INDUSTRIAL WATER&WASTEWATER 工业用水与废水 v。1.38 No.5 Oc1.'2007 在研究中只比较在较低pH值条件下的处理效果。 进行铁炭还原一中和沉淀预处理试验,结果见表3。 在试验条件下,改变酸化沉淀后废水的pH值 表3表明,即使降低了进入铁炭还原反应器中 表3不同pH值条件下铁炭还原~中和沉淀效果比较 Tab.3 Comparison of effects of iron—carbon reduction and neutralization precipitation under diferent pH 的废水pH值,铁炭还原对有机物的去除率并无显 著提高,酸性增强使铁溶解量增大,于是中和用的 碱量与中和后产生的氢氧化铁量也相应增加,这在 实际_T程中会大大增加废水处理的成本。所以在酸 因素,HRT采用1~1.5 h。 3.2.3最佳铁炭体积比的确定 在试验条件下,改变V(Fe): (C)分别为无穷 大(即不放焦炭)、20:1、15:1和10:1,进行试 验,结果见表4。 表4铁炭体积比对COD去除的影响 Tab.4 Effect of Fe/C volume ratio on COD removal 化预沉淀后出水的pH值足以保证铁炭还原反应效 果的情况下,不必再进一步降低废水的pH值。从 表3还可以看出不管进水pH值是多少,经过铁炭 还原后,其出水pH值总稳定在5.5,这是由于反 应进行到一定阶段,废水中亚铁离子达到饱和,反 应达到平衡后,废水的pH值就趋于稳定。在铁炭 还原中,铁与铜离子可发生置换反应,大部分铜 离子被还原成单质铜从水中析出,残余的铜离子 也在后面的中和过程中与氢氧根形成氢氧化铜沉 淀,故经处理后废水中的铜离子浓度相当的低。 3.2.2铁炭还原最佳停留时间 在铁炭还原处理中.停留时间是一个非常重要 从表4可看 .当铁炭还原反应器中加入颗粒 焦炭之后铁炭还原反应器对有机物的去除率有很大 提高。不过铁炭体积比对COD的去除率影响不大, 考虑到在实际T程设施中焦炭的损失的连续性和投 的参数.它决定了铁炭还原反应器的大小。在试验 条件下.改变废水在铁炭还原反应池内的停留时 加的不连续性,铁炭体积比宜控制在10:l左右。 3.2.4铁炭还原一中和沉淀出水的可生化性 对于铁炭还原一中和沉淀m水的可生化性进 行了研究.反应前后m(BOD)/m(COD)的变化见 表5 表5反应前后的可生化性变化 Tab.5 Changes of biodegradability through the reaction 间.进行试验结果见图2。 \ 褂 20 o l0 0 U 0 0.5 1.0 1.5 2.0 HRT/h 图2不同HRT下铁炭还原一中和沉淀处理效果比较 Fig.2 Comparison of effects of iron—carbon reduction and neutra— lization precipitation under different hydraulic retention time 从表5可知通过铁炭还原废水的可生化性得到 从图2可以看出,废水的水力停留时间越长, 去除COD的效果越好。特别是从0.5 h提高到1 h, 其COD总去除率有大幅度的提高.但是从1 h延 了大幅度的提高。其原因在于:废水中对生化有害 的铜离子得到了去除;同时废水中酞菁蓝及二聚、 三聚体的含氮的复杂有机物中的键打断.变成易生 长到2h,COD总去除率提高有限。考虑到经济的 ・物降解的低分子胺基化合物。 48・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 黄天寅,何刚,费忠民,等:酞菁蓝生产废水处理试验研究 3.3吹脱除氨氮 3.3.1 pH值和吹脱时间的影响 经铁炭还原一中和沉淀之后,废水的P(氨氮) 为900 mg/L。加入3 L经铁炭还原一中和沉淀后 的出水,吹脱温度35℃,气水体积比为3 000: 1,在不同的pH值下进行吹脱试验。从图3可看 出,提高pH值和增加吹脱时问可以提高氨氮的去 除率。pH值为12,吹脱80 min就可以得到最佳 的效果,但从工程应用和pH值为11时,水中的 氨氮几乎全部以NH 形式存在角度考虑,选取pH 值为1 1,吹脱时间为60 min比较合理。 900 -7 750 警600 450 Z 300 150 0 l0 20 30 40 50 60 70 80 吹脱时间/min 图3 不同pH值和不同吹脱时间下废水中氨氮浓度 Fig.3 Concentration of ammonia nitrogen in wastewater under different pH and different air stripping time 3.3.2气水比的影响 在鼓泡式吹脱池中采用上述最佳条件即进水 氨氮的进水质量浓度900 mg/L,pH=11,吹脱时 间60 rnin,温度35℃,改变气泵风量进行试验。 从图4可以看出,随着空气量的增加,可以提高 氨的吹脱效率,根据试验结果确定气水体积比为 (3 000~4 000):1 800 100 600 80 60 400 4O鼙 200 Z 20 0 0 禽 客 客 禽 禽 禽 禽 禽 n In 气水体积比 图4气水体积比与氨氮吹脱率的关系 Fig.4 Relationship between gas/water volume ratio and NH3一N air stnpplng rate 3.4两段A/O工艺生化处理 除生产废水外,厂内还需要排放一定量的生活 污水和循环冷却水,这有利于降低生化处理系统进 水有机负荷。所以在试验中,两段A/O生物处理 系统进水为吹脱后原水加一定量自来水稀释,并加 适量的磷酸二氢钾,进水水质:COD、BOD 、 NH 一N、TN、C1一、Cu +的质量浓度分别为1 531、 471、53、67、2 032、0.03 mg/L,pH值为7.9。 曝气量对于工艺的运行费用影响很大,在两段 A/O生物处理系统启动阶段,发现厌氧段DO质量 浓度控制在0.1~0.2 mg/L,曝气段DO的质量浓 度控制2.5~6.5 mg/L就可以保证硝化反硝化的正 常进行。此外,水力停留时间与混合液回流比对工 艺的基建投资和运行费用影响最大,故设计了不同 的工况进行研究。 3.4.1最佳水力停留时间 根据水力停留时间的不同,将生化系统运行分 为a、b、C、d 4个不同的工况,1#、2#和4#、5# 分别表示第一厌氧段、好氧段和第二厌氧段、好氧 段,a工况HRT为6 h(1#)+12 h(2#)+6 h(4#)+ 12 h(5#),b工况HRT为8 h(1#)+16 h(2#)+8 h (4#)+16 h(5#),C工况HRT为10 h(1#)+20 h (2#)+10 h(4#)+20 h(5#),d工况HRT为12 h (1#)+24 h(2#)+12 h(4#)+24 h(5#)。由于各个 囵T况水力停留时间均较长,故在比较其处理效果时 用的是多日平均值,每个工况均连续运行7 d,混 。豳豳墨合液回流比均保持在1.5不变。取后3 d的出水平 级级 均值作比较,结果见图5、图6。 l200 l000 800 600 吕400 U 200 0 ]一况a 工况b 工况c 工况d 图5各工况出水COD比较 Fig.5 Comparison of COD in eflfuent water in different operation modes 从图5和图6可以看出,随着水力停留时间的 增加,一级和二级出水的水质明显改善,特别是从 b工况到C工况,出水水质有非常明显的提高。而 从工况C到工况d,虽然总停留时间增加了12 h, 但出水水质提高有限,从经济上考虑,采用工况C 比较合理。 ・49・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
INDUSTRIAL WATER&WASTEWATER 60 5O 工业用水与废水 Vo1.38 No.5 Oct..2007 成的盐必须回流至厌氧段通过反硝化菌还原成 40 30 Z 氮气,从而实现系统内氮的去除[7J。采用工况C的 水力停流时间,调整混合液回流比,为研究方便 起见,一、二级采用相同的混合液回流比,试验 结果见表6。从表6可以看出.起初随着混合液回 工况C 工况d k 2O Z lO I■■■I ]... L q 0 ■■I 工况a 工况b 一 流比的增大,处理效果逐步提高,当回流比增大 到2.5~3时.处理出水水质最好.此后随着回流 比的增大,处理效果又下降。回流比过小会使系 统出水的硝态氮浓度过高,并且使进入好氧段的污 染物负荷提高.影响系统的处理效果:但当回流比 一 Fig.6 Comparison of NH3一N in eflfuent water in diferent 图6各工况出水NH广N比较 L 水水 operation modes 3.4.2最佳混合液回流比的确定 一 一出出魉■J 豳盈磁豳 为了维持生物反应器内必要的污泥浓度,必须 很大时.对厌氧段进水的稀释程度很大,使得厌氧 段的碳源减少,反硝化效果降低。从出水盐氮 的浓度可以判断生化系统反硝化效果的好坏,从试 要将沉淀池内的污泥回流。回流还能够迅速降低进 入生化处理系统污染物质的浓度.减轻进水中有毒 物质对微生物的冲击。同时在好氧段被硝化菌氧化 验结果看最佳混合液回流比为2.5。 表6不同回流比条件下生化处理系统处理效果比较 Tab.6 Comparison of effects of biochemical treatment system under different recycle ratios 4结论 二级。 参考文献: [1]顾秀煜,杨杰.酞菁蓝生产废水处理浅议[J].工业水处理, 20oO,20(8):36—37. ①酸碱滤液的混合液,加入硫酸(pH=3), 可以产生大量沉淀,使废水中的有机物下降 38.7%、总氮下降31.4%、Cu 减少73.0%,酸化 预沉的关键是把握加酸量,控制好pH值。 [2]周军,宋亮.两级活性污泥法处理铜酞菁废水实验研究[J].环 境工程,2000,l8(8):10—12. ②铁炭还原预处理在处理工艺中起关键作 用,较好地改善了废水的可生化性,其m(BOD): e(COD)由原来的0.r05上升到0.31,为后续生化处 理创造了良好的条件。利用还原反应产生的铁离 子.在中和剂和助凝剂的作用下发生絮凝反应,进 一[3]黄天寅,费忠民.物化一生化组合_丁艺处理酞菁蓝生产废水[J]. 给水排水,2001,29(10):50—52. [4]李磊,邢志强,郑正.微电解处理酞菁绿废水中铜的研究[J]. 工业用水与废水,2004,35(1):35—38. 步降低色度,改善水质。 [5]姚培正,岳贝贝,张天胜,等.铁屑一活性炭内电解处理废水 研究[J].环境科学研究,1999,7(3):54—57. ③吹脱能有效去除氨氮,试验结果表明,吹 脱效果最好的pH值是l l,最佳停留时间60 min。 ④两段A/O生物处理系统能够应用于经过预 处理后的酞菁蓝生产废水的后续处理,该系统的最 [6]周培国,傅大放.微电解工艺研究进展[J].环境污染治理技术 与设备,2001,2(4):l8—26. [7]Fdez—Polanco F J R,Garcia P A.Behavior of an anaerobic; aerobic pilot scale fluidized bed for the simultaneous removal of 佳HRT为60 h.最佳混合液回流比为2.5。 carbon and nitrogen[J].Wat Sci Technal,1994,29(10一l1): 339—346. ⑤在优化的运行条件下,采用酸化预沉、铁 炭还原、吹脱和两段A/O工艺组合,可以有效处 理酞菁蓝生产废水,出水达到污水综合排放标准 ・作者简介:黄天寅(1975一),男,江苏常熟人,讲师,(电话) 05 12—62079555(电子信箱)huangtianyin1 l 1@sohu.corn 5O・
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