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產(chǎn)品簡介
詳細介紹
近年來，隨著皮革工業(yè)的迅速發(fā)展，皮革廢水已經(jīng)成為造成有機污染的重要污染源之一。工業(yè)上對皮革廢水的處理分為預(yù)處理和綜合處理2部分，預(yù)處理主要通過物理化學(xué)方法去除其中的鉻離子、硫離子等有毒物質(zhì)。經(jīng)過預(yù)處理后的廢水，其氨氮、SS和有機物濃度依然很高，主要采取生化法進行處理。活性污泥法是國內(nèi)比較傳統(tǒng)的皮革廢水綜合處理方法，廣東省某皮革廠采用傳統(tǒng)的厭氧一缺氧一好氧活性污泥工藝，在好氧HRT=24h，缺氧HRT=12h,混合液回流比為200%，好氧池DO為2.5一3.5mg/L的運行條件下，其COD和氨氮的處理效果不理想。針對這種情況，本實驗用生物接觸氧化法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性污泥法，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，生物接觸氧化法具有比表面積大、污泥濃度高、氧利用率高、耐沖擊負荷等優(yōu)勢，更適用于皮革廢水的處理。
本實驗截取A2/O工藝的生物脫氮單兀，即A/O部分對皮革廢水厭氧出水進行處理，其中好氧段采用接觸氧化工藝，重點探討各主要運行工況參數(shù)對COD,氨氮以及TN的處理效果影響，從而得出提高皮革廢水生化處理效果的運行工況和措施。針對生化出水COD難以達標(biāo)的情況，采用Fenton工藝對其進行深度處理，討論能使終出水COD達到廣東省《水污染排放限值》(DB44/26-2001)第2時段一級標(biāo)準(zhǔn)的Fenton運行條件。
1材料與方法
1.1實驗裝置
1.1.1A/O接觸氧化反應(yīng)裝置
裝置如圖1所示。整個反應(yīng)器分為5個柱體，都采用UPVC管制成，第1個柱體為缺氧柱，分為3段，每段有效容積為6L，后4個柱體為相同體積的好氧柱，每個柱體的有效容積為9L，內(nèi)部懸掛YDT彈性立體填料，該填料選用耐高溫、耐腐蝕的聚烯烴類材料制成絲條，將絲條穿插固定在中心繩上，呈輻射狀立體均勻排列，該填料比表面積大、能在水中均勻伸展，掛膜容易。好氧柱后連接沉淀池，實驗進水、混合液和污泥回流均采用計量泵，好氧柱采用2臺加氣泵曝氣，缺氧柱通過自控裝置控制充氣攪拌頻率。
1.1.2Fenton反應(yīng)裝置
裝置如圖2所示，取500mL生化出水置于玻璃反應(yīng)皿中，首先用稀H2SO4溶液將反應(yīng)液調(diào)至預(yù)定的pH值，然后按照計算好的量先后加人FeSO4·7H2O和30%H2O2溶液，隨后打開電磁攪拌計進行攪拌反應(yīng)，到達反應(yīng)時間后取下反應(yīng)皿并向溶液中加人稀NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為11，終止反應(yīng)，待溶液沉淀后取上清液測量COD值。
1.2實驗用水水質(zhì)
實驗用水取自廣東省某皮革廠污水處理站厭氧沉淀池出水，COD為550一986mg/L,氨氮為84一127mg/L,TN為99一148mg/L,pH為6一7，堿度為500一600mg/L。
1.3分析項目及方法
COD,氨氮以及TN采用國家標(biāo)準(zhǔn)測定法測定;pH值:pH計玻璃電極測定;溶解氧:雷磁便攜式溶解氧儀測定;溫度:水銀溫度計。
1.4實驗方案
實驗分為2個階段:第1階段主要考察缺氧、好氧水力停留時間以及混合液回流比等因素對A/O接觸氧化系統(tǒng)處理效果的影響;第2階段考察H2O2,Fe2+投加量、反應(yīng)時間以及pH對生化出水COD去除效果的影響。根據(jù)以上2個階段的研究確定組行工況。
2結(jié)果與討論
2.1A/O接觸氧化工藝
2.1.1掛膜啟動
實驗取用該皮革廠污水處理站現(xiàn)場污泥菌種進行培養(yǎng)馴化，將接種污泥按照30%的比例投人反應(yīng)器中，在缺氧柱和好氧柱中悶曝24h后開始對系統(tǒng)進行連續(xù)進水培養(yǎng)。開始階段采取低負荷進水(好氧HRT=48h)的措施，培養(yǎng)2周后發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)COD,氨氮以及TN去除效果均不理想，在溫度、溶解氧等因素都適宜的情況下，考慮到硝化菌活動需要的堿度不足，因此第2階段開始補充進水堿度，同時向原水中投加適量的葡萄糖補充反硝化菌等異氧微生物所需的碳源。第2階段經(jīng)過1周的培養(yǎng)后系統(tǒng)出水檢不出氨氮，同時COD去除率升高到75%左右。后面階段在保證出水效果不變的情況下開始逐步減少停留時間，當(dāng)好氧HRT=24h后，開始停止投加堿度和葡萄糖，此時系統(tǒng)仍能保持前階段的出水標(biāo)準(zhǔn)，同時觀察填料表面附著了一層厚厚的生物膜，說明系統(tǒng)已經(jīng)具備穩(wěn)定去除COD和氨氮的能力，掛膜成功。
2.1.2缺氧反稍化HRT的確定
反硝化是生物脫氮*的環(huán)節(jié)，良好的反硝化效果不僅可以及時的將系統(tǒng)硝化過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原成氣態(tài)氮，實現(xiàn)氮素的終去除，同時還可以為硝化反應(yīng)補充堿度，促進硝化反應(yīng)的進行。系統(tǒng)掛膜啟動成功后，維持好氧HRT=24h,混合液回流比為200%，好氧柱DO為2.5一3.5mg/L，考察缺氧HRT分別為12,8,4和0h時系統(tǒng)的COD,氨氮以及TN的去除情況，其中缺氧HRT=0h時，混合液由原來的回流至缺氧柱改為回流至圖1中的好氧柱1，回流比仍為200%，實驗結(jié)果如圖3所示。
由圖3(a)可知，在缺氧HRT分別為12,8,4和0h時，系統(tǒng)的COD平均去除率分別為76.15%,76.51%,75.78%,76.08%，無明顯的差別，說明在保證好氧生化時間充足(HRT=24h)的情況下，缺氧HRT的改變對系統(tǒng)COD的去除效果沒有影響。系統(tǒng)整個階段出水COD范圍為150一220mg/L，超過了廣東省《水污染排放限值》(DB44/26-2001)第2時段一級標(biāo)準(zhǔn)(≤100mg/L)，應(yīng)該在生化處理后進行深度處理。
如圖3(b)所示，在缺氧HRT分別為12,8,4h時，系統(tǒng)的出水始終檢不出氨氮，當(dāng)調(diào)整缺氧HRT=0h時，開始階段由于進水氨氮濃度驟然提升，對系統(tǒng)造成了一定沖擊，使出水氨氮略微升高，但仍然保持在10mg/L以內(nèi)，隨著系統(tǒng)逐漸適應(yīng)高濃度進水氨氮，出水氨氮又逐漸降至檢不出，整個階段出水氨氮都滿足規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)(≤100mg/L)。而由圖3(c)可知，相應(yīng)的缺氧HRT期間系統(tǒng)TN的平均去除率分別為80.22%,77.04%,75.24%,73.77%,TN去除率雖然有所下降，但出水總氮都保持在較低水平，說明反硝化反應(yīng)效果較好。由以上結(jié)果推斷，系統(tǒng)在取消缺氧段后，仍能保持較高的TN去除率，是因為好氧柱中生物膜發(fā)生了同步硝化反硝化(SND)。SND是指在好氧的情況下，生物反應(yīng)器中同時發(fā)生了硝化和反硝化反應(yīng)，其產(chǎn)生的原因主要是反應(yīng)器內(nèi)污泥和溶解氧的分布不均。對于生物膜來講，其特點決定了更容易發(fā)生SND。首先，生物膜中微生物呈固著態(tài)，有利于不同菌種生長;其次，生物膜的聚集厚度更容易形成厭氧和好氧微區(qū)，有利于同步硝化反硝化的發(fā)生。
綜合來看，當(dāng)系統(tǒng)取消缺氧段，只保留好氧接觸氧化反應(yīng)器時，依靠SND的良好效果，依然可以滿足廢水的氨氮排放要求，同時TN也保持了較高的去除率，達到了良好的脫氮效果。
2.1.3好氧HRT的確定
本階段實驗取消缺氧段，好氧柱DO為2.5-3.5mg/L,混合液由好氧柱4回流至前端好氧柱，回流比仍為200%，通過調(diào)整好氧柱的個數(shù)改變好氧HRT，分別考察好氧HRT為24、18、12h時系統(tǒng)的COD,氨氮和TN的處理效果，實驗結(jié)果見圖4。
由圖4(a)可知，好氧HRT分別為24、18、12h時，系統(tǒng)的COD平均去除率為76.08%,74.68%、74.49%，可見改變好氧HRT對系統(tǒng)的COD去除率沒有影響，12h的曝氣時間已經(jīng)足夠系統(tǒng)去除污水中易生化的有機物，剩余難降解的有機物需進行深度處理。