UASB—SBR聯(lián)用處理印染廢水的實(shí)驗(yàn)研究

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簡介： 摘要 實(shí)驗(yàn)利用上流式厭氧污泥床（UASB）和序批式反應(yīng)器（SBR）設(shè)備，模擬工業(yè)厭氧—好氧生物法處理印染廢水，通過控制停留時(shí)間和反應(yīng)溫度來研究這兩個(gè)因素對(duì)CODcr和色度去除率的影響。結(jié)果表明：溫度35℃、停留時(shí)間18 h為厭氧階段的理想工藝條件，此時(shí)，色度和CODcr去除率分別為87.5%和78.8%；溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間為4 h為好氧階段的理想工藝條件，色度和CODcr去除率分別為90%和87.8%，而且操作管理非常方便。
關(guān)鍵字：印染廢水 UASB SBR

　　隨著染料紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，染料品種和數(shù)量日益增加，印染廢水已成為水系環(huán)境重點(diǎn)污染源之一。目前印染廢水處理的常用方法有物化法和生化法。盡管物化法能起很大作用，但由于耗資大、運(yùn)行費(fèi)用高及適用條件的限制，目前國內(nèi)外仍以生化法處理為主。近年來由于化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的提高，PVA漿料、新型助劑等降解物大量進(jìn)入印染廢水，使印染廢水CODcr達(dá)到2000～3000 mg/L，因此傳統(tǒng)的處理工藝已很難適應(yīng)印染廢水的處理要求，其CODcr去除率一般僅能達(dá)到30%~50%?，F(xiàn)在，厭氧一好氧工藝處理印染廢水已引起國內(nèi)廣泛的重視和關(guān)注，并得到了較深入的研究和應(yīng)用，取得了明顯的效果^[1，2]。

　　某毛毯廠新建了一個(gè)印花車間，該車間廢水主要來自沖版和染整兩個(gè)工段，所排廢水pH為6~7，CODcr、色度等均較高，根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)，在反復(fù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用UASB—SBR聯(lián)用的方法對(duì)該廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)處理，在CODcr及色度的去除率等方面均取得了良好的效果，出水水質(zhì)達(dá)到了國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　1廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

　　1.1廢水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

　　根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)及實(shí)際監(jiān)測(cè)，該車間日（24 h）排廢水300 m³，廢水水質(zhì)如表1。

　　表1  廢水水質(zhì)

指標(biāo)CODcr/（mg_˙L^-1）色度/倍pH廢水水質(zhì)400014006.5～7.0

　　由于該車間位于白洋淀地區(qū)，廢水排放執(zhí)行《紡織染整工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287—92）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)^[3]，見表2。

　　表2  排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4287—92）

指標(biāo)CODcr/（mg_˙L^-1）色度/倍pH廢水水質(zhì)100406～9

　　1.2實(shí)驗(yàn)工藝流程與特點(diǎn)

　　實(shí)驗(yàn)工藝流程見圖1。本實(shí)驗(yàn)所用UASB裝置與SBR裝置主體部分均采用不銹鋼材料制成。其中，UASB裝置的設(shè)計(jì)流量為1～10 L／h，SBR裝置的設(shè)計(jì)流量為16～160 L／h。

　　圖1  實(shí)驗(yàn)工藝流程

　　原水的pH及SS符合排放標(biāo)準(zhǔn)故可直接進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器（UASB）中，廢水在其中停留18 h后進(jìn)入好氧反應(yīng)器（SBR），充水2 h，4 h的反應(yīng)時(shí)間，1 h沉淀及排水。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 工藝分析

　　  本實(shí)驗(yàn)采用UASB—SBR聯(lián)合工藝, 此工藝具有普通工藝所不具有的明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）UASB工藝對(duì)廢水的降解作用主要發(fā)生在污泥床；反應(yīng)器內(nèi)的三相分離器能自動(dòng)地將泥、水、氣加以分離并起到澄清出水、保證集氣室正常水面的功能；反應(yīng)器的攪拌功能是通過產(chǎn)氣的上升遷移作用來實(shí)現(xiàn)的，因此無需安裝任何攪拌裝置。（2）SBR工藝的主體設(shè)備只有一個(gè)SBR反應(yīng)器，工藝簡單，造價(jià)低；在時(shí)間上是一個(gè)理想的推流過程，但反應(yīng)器本身的混合狀態(tài)又保持了典型的完全混合特性，具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力；沉淀階段反應(yīng)器中保持較高的MLSS濃度；而反應(yīng)器中較大的底物濃度梯度、厭氧和好氧狀態(tài)的交替、泥齡短、污泥比增速率大均能有效地控制絲狀菌的過量繁殖利于杜絕污泥膨脹^[5]。

　　2.2 溫度和停留時(shí)間對(duì)UASB段實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

　　影響印染廢水厭氧處理的最主要因素是溫度和停留時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)就是通過控制這兩個(gè)條件，來研究它們對(duì)印染廢水處理效果的影響。在不同溫度和不同停留時(shí)間下，處理后印染廢水的CODcr去除率、色度去除率、pH等水質(zhì)情況如圖2。

　　圖2 溫度和停留時(shí)間對(duì)UASB處理段CODcr及色度去除率的影響

　　由圖2可得：① 印染廢水CODcr的去除率與停留時(shí)間、溫度成正比；② 脫色率與溫度和停留時(shí)間成正比；③ 色度去除率較高，在80%以上。當(dāng)溫度為35℃，停留時(shí)間為18 h時(shí)，色度去除率可高達(dá)87.5%。

　　2.3 溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)SBR段實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

　　圖3為溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)SBR處理段CODcr及色度去除率的影響。

　　由圖3可得：①反應(yīng)溫度和進(jìn)水流量相同條件下，在間歇曝氣法中反應(yīng)時(shí)間越長，CODcr去除率越高。反應(yīng)時(shí)間為4 h左右時(shí)，CODcr的去除速率達(dá)到最大，20℃、30℃、40℃時(shí)平均去除率分別為16.5％、21.9％和16.9％。②一般情況下，進(jìn)水流量和反應(yīng)時(shí)

　　圖3 溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)SBR段CODcr及色度去除率的影響

　　間相同，反應(yīng)溫度越高，廢水CODcr去除率越高。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知好氧生物處理的最適溫度大約為20~30℃,溫度不能太高，當(dāng)溫度達(dá)到40℃左右時(shí)由于活性污泥中微生物細(xì)胞的組成物質(zhì)受到破壞,其凈化能力降低，廢水CODcr去除率也隨之降低。③一定條件下脫色率與溫度和停留時(shí)間成正比。④色度去除率較高，一般在80%以上。當(dāng)溫度為30±1℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h時(shí)，色度去除率最高可達(dá)90%。

　　2.4 UASB-SBR聯(lián)合工藝處理該廢水的效果

　　表3為UASB-SBR聯(lián)合工藝處理廢水的各段出水水質(zhì)。

　　表3 各段工藝出水水質(zhì)

段UASB厭氧SBR好氧指標(biāo)CODcr/（mg_˙L^-1）pH色度/倍懸浮物CODcr/（mg_˙L^-1）pH色度/倍懸浮物8507175少量絮體86718無絮體

　　3 結(jié)論

　　利用UASB—SBR聯(lián)用工藝對(duì)該毛毯印染廢水進(jìn)行處理，取得了良好的效果，出水達(dá)到了《紡織染整工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287—92）中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。工藝運(yùn)行可靠、管理方便，可以作為本行業(yè)廢水實(shí)際處理的參考數(shù)據(jù)。

　　參考文獻(xiàn)

　　1  沈東升，馮孝善，沈益民，等. 我國印染廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).環(huán)境污染與防治，1996，18（1）：2

　　2  付永勝，鄂鐵軍. 水解酸化—UASB—SBR組合法處理印染廢水.化工環(huán)保，2002，（6）：155～157

　　3  國家環(huán)?？偩? GB4287—92, 紡織染整工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

　　4  沈耀良，王寶貞. 廢水生物處理新技術(shù)—理論與應(yīng)用.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1999. 90，338

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　　[1] 第一作者：李占臣，男, 1964年生,本科，河北大學(xué)副教授,，主要研究方向水污染控制工程及評(píng)價(jià)。