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      電絮凝-AO工藝處理印染廢水研究

      更新時(shí)間:2020-03-31      點(diǎn)擊次數:1501

      摘要:染料廢水具有色度高、有機物濃度高、可生化性差的特點(diǎn),屬于難降解有機廢水。采用高壓脈沖電絮凝-缺氧池-好氧池處理染料廢水,當進(jìn)水COD≤2000mg/L,色度≤1500倍時(shí),出水可達到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)表1間接排放標準:COD≤200mg/L,色度≤80倍。工程實(shí)踐表明,該處理工藝操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高,運行穩定、抗沖擊能力強。

      關(guān)鍵詞:高壓脈沖電絮凝;AO;印染廢水

      江蘇某印染公司生產(chǎn)廢水中含有大量染料成分、中間體、未反應的原料以及無(wú)機鹽類(lèi)。該公司是根據訂單量需求的不同無(wú)規律安排生產(chǎn),印染廢水水質(zhì)水量波動(dòng)大?;瘜W(xué)纖維、新型染料和助染劑的大量使用更加大了印染廢水的處理難度。由于上述種種原因,采用常規的混凝沉淀-水解酸化-缺氧-好氧工藝出水很難保證穩定達標排放。本文介紹采用高壓脈沖電絮凝-AO工藝處理該類(lèi)廢水的工程實(shí)例,該工程已經(jīng)平穩運行兩年多系統性能良好。

      1 工程基本情況

      該工程廢水主要來(lái)自印染車(chē)間生產(chǎn)產(chǎn)生的工業(yè)廢水,日排放廢水量約為2400m3/d。廢水的水質(zhì)復雜,根據其污染物的由來(lái)可分為兩類(lèi):一是自生夾帶,源于纖維原料;另一種是用于加工的漿料,染料,油劑和化學(xué)助劑。出水水質(zhì)符合《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)表1的間接排放標準。設計具體進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

      表1 設計進(jìn)、出水水質(zhì)表

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      2 處理工藝

      2.1 工藝流程

      目前,處理包括印刷廢水在內的各種難處理有機廢水的主要方法是:生物法、氧化法和電化學(xué)法等等。其中物化法常見(jiàn)較多的以化學(xué)絮凝、萃取、吸附及膜分離等方法為主,而生物法中比較常見(jiàn)且常用的是厭氧-好氧發(fā)酵、固定化生物催化等工藝技術(shù)。繼而之后是氧化法,其作為處理方法之一,多是高級氧化技術(shù)。后就是電化學(xué)法,常用超聲電化學(xué)、鐵碳微電解、電絮凝等[1]。

      高壓脈沖電凝技術(shù)利用電化學(xué)原理,主要電極以鋁、鐵和其他合金金屬為準,通過(guò)施加脈沖高壓將電能轉化為化學(xué)進(jìn)而產(chǎn)生金屬陽(yáng)離子絮凝劑,轉化為電化學(xué)反應。而以金屬陽(yáng)離子絮凝劑的產(chǎn)生需要犧牲陽(yáng)極金屬電極為代價(jià),進(jìn)而將污染物通過(guò)凝聚、浮除、還原和氧化分解,從而實(shí)現凈化水的技術(shù)。它主要功能為四個(gè):電解氧化,電解還原,電解絮凝和電解氣浮。它的四大輔助功能為:滅菌、脫色、除臭、除鹽。

      對高濃度,生化降解難度高的有機物群,高壓脈沖電絮凝技術(shù)去除*。原因在于電絮凝技術(shù)利用高效的電解絮凝產(chǎn)生高反應性、高活性絮凝基團,這種物質(zhì)對不溶性高分子有機物具有良好的去除效果。同時(shí),結合電氣浮法和電氧化法,可以進(jìn)一步提高有機物的去除率。特別是對于難于生物降解的有機物,可以通過(guò)強氧化作用切斷化學(xué)鍵,以提高有機物的生物降解性,并結合生化處理,可以達到*降解COD的目的。電凝技術(shù)的目標是去除COD,根據不同的水質(zhì)條件,去除率一般為60-80%。針對本工程廢水的特點(diǎn)結合結合現場(chǎng)實(shí)際情況,確認本項目處理工藝為:高壓脈沖電絮凝+缺氧+好氧池。經(jīng)工程實(shí)踐,終出水COD去除率≥90%、氨氮去除率≥90%、色度去除率≥96%。本工程處理工藝如下圖1所示。

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      2.2 主要設計說(shuō)明及工藝參數

      (1)調節池

      該公司印染廢水間歇排放且水質(zhì)水量波動(dòng)大,因此設置調節池用以調節水量及均衡水質(zhì)。調節池外形尺寸20×10×5m,水力停留時(shí)間9h。調節池內安裝穿孔曝氣管,利用壓縮空氣對池內廢水進(jìn)行攪拌使水質(zhì)更均勻,也能把廢水中的部分有機物氧化有利于后續處理。

      (2)高壓脈沖電絮凝

      印染廢水經(jīng)曝氣調節后用提升泵提升至高壓脈沖電絮凝池。在高壓脈沖電源作用下廢水中的污染因子發(fā)生氧化還原反應,并在鐵、鋁等絮體的作用下聚凝沉淀或氣浮,從而達到去除COD、NH3-N、色度等污染物的目的。高壓脈沖電絮凝池設計為3組,每組4.8×3.3×2.8m,水力停留時(shí)間1h,工作電壓0-400V內可調,電流0-10A,主極板材質(zhì)為石墨,次極板材質(zhì)為合金材料。

      (3)缺氧池

      在缺氧池中廢水中的有機物被用作碳源,并與回流的泥水混合進(jìn)行缺氧反硝化反應。在厭氧微生物的作用下,混合廢水中的有機氮被分解成氨氮,有機碳源被用作電子給體,亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮被轉化為氮,以 NXOY釋放到大氣中,達到脫氮的目的。缺氧池尺寸20×11×5m,水力停留時(shí)間10h。缺氧池采用推流式結構,池內設組合填料和推流攪拌器加強污泥與廢水的傳質(zhì)作用,實(shí)現良好的水利條件和反應條件,提高脫氮效率。

      (4)好氧池

      好氧池采用接觸氧化法,在需氧曝氣槽中提供填料作為生物膜的載體。經(jīng)過(guò)處理的廢水被氧化后以一定的流速與生物膜接觸,填料對空氣具有二次切割作用,可以大大提高空氣中氧氣的利用率,降低能耗。生物膜用于通過(guò)懸浮的活性污泥的作用降解水中的COD。接觸氧化池尺寸20×16×5m,采用推流式設計,水力停留時(shí)間14h。好氧曝氣池內設穿孔曝氣頭,池內溶解氧濃度控制在3-4mg/L。

      (5)二沉池

      二沉池能實(shí)現泥水分離,上清液外排,濃縮的污泥用泵回流到水解酸化池。接觸氧化池尺寸20×4×5m,水力停留時(shí)間3.5h。

      3 處理效果及運行費用

      本項目2017年4-6進(jìn)行調試,同年7月開(kāi)始運行。兩年多來(lái)一直運行狀況良好,處理效果達到設計要求。進(jìn)、出水主要監測結果見(jiàn)表2。廢水經(jīng)系統處理后COD去除率≥90%、氨氮去除率≥90%、色度去除率≥96%。

      表2 實(shí)際運行進(jìn)、出水水質(zhì)表

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      本項目總投資約500萬(wàn)元,直接運行費用約3.1元/m3,其中電費1.65元/m3、藥劑費1.17元/m3、人工費0.28元/m3。

      4 工程運行經(jīng)驗

      在電絮凝過(guò)程中,廢水中的pH值一般會(huì )升高,pH值過(guò)高對氧化還原反應及電絮凝效果都產(chǎn)生不好影響,還有可能導致出水COD濃度升高。因此,需在高壓脈沖電絮凝控制系統上增加pH在線(xiàn)監測裝置。

      在電絮凝過(guò)程中應嚴格控制停留時(shí)間和電流密度。工程實(shí)踐表明適當增長(cháng)停留時(shí)間和增大電流密度出水中COD、色度、氨氮去除率都有提高;過(guò)長(cháng)的停留時(shí)間和過(guò)大的電流密度出水中COD、色度、氨氮去除率都有不同程度下降,同時(shí)廢水的pH值也會(huì )提高。

      AO系統運行中為保持污染物高效去除,應盡量保證進(jìn)水COD、色度、氨氮濃度波動(dòng)小。系統具有良好的耐負荷沖擊性,一旦受到高負荷沖擊,對處于填料表面的微生物影響相對較大,內部生長(cháng)的生物細菌很快就能恢復生物活性;如果進(jìn)水中氨氮的濃度超過(guò)標準,則可以向系統中添加適量的無(wú)機碳源,以保持菌種的活性。系統調節堿度選擇投加碳酸鈉溶液,其調節過(guò)程中對微生物活性影響小且可提供硝化反應所需的無(wú)機碳源。

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