摘要:采用厌氧序批式反应器(ASBR)-分置式膜生物反应器(RMBR)-反渗透(RO)-浓水氧化(Oxidation)工艺组合处理印染废水,既可以实现处理出水回用,又满足了RO浓水达标排放要求。实验结果表明,该工艺组合RO出水的各项水质指标平均值为CODMn=0·82mg/L、色度<5度、总硬度=3·75mg/L、总铁=0mg/L,各项指标均达到回用要求。Fenton氧化RO浓水的适宜条件为: (质量比)CODcr/H2O2=1：1·5、CODcr/Fe2+=1：1·5、反应时间=5h、初始pH=5。氧化后CODcr和色度去除率分别为53·6%和49·3%,处理出水达到排放标准要求。可见,ASBR-RMBR-RO-Oxidation工艺组合处理回用印染废水是可行的。
关键词:印染废水;回用;Fenton法;氧化
纺织印染行业是用水量大的轻工行业,印染废水排放量大且难降解有机物含量高、色度大,常规的处理方法处理效果不稳定、处理效率有限。随着我国环保法规对排污企业的要求日趋严格,加上水价等生产原材料价格上涨,纺织印染企业节能减排是大势所趋。笔者采用ASBR-RMBR-RO-Oxidation工艺组合处理印染废水,分析其对COD、色度、总硬度、铁的去除效果以及工艺的可行性。
1 试验装置与方法
1·1 原水水质
实验原水取自广东省江门市某印染企业污水处理站的二级生化处理出水,取水点后尚第三级处理。实验水样的水质状况见表1。
1·2 测定项目及方法
实验主要测定项目为CODcr、CODMn、色度、总硬度、总铁,均采用《水和废水监测分析方法》(第四版)中的标准方法进行检测。
1·3 实验装置
ASBR-RMBR-RO-浓水氧化工艺组合的实验装置见图1所示
ASBR反应器采用DN400UPVC管制作,共两套,总有效容积240 L,利用进水泵进行内循环,使进水基质和反应器内污泥进行充分混合。RMBR生化池的材质为PVC板,有效容积200L,其底部均匀布置曝气砂头进行连续曝气,在池壁外部装有天津膜天公司生产的MOF-503型外压式PVDF膜组件,采用自动空气顺冲和水力反洗以减缓膜的污染速度。反渗透膜采用ULP1812-50型VONTRON家用膜件,系统的启闭由液位计实现自动控制。ASBR、RMBR自控装置为新绿环保实业发展总公司自行研制生产的PLC控制器。
1·4 实验方法
1·4·1 污泥接种和反应器启动
接种的好氧、厌氧污泥与实验原水均取同一家企业污水站,以实验原水进行污泥培养驯化。
1·4·2 ASBR-RMBR-RO回用印染废水实验
固定ASBR和RO的运行参数不变,RMBR在不同的水力停留时间(HRT)下进行ASBR-RMBR-RO处理回用印染废水实验,并分析工艺组合对污染物的处理效果。
1·4·3 Fenton试剂氧化RO浓水实验
采用烧杯实验进行Fenton氧化RO浓水实验。以CODcr和色度去除率为指标,采用H2O2投加量、Fe2+投加量、反应时间、反应初始pH四个因素进行四因素三水平的正交实验,并补充单因素实验确定因素的影响大小和氧化的适宜条件。
2 结果与讨论
2·1 污泥驯化和反应器启动效果分析
ASBR反应器启动的第1~25天内,其CODcr去除效率波动较大,平均去除率为11·9%。第26~45天, CODcr平均去除率上升为15·1%且去除效果较稳定。启动期间ASBR水解酸化效果明显,其出水挥发性有机酸(VFA)浓度比进水上升15~30mg/L,经过45天后的培养驯化后,厌氧微生物已成熟。
RMBR生化污泥驯化期间, CODcr的去除效果随着运行时间延长逐渐地提高,第1~16天CODcr去除率平均为48·0%,驯化第17~45天生化CODcr的去除率逐渐平稳,平均为61·9%。经过45天的培养驯化后,好氧微生物已完全成熟。
2·2 工艺组合COD的去除效果分析
废水回用实验过程中ASBR和RMBR的CODcr变化情况见图2所示,图3为反渗透膜产水率为17%时RO处理单元的COD去除效果变化情况图。各处理单元COD的平均值为:原水CODcr=339·96mg/L,ASBR上清液CODcr=295·05mg/L, RMBR生化上清液CODcr= 108·70mg/L, RMBR膜出水CODcr=88·62mg/L,RO浓水CODcr= 103·78mg/L,RO出水CODMn=0·81mg/L。各处理单元的CODcr平均去除率:ASBR为13·3%,RMBR生化上清液为63·2%,RMBR膜出水为18·5%。可见,ASBR和RMBR串联使用对有机物有较好的处理效果, RO则能较彻底地去除RMBR出水中残留的有机物。
ASBR对有机物的去除效率并不高,其主要作用是通过厌氧和兼性厌氧菌的水解酸化作用提高废水的可生化行,使废水中的有机物更易于被好氧微生物降解。
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