高效厌氧技术在印染废水处理中的应用研究

发布时间：2020-06-10 20:42

【摘要】： 绍兴污水处理厂负责处理绍兴市、县两级的生活污水和工业废水,日处理能力70万吨。其处理的废水为含8%的市政污水、90%印染废水及2%的其他工业废水的混合印染废水。印染废水又主要来源于碱减量印染废水。混合印染废水具有有机污染物浓度高、pH(9.14-10.21)、COD、色度深、SS(悬浮物)均高及低BOD/COD(有别于其它的印染废水或市政废水)等特点,属难处理的工业废水类。在过去的四年里,绍兴污水厂很好地履行了其处理废水的任务,处理出水始终能达到国家排放标准。然而,由于其主体工艺是好氧,由此必须面对好氧工艺本身带来的废水处理高成本问题及制约其发展的瓶颈——剩余污泥处置问题。而厌氧处理技术具有高COD去除率、低污泥产率、可以产生沼气、回收能源等诸多优点,可能成为解决这两个问题的途径。因此,本论文的尝试探讨了将高效厌氧技术在处理绍兴印染废水及污泥减量化中的可行性及其效果。该研究的主要结论如下: 高效厌氧技术的中试研究采用了三类厌氧反应器AnaEG、折流板式ABR和回转式反应器APFR。处理后COD平均消减量分别为494、393、307 mg/L,消减幅度分别为36.0%、28.6%和22.4%。AnaEG反应器处理后BOD平均降低了近100 mg/L;ABR和APFR分别降低了8和61 mg/L。B/C最终都保持0.4左右或略高于0.4,处于易生化降解范围内。经厌氧处理后C:N:P的比例都是明显改观的。硫酸盐还原作用使出水硫化物的增加,产甲烷菌的生长受到严重抑制,各反应器均未大量产生沼气。后续好氧阶段能正常运行。一期厌氧池清理改造后,厌氧出水COD均值平均削减了165 mg/L,BOD平均削减了40 mg/L, B/C略有提高。硫酸盐含量削减70 mg/L左右,SS均值降低了81 mg/L。厌氧对TN和TP的削减幅度都不大,C:N:P的比例都有所优化。进出水pH均值分别为9.58、8.51,变化范围明显减小。成本分析表明厌氧工艺的使用使可以污水厂处理总成本降低490万元/年左右。 AnaEG对TA的降解率为8.5%,说明TA是难于被厌氧降解。GC-MS分析表明经AnaEG处理后,烷烃含量由进水的71.26%下降到出水的19.57%,有机物种类由进水的112降到了64。AnaEG反应器对高级烷烃这类对产甲烷菌等厌氧菌有很强毒性的物质也有很高的降解效率。三种毒性测定方法测定均表明废水毒性很强,AnaEG则可大大减轻废水的毒性。卫生填埋场内厌氧消化了一年的颗粒污泥产甲烷活性最高,最适合做接种用的颗粒污泥,其可以加速反应器的启动。扫描电镜分析表明,三个泥样(分别为:填埋场内厌氧消化一年后的泥、消化前即好氧剩余污泥浓缩压滤后的泥及运行了400 d的AnaEG内的颗粒泥)的微生物结构有很大不同,而PCR-DGGE表明三个泥样的菌种类型差异不大,这些颗粒污泥的粒径分布存在着明显的差异。据此提出了填埋场生产颗粒污泥的污泥颗粒化过程的新三步模型。在出水TCOD均在排放标准150 mg/L以下的前提下,好氧剩余污泥回流比率可达到好氧处理时剩余污泥量的60%。进水高pH能有效促进剩余污泥减量化。SRT为10 d和25 d的好氧剩余污泥,最大污泥回流比率分别可达60%和40%。好氧和厌氧/兼性菌在污泥产率上的明显差异,是不同pH条件或不同SRT的剩余污泥在减量化时会有不同最大削减量的重要原因。生产应用表明,一期污泥可减量0.24吨干泥/万吨水;二期污泥可减量0.45吨干泥/万吨水。从AnaEG内提取的好氧TA降解菌JD-1经生理生化及分子生物学鉴定为铜绿假单胞菌,厌氧TA降解菌JD-2鉴定为蜡状芽孢杆菌。JD-1 24 h内对1000 mg/L TA降解率99%,JD-2 72 h内对1000 mg/L TA降解率98%。GC-MS分析表明厌、好氧降解途径有较大不同。高效兼性厌氧染料脱色菌JD-3也为铜绿假单胞菌,其72 h内可使各类100 mg/L的多种染料完全脱色,染料脱色在缺氧条件下最好。
【图文】：

折板,厌氧反应器

图 2-3 折板式厌氧反应器Fig. 2-3 The photograph of the pilot-scale ABR2）APFR 厌氧器回转式厌氧器如图 2-4 和 2-5 所示。呈跑道形，，结构及运行方式与氧化沟基本相同，有效容 28 m3。在APFR反应器内，装设有水力推流器，达到使污水与厌氧污泥充分接触的目的，同保持整体上水流的呈推流状，有一定的浓度梯度。此反应器处理污水时，既可按SBR工艺实歇运行方式处理污水，也可连续进水、间歇搅拌方式运行，达到灵活控制的目的。以SBR工行时，反应器集反应与沉淀功能于一体，可省去中沉池的使用；而以后一种方式运行时，则用中沉池作为三相分离器，达到有效分离泥水的目的。本中试前一个月按SBR方式运行，其后一种方式运行，每 2.5 h开搅拌 2.5 分钟。即以普通沉淀池为三相分离器。回流污泥与进起进入反应器。回流量占出水量的 20%。水搅拌器出水

厌氧反应器,回转式

图 2-5 回转式厌氧反应器Fig. 2-5 The photograph of the pilot-scale APFR）AnaEG 厌氧反应器naEG 厌氧反应器是厌氧颗粒污泥膨胀床（Expanded Granular Sludge Bed ,简称 EGSB）其由上海交大发明设计（属专利性工艺技术）。该反应是当前国内外最先进的高效厌氧之一，其外形为圆柱塔形，污水从底部进入反应，然后经厌氧反应从上端的三相分离器个过程中无水力循环且无搅拌混合器。反应器的特点有：AnaEG 是在 UASB 的基础上发展起来的，吸收了 UASB 反应器的大部分优点，技术上更先进AnaEG 能很好地实现均匀布水，促使泥水的混合接触更加充分；由于反应器的构造十分粒污泥的形成，且可以将污泥浓度控制在 50 至 60 g/L，从而能保持较高的降解污染物与传统反应器相比，占地面积及空间更小，节约土地资源。 AnaEG 反应器内，颗粒化污泥层由下而上呈不均匀膨胀状态，废水在反应器中不发生现象，出水不循环，反应器中的颗粒化污泥的细菌相分为产酸相集中区和产甲烷相集中区集中区在产甲烷相集中区的下部，水流先通过产酸相集中区，然后到达产甲烷相集中区可以实现在一个反应器内的两相厌氧反应效果。因此，其可以承受较高的有机负荷，进高可至 30000mg/L，对 pH 也可以有较好的抗冲击性。同时，对 COD 的消减也比常规反应
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X791

【引证文献】