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            折流板厭氧反應器處理印染廢水中試研究

            來源:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 作者:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 發布時間:2012-02-20 查看次數:7832

            折流板厭氧反應器的最大特點是在反應器中設置了上下折流板,每個格室都是一個相對獨立的上流式污泥床系統,水流由導流板引導上下折流前進,在水流方向上形成依次串聯的反應室,形成了整體為推流而每個格室為完全混合的復合型水力流態,使反應器具有運行穩定、抗沖擊負荷能力強、處理效率高等一系列優點。

            某工業污水處理廠原水平均COD約為1 400 mg/L,B/C 在0.35~0.40,進廠原水中約85%為印染廢水。該污水廠原設計二沉池出水COD 為160 mg/L,正常運行時能達到設計要求,F為提高排放標準,擬對原設計中基本未發揮作用的厭氧工藝段進行挖潛改造。結合既有的厭氧池,通過對不同的厭氧反應器進行生產應用改造的可行性詳細分析論證后,確定現有實際構筑物比較符合折流板反應器的水力條件,大規模生產應用時改造的工作量不大。由此決定開展中試研究,以評價ABR 處理該污水廠廢水的效果。ABR 中試的進水采用污水廠目前的預處理出水,后續用模擬該污水廠實際生產工藝的中試裝置處理后要求二沉池出水COD≤100 mg/L。

            1 設計參數

            1.1 工藝流程

            工藝流程為預處理出水→ABR→好氧裝置。

            ABR 中試設計規模為36 m3/d,尺寸為3.5 m×1.5 m×3.6 m,設計水力停留時間11 h。通過設置擋板,使每格分成一個下向導流室和一個上向流反應室,通往上向流室的擋板下部設置45°的導流板,將水送入上向流室的中心,與污泥充分混合。ABR 平均分為6 格,每格上、下向流室寬度比為7∶1。在每格的底部及離底部30 cm處各安裝DN=25 mm 的閘閥2 只,分別用于污泥取樣和剩余污泥排放,同時設置pH、ORP 等在線儀表。為防止反應器長時間運行后厭氧污泥在ABR 每格室的底部沉積,在每格室的底部安裝小型攪拌機,間隙式運行,每3 d 運行1 次,每次運行1 h。ABR 出水全部接入模擬現有實際工藝流程的推流式好氧曝氣裝置。

            1.2 ABR 進水水質

            ABR 進水水質見表1。

            表1 ABR 進水水質

             

            2 ABR 中試結果分析

            2.1 對COD 的去除效果

            經啟動調試約3 個月后,ABR 實現穩定運行。在設計HRT=11 h 的情況下,從啟動調試的第95天—第120 天對ABR 進出水水質進行連續監測分析。ABR 對COD 的去除效果如圖1 所示。

             

            圖1 ABR 對COD 的去除效果

            從圖1 可以看出,ABR 進水COD 為820 ~1 342 mg/L,平均為1 089 mg/L;出水COD 為523~734 mg/L,平均為635 mg/L;COD 去除率為19.5%~57.9%,平均為40.9%。

            可以看出ABR 進水COD 波動幅度較大,出水COD 較為穩定,說明ABR 不僅削減COD 效果明顯,有效減輕了后續好氧系統的進水負荷,可節約大量電能,同時可減輕對后續好氧系統的負荷沖擊。

            2.2 B/C 變化情況

            B/C 的變化情況如圖2 所示。

             

            圖2 ABR 進出水B/C 變化情況

            從圖2 可以看出,ABR 進水B/C 為0.35~0.57,平均為0.45;出水B/C 為0.49~0.70,平均為0.58。

            與一般化工、制藥等工業污水相比,該污水原水可生化性較好,經預處理后B/C 又有一定的提高,但預處理出水,即ABR 進水還存在較多的難降解物質。據對ABR 進出水的水質成分分析,經過ABR 處理后,進水中的難降解物質的化學結構基本都發生了很大的變化,許多大分子物質轉化為小分子物質,如環烷烴、喹啉類、酚類等,在ABR 的進出水前后的分子質量都不一樣,出水與進水相比分子質量得到有效減小,有利于后續好氧工藝的進一步降解。

            2.3 色度變化情況

            監測結果顯示,總體上經ABR 處理后,出水色度變化不明顯。進水的色度平均在260 倍左右,出水平均在250 倍左右。

            2.4 SS 變化情況

            SS 變化情況如圖3 所示。

             

            圖3 ABR 進出水SS 變化情況

            從圖3 可以看出,ABR 進水SS 為230~689 mg/L,平均為432 mg/L;出水SS 為114~328 mg/L,平均為206 mg/L;SS 去除率為22.0% ~79.6% ,平均為47.9%。

            通過厭氧微生物的吸附及顆粒自身的重力作用,進水中近50%的SS 被截留,有效減輕了對后續好氧系統的沖擊,有利于好氧系統的穩定運行。同時由于ABR 對SS 的截留,減少了物化污泥對好氧系統的影響,有利于提高好氧系統的污泥活性。在ABR 中試的實際運行中,考慮進水SS 較高,為防止物化污泥長期累積而降低厭氧污泥的活性,對ABR第一格室定期進行排泥。

            2.5 氨氮含量的變化情況

            氨氮監測結果顯示,ABR 出水中氨氮含量略有提高,由進水的平均34 mg/L提高到出水的39 mg/L 。

            說明廢水中部分有機物如偶氮染料等被部分降解,生成了苯胺、NH4+等,增加了水中氨氮含量。ABR 處理后COD 得到有效削減,而作為好氧處理所必需的氮源NH4+-N 略有增加,有益于后續好氧微生物的正常生長。

            2.6 pH 變化情況

            該污水廠原水pH 最低<5.0,且波動較大,為使預處理藥劑硫酸亞鐵有較好的效果,在預處理前端通過投加石灰調節pH,然而這樣做卻導致ABR 進水pH 有時較高,最高達9.50。ABR 啟動調試期間一直用硫酸人為調節進水pH,正常運行后不再調節。

            正常運行后的進出水pH 變化情況如圖4 所示。

             

            圖4 ABR 進出水pH 變化情況

            從圖4 可以看出,ABR 進水pH 為6.73~9.50,平均為7.45;出水pH 為7.37~8.92,平均為7.69。在進水pH 最高為9.50 時,ABR 仍正常運行,說明ABR 對pH 的沖擊能力較強。

            3 后續好氧中試結果分析

            ABR出水全部接入模擬該污水廠實際生產工藝的推流式好氧中試裝置,好氧中試裝置對COD 的去除效果如圖5 所示。

             

            圖5 后續好氧裝置對COD 的去除效果

            好氧中試結果表明,在HRT=18 h 時,好氧中試裝置COD 去除率為80.0%~88.9%,平均為85.1%。好氧出水COD 為66~107 mg/L,平均為95 mg/L,達到預期目標。

            4 結語

            根據對ABR 及后續好氧的全流程工藝中試研究,增設ABR 工藝段后,中試結果基本能滿足該污水廠的水質處理要求。下步需結合該污水廠的生產實際,進一步深化中試研究:(1)冬天該污水廠進水溫度較低(20℃左右)、夏天溫度較高(最高約45℃),溫度對反應器運行效果的影響;(2)在ABR 內投加適量粉末活性炭對去除效果及系統穩定性的影響;(3)適當增加ABR 上向流室的流速對處理效果的影響。

            [參考文獻]

            [1]吳慧芳,陸繼來,王世和,等. ABR 水解/生物接觸氧化處理印染廢水[J]. 中國給水排水,2005,21(10):52-54.

            [2]王建龍,韓英健,錢易. 折流式厭氧反應器(ABR)的研究進展[J]. 應用與環境生物學報,2000,6(5):490-498.

            [3]黃永恒,王建龍,文湘華,等. 折流式厭氧反應器的工藝特性及其運用[J]. 中國給水排水,1999,15(7):18-20.

            [4]郭靜,李清雪,馬華年,等. ABR 反應器的性能及水力特性研究[J]. 中國給水排水,1997,13(4):17-20.

            [作者簡介]裘尚德(1959-),高工,紹興市水務集團副總工程師,兼紹興市水環境科學研究院院長,一直從事水處理工藝的研究。

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