的金属构件有腐蚀现象,需进一步研究解决。