UASB—SBR聯(lián)用處理印染廢水的實(shí)驗(yàn)研究

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簡(jiǎn)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(guò)控制停留時(shí)間和反應(yīng)溫度來(lái)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(guó)內(nèi)外仍以生化法處理為主。近年來(lái)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(guó)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(lái)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(guó)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(jiàn)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(jiàn)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(guò)產(chǎn)氣的上升遷移作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此無(wú)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(jiǎn)單，造價(jià)低；在時(shí)間上是一個(gè)理想的推流過(guò)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(guò)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(guò)控制這兩個(gè)條件，來(lái)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(zhǎng)，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(wú)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(guó)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(guó)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(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1999. 90，338

　　（收到修改稿日期：2004-10-15）

　　[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)。