生物法之好氧法
1、活性污泥法
具有投資相對較低、處理效果較好等優(yōu)點。該技術(shù)將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣,使印染廢水中的有機污染物分解,生物固體隨后從已處理廢水中分離,并可根據(jù)需要將部分回流到曝氣池中?;钚晕勰嗉饶芊纸獯罅康挠袡C物質(zhì),又能去除部分色度,還可以微調(diào)pH值,運轉(zhuǎn)效率高且費用低,出水水質(zhì)較好,適合處理有機物含量較高的印染廢水。
2、SBR法
序批式活性污泥法(SBR)是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥廢水處理技術(shù)。該技術(shù)具有時間上的推流作用和空間上的完全混合兩個優(yōu)點,使其成為處理難降解有機物*具潛力的工藝。彭若夢等采用SBR工藝處理印染廢水,在進水COD在800mg/L,pH在8.0左右的情況下,COD的去除率在50%~90%。
3、生物膜法
生物膜法是通過生長在填料如濾料、盤面等表面的生物膜來處理廢水的方法,該法對印染廢水的脫色作用較活性污泥法高。生物膜法在印染廢水處理中有較多的形式,主要包括接觸氧化法和生物濾池。由于印染廢水的高濃度、難降解特性,決定了單純的生物膜法在處理印染廢水中很難達到滿意的處理效果。目前生物膜法的發(fā)展主要有3個方面:
(1)在填料的改進方面,主要是利用填料強大的比表面積,將有機污染物吸附在填料表面,從而延長了有機物在反應(yīng)池中的停留時間,*終達到降解的目的;
(2)復合式生物膜處理工藝的處理效果明顯優(yōu)于單個的生物膜處理工藝,因為單個的生物膜處理工藝一方面受到反應(yīng)容器體積大小和填料吸附能力的限制,不可能無節(jié)制地延長有機物的HRT,另一方面,印染廢水中有機物成分復雜且難降解,往往需要多種生存環(huán)境的微生物共同作用才能去除,而且單個的生物膜處理工藝的生態(tài)系統(tǒng)比較單一,很難同時存在能夠降解廢水中所有有機物的微生物,甚至有可能生成更難降解、有毒的二次污染物,因此,應(yīng)發(fā)展復合式生物膜處理工藝;
(3)與物化處理工藝相結(jié)合,利用物化法提高有機物的可生化性,如利用電化學方法將含有苯環(huán)類的有機污染物中的苯環(huán)開環(huán)等。
4、生物接觸氧化法
該法是從生物膜法派生出來的,兼具活性污泥和生物膜兩者的優(yōu)點。廢水與生物膜相接觸,生物膜由菌膠團、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成,在有氧的條件下,生物膜吸附廢水中的有機物,有機物被微生物氧化分解,可使廢水得到凈化,因其具有容積負荷小、占地少、污泥少、不產(chǎn)生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、可降解特殊有機物的專性微生物等特點,近年來在印染工業(yè)廢水中廣泛采用。
5、MBR工藝
MBR又稱膜生物反應(yīng)器,是一種由活性污泥法與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應(yīng)膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質(zhì)分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜);按膜的結(jié)構(gòu)型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。
在MBR工藝中,膜分離組件可以提高某些專性菌的濃度活性,還可以截留大分子難降解物質(zhì);還可以在處理廢水的同時回收化工原料;處理后排除的部分水能達到回用水的標準。同幟等設(shè)計的厭氧-好氧(A/O)MBR處理印染廢水時發(fā)現(xiàn),停留時間長短,對去除率有較大影響。停留時間長,去除率相對較高,但也不能過長,否則會引起污泥濃度(MLSS)的降低。
二、生物法之厭氧法
1、厭氧生物濾池
厭氧生物濾池的構(gòu)造與浸沒式好氧生物濾池相似,但池頂密封。濾池中厭氧微生物濃度較高,生物固體平均停留時間可長達150d左右。厭氧生物濾池的運行效果受溫度影響大,不同溫度下厭氧生物濾池的容積負荷相差較大,大多數(shù)厭氧生物濾池在中溫(35℃±3℃)條件下運行。
李亞新等采用塑料孔板波紋填料厭氧生物濾池處理印染廢水。研究結(jié)果表明,該厭氧生物濾池啟動期短,出水水質(zhì)穩(wěn)定,耐沖擊負荷能力強。水力停留時間(HRT)是影響處理效果的主要運行參數(shù)。在35℃條件下,HRT=18.3h、負荷為0.5~2.0kgCOI)/m3·d、進水COD為206~2225mg/L、色度為125—1250倍時,COD去除率70%一86.6%、色度去除率為60%一84%、PVA的去除率為40%~87%。
2、UASB反應(yīng)器
上流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器是在升流式厭氧生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種**厭氧生物反應(yīng)器,主要由進水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、出水系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)組成。
張琳等以生產(chǎn)性針織印染廢水為基質(zhì),將7種**脫色菌及紫色非硫光合細菌固定在活性污泥載體上,投加至UASB+AF反應(yīng)器中,在常溫下啟動成功,培養(yǎng)出顆粒污泥。培養(yǎng)條件:水溫20—30℃,pH值7.2~7.5;水力停留時間(HRT)由31h縮短至10h;UASB反應(yīng)器容積負荷0.5~5.0kgCOD/(m3·d);其色度去除率90%以上,COD去除率90%以上。
3、ABR反應(yīng)器
厭氧折流板式(ABR)反應(yīng)器運用擋板構(gòu)造,在反應(yīng)器內(nèi)形成多個獨立的反應(yīng)器,實現(xiàn)了分相多階段缺氧,其流態(tài)以推流為主;具有不斷流,不堵塞,無需攪拌和易啟動的特點。自20世紀80年代初誕生以來,提高它的性能或者處理某類特別難降解的廢水一直是其研究的重點。
方前逵等采用ABR反應(yīng)器對印染廢水進行預處理,以改善其可生化性,為生物處理創(chuàng)造有利條件。主要研究ABR預處理印染廢水的影響因素,包括pH值、HRT和污泥形態(tài)等。運行結(jié)果以及實驗數(shù)據(jù)表明,HRT在6—12h,pH值為7,污泥質(zhì)量濃度為12~15g/L時,處理效果*佳。
4、厭氧流化床
厭氧流化床(AFB)反應(yīng)器具有接觸充分、水力停留時間短、不易堵塞、負荷高、占地少等特點。由于在較高的廢水和氣體的流速下產(chǎn)生混合作用,使得該反應(yīng)器可以保持較高的負荷和去除率。
許效天等采用脈沖循環(huán)流化床與物化沉淀池的組合工藝對印染廢水進行處理。工程規(guī)模為5000m3/d,處理前COD為800~1200mg/L、BOD5為200~300mg/L、懸浮物(SS)150—200mg/L、pH值8~10、色度300~800倍。處理后COD為92mg/L、pH7.5、色度15倍,達到《污水綜合排放標準》的一級標準。
5、IC反應(yīng)器
厭氧內(nèi)循環(huán)(IC)反應(yīng)器由*一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室疊加而成,每個反應(yīng)室的頂部各設(shè)一個集氣罩和水封組成的三相分離器,如同兩個UASB反應(yīng)器上下疊加串聯(lián)。具有容積負荷率高、占地面積少、抗沖擊負荷能力強、出水的穩(wěn)定性高的工藝特征。
陳勇等研究了IC反應(yīng)器處理印染廢水的啟動、運行及其處理效果。結(jié)果表明,IC反應(yīng)器在12~15d出現(xiàn)內(nèi)循環(huán),到25~33d全為印染廢水并逐漸提高到較高負荷時,仍有較高的COD去除效率。全為印染廢水時,COD去除率仍能達到80%左右。對色度也有一定的去除率,可達70%以上。
6、水解酸化處理
工程上厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的的過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段等三個階段。水解酸化工藝是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前,不進入第三階段。在水解反應(yīng)器中實際完成水解和和酸化兩個過程。在以往的研究中發(fā)現(xiàn)采用水解反應(yīng)器,可以短的停留時間(HRT=2.5h)和相對高的水力負荷下(>1.0m3/(m2·h))獲得較高的懸浮物去除率(平均85%的SS去除率),還可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性,以利于好氧后處理工藝。但是,該工藝的COD去除率相對較低,僅有40%~50%,并且溶解性COD去除率很低,實際上只能起到預酸化作用。
丁春生等采用混凝沉淀-水解酸化-好氧工藝處理印染廢水。通過工程實踐表明,此組合工藝處理印染廢水可獲得較好的處理效果,出水水質(zhì)各項指標達到了行業(yè)排放標準中的二級標準。運行結(jié)果表明,COD平均去除率為81.2%,色度平均去除率為83.3%,該工藝二次沉池中部分污泥回流到水解酸化池,保證了水解酸化池內(nèi)具有一定的污泥濃度,從而提高了去除率。
三、生物法之厭氧-好氧組合
傳統(tǒng)的好氧和厭氧生物處理法已不能滿足印染行業(yè)的需求,進而產(chǎn)生了厭氧-好氧組合生物處理技術(shù),充分利用了厭氧和好氧生物處理技術(shù)的優(yōu)點,厭氧-好氧系統(tǒng)中的厭氧段具有雙重的作用:一是對廢水進行預處理,改善其可生化性能,吸附、降解一部分有機物;二是對系統(tǒng)的剩余污泥進行消化。例如如下三種工藝:厭氧-好氧-生物炭接觸工藝、厭氧-好氧生物轉(zhuǎn)盤工藝和水解酸化-好氧工藝。
厭氧-好氧-生物炭接觸:對于CODCr為800~1000mg/L的印染廢水,使用該處理工藝,處理效果完全可以達到國家排放標準,再稍加進一步處理還可回用,系統(tǒng)的污泥趨于自身平衡。目前已有多家生產(chǎn)廠采用該流程,運轉(zhuǎn)時間*長的達5年以上,處理效果穩(wěn)定,而且從未外排污泥,也沒發(fā)現(xiàn)厭氧池內(nèi)污泥過度增長。
厭氧-好氧生物轉(zhuǎn)盤:該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置,整個系統(tǒng)的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉(zhuǎn)盤。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。適當投加微量絮凝劑,測得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。
水解酸化-好氧工藝:水解酸化與好氧法結(jié)合的厭氧處理已不是傳統(tǒng) 的厭氧消化,水力停留時間一般為3~5 h,只發(fā)生 水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對 印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質(zhì),期望 他們在厭氧段發(fā)生水解、酸化,變成較小的分子, 從而改善廢水的可生化性,為好氧處理創(chuàng)造條件, 并能較好地解決PVA、染料的處理問題。
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