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塑料孔板波紋填料厭氧生物濾池處理印染廢水試驗研究
2019-09-12 閱讀：次
敘述了塑料孔板波紋填料厭氧生榜濾池處理印染廢水的研究結果。該厭氧生物濾池啟動期短，出水水質穩(wěn)定，耐沖擊負荷能力強。水力停留時間HRT是影響處理效果的王要運行參數。在35℃條件下，HRT一18．3h、負荷為0．5～2．0kgCOD／m d、進水COD為205．8～2225．3mg／L、色度為125～1250倍時，COD率為70～86．6、邑度擊跨率為60~84、PVA擊輸率為4O～87．。試驗結果表明，塑料孔板波紋填料是一種理想的厭氧濾池填料。
印染廢水成份復雜，水質和水量變化大、色度高，并且含膏許多生物難降解物質，其可生化處理性差(BODs／COD的比值在0．2～0．4)]，目前國內以好氧生物處理為主。但由于近年來化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術的進步，使PVA漿料、新型助劑等難生物降解物大量進入廢水中，使原有的好氧生物處理系統(tǒng)COD率大都從原來的70下降到50、甚至更低0]，因此人們正不斷探求新的印染廢水處理方法。由J．C·Young和P·L·McCarty所開發(fā)出的厭氧生物濾池便是一種‘J·C·Young和K·H·Song_．以及J·C·Young和M·F·Dahab口研究了填料類型、比表面積、表面方向對厭氧生物濾池運行的影響．他們指出，錯流式(Cross—Flow)填料厭氧濾池運行效果比任何其它種填料效果都好。
1試驗蓑置與材料
試驗裝置與流程如圖1所示。
厭氧生物濾池由內徑88ram玻璃管制成，總高1600ram，有效容積8．8L。廢水通過布水孔板從下部進水、上部出水，側壁設有3個間距為450mm的取樣口。厭氧濾池置于自制的恒溫箱中。
濾池填料為天津大學填料廠生產的SKB一350Y型塑料孔板波紋填料。填料空隙率為95，比表面積350m ／m 。該填料為由許多具有相同尺寸和形狀的單元組成的塊裝填料。每塊填料由壓成波紋狀的薄片交叉組裝而成。填料薄片厚t=4mm，波峰高^一8ram，渡峰距219—16ram，波斜距s一14ram
2試法
試驗歷時9月余，分3個階段進行。
2．1接種污泥的培養(yǎng)
接種污泥取自山西紡織印染廠污水蛄二沉池回流污泥，營養(yǎng)液為：葡萄糖460mg、NaHCO33．3mg、NH4CI30mg、蛋白胨20mg、K2HPO430mg、FeSO40、4rag、MgSO4·7HzO6．7mg、酵母膏35mg、水1000mL。
取4L沉淀的二沉池回流污泥(MLSS為29．5g／L)~ff1L營養(yǎng)液，在35℃恒溫箱中培養(yǎng)每日傾倒1L上清液并補充新營養(yǎng)液，當有大量氣泡產生時即認為已培養(yǎng)成熟。
2．2厭氧濾池掛膜與馴化
取培養(yǎng)成熟厭氧污泥4L，加上6豬糞和豆腐渣及營養(yǎng)液混合攪拌成與濾池有效容積相同體積的混合液，灌入反應器，靜止培養(yǎng)3d后(35士lc)，連續(xù)進入以葡萄糖(后改為可溶性淀粉)為碳源人工配制的廢水，其廢水COD值為300~550mg／L，pH706～7．70，C：N tP=2oo；5：l。濾池啟動初期負荷為o．2kgCOD／m。d，HRT為36．7h，掛膜期間測定進出口cOD、pH及Ⅵ ，40d后填料表面觀察到有一層黑色生物膜生成，此時加入取自山西紡織印染廠污水蛄總進水口的生產廢水進行馴化，廢水的主要成份由染料助劑、漿料等組成試驗期間，該廠主要使用不溶性偶氮染料、分散染料、活性染料及硫化染料等。馴化期間人工配制廢水與印染廢水比例按照11:1,5:1,3:,1,1:1,,1:2,1:5,,:11,遞減，HRT為29．5h。啟動掛膜與馴化歷時2月余。
2．3穩(wěn)定運行階段
該階段進水全部為印染廢水，在35士1℃條件下進行。該階段一階段為HRT變化運行階段，HRT從7．3h至8．2、9．8、12．2、l4．7、l8．3、29．3和41．9h，每一HRT條件下運行一周，以考查HRT和COD率的關系i二階段為HRR固定不變(18．3h)運行階段
3試驗結果與分析
3．1厭氧生物濾池的啟動、掛膜與馴化厭氧游池的啟動有高負荷低率與低負荷高率兩種方式，本試驗采用前者可縮短啟動時問、盡快提高負荷(通過減小HRT)．使濾池內微生物得到充足營養(yǎng)以生物膜盡快成熟。為了由于負荷提高過快使濾池“酸化”，除測定進出水COD外還有出水pH值及VFA含量。Salkinoja—Salonen，MS_6等認為，厭氧反應器啟動階段接種污泥量如小于反應器有效容積的10，可導致啟動時間過長或失敗。本試驗啟動時接種污泥為濾池有效容積45，2O余天后仍未觀察有明顯生物膜生長，故將人工配制廢水的碳源物質由葡萄糖改為可溶性淀粉，它是一種易于生物降解的高分子物，有助于生物膜生成。R·E·Speece口一指出，微量金屬元素對甲烷菌的生長及活性是非常重要的，由于缺乏必要的微量金屬元素會限制甲烷菌的活性。因此，啟動掛膜階段在人工配制廢水中加入2O酵母膏、0．2mg／L NiC12和20mLCaCO3飽和溶液，以補充某些金屬元素之不足。
經過4O余天啟動掛膜，cOD率達5O．5，厭氧生物膜成熟。又經37d馴化，COD率進71．3，色度率達62．4。
3．2穩(wěn)定運行階段
該階段進水cOD值為205．8～2225．3mg／L，色度125～1250倍，pH6．58～8．64，運行結果歷時變化如圖2所示當HPT=18．3h時，負荷為0．5～2．0kgCOD／m d，COD率7O～88．6，PVA率40～87，色度率60~84，產氣速率12~25mL／h。進水顏色深，出水呈淡黃色，清晰透明，感觀良好。3．2．1進水水質突變對處理效果的影響進水c0D一般在3。0～600mg／L，但9月21日由3643mg／L突增至1038mg／L，但出水COD值仍可達303．8mg／L，COD率達70．8}10月21日由3514mg／L突增至1327．4mg／L；出水cOD為l51；3mg／L，率高達88．6。可見，厭氧濾池有較強的耐沖擊負荷能力。
3．2．2HRT與COD率關系
表1所示為同HRT條件下COD與色度率，所列數據為每一HRT條件下進出水連續(xù)一周運行結果的平均值。一些研究者指出，厭氧生物濾池進水可溶性cOD率E主要與水力停留時間HRT有關，E與HRT關系可用下式表示E=100一(HRT)一式中HRT——不考慮濾池回流廢水在濾池中空床停留時間，h，m——與濾池形式和填料有關常數
試驗中進出水COD值為不溶性與可溶性COD值之和，但數理統(tǒng)計分析仍可得出如上的關系式，即
3．2．3厭氧濾池出水的可生化性
試驗中對進出水BOD 進行抽樣測定，結果如表2。
者指出填料間隙中的生物固體對厭氧濾池的運行起著重要作用．而且是提高效率的關鍵因素試驗期間兩次分別從3個取樣口取樣測定填料間隙中MLSS濃度．其平均值從下到上分別為7473、4258、1614rag／L，符臺上流式厭氧濾池中生物固體量沿濾池高度減少的一般規(guī)律。試驗中對生物膜掃描電鏡觀察厚330pm，
比其它填料生物膜要厚，也證實了錯流式填料比pall環(huán)和管狀填料截留生物固體能力強的結論。
3．2．5填料的水力性能特征
J·C·Youngis]認為厭氧生物濾池的填料類型、尺寸和形狀都將影響濾池中生物固體停留特點，從而終影響濾池運行效率。J·C·Young和K·H·Song’對傾角為22．5、45。和67．5的錯流式填料厭氧生物濾池進行對比試驗，結果表明傾角為22．5填料濾池物率高，但考慮長期運行的堵塞及填料結掏強度，他們推薦傾角為45。和6O。。
試驗所用SKB350Y型填料不但孔隙率和比表面積大，而且波紋片水平面恰成45度傾角。水流在波紋片上的流動軌跡可用圖3來說明。水流向上流動時，并不全沿著波紋斜面向上流動，而是有部分水流沿著與鉛垂線成小夾角方向流動，即圖中軌跡CB。水流通過波紋片JJqL可以產生分流．改變其流動方向，從而使水流在濾池橫截面上分布更為均勻同時，相鄰波紋片的波紋方向相反，水流在填料內部形成交叉流動混臺，為廢水與生物固體的接觸創(chuàng)造了良好水力條件。從水力特性分析，SKB一350Y型塑料孔板波紋填料無疑是廢水生物膜法處理設備的理想填料。
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