摘要：針對有毒和難降解污染物的濃度比較高的印染廢水,采用“生物吸附+化學混凝法”作為生化前的預處理工藝,根據實際工程的運行經驗和中試的結果表明,使用該法使得投藥量大大減少,可以有效的降低運行管理費用,且處理效果優良,運行方便可靠。
印染行業是工業廢水排放大戶。長期以來,印染廢水因其水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點,一直是國內外難處理的工業廢水之一。目前國內的印染廢水處理手段以生化法為主,物理化學法為輔,國外也是基本如此,得到了一定的處理效果。但是由于近年來化纖織物的發展和印染后整理技術的進步以及堿減量技術的應用,尤其是PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水,廢水的CODCr值由300 mg/L~500 mg/L上升到1 000 mg/L~2 500 mg/L,給印染廢水的處理增加了難度[1]。針對這種情況,很多印染廢水處理工程中在生化處理的前級都增加了預處理的手段,以此來降低有毒難降解污染物的濃度,以保障后繼生化處理系統的處理效果。一般采取的方法有混凝沉淀法、吸附法、化學氧化法等方法,其中以混凝沉淀法的使用最為普遍。生物吸附再生法是基于活性污泥對有機底物降解的過程的原理而開發出的新型預處理工藝,同時可以結合混凝沉淀法一起使用,從而達到更好的處理效果。
1 工藝原理
在當前廢水處理領域中,活性污泥法由于自身的優越性而被廣泛的應用,成為目前應用最廣泛的技術之一,一般把活性污泥作用分為三步:第一步,在活性污泥與廢水接觸的初期,通過附聚、吸附、吸收作用使水中有機物含量迅速降低;第二步,活性污泥對有機物的氧化分解,用來使細菌生長,維持微生物的新陳代謝[2];第三步,沉淀分離。其中第一步是物理、化學、生物作用共同產生的結果,這一過程的綜合作用———附聚、吸附、吸收作用稱為生物吸附。利用污泥絮體的強吸附作用,吸附廢水中的污染物質和難降解物質;同時補充一定量的混凝藥劑進行混凝反應,反應后的混合液進入吸附沉淀池進行沉淀分離。沉淀污泥回流至再生段再生,再生后再進行吸附。水體對各種污染物具有一定的“自凈”作用,能硝化降解部分有毒物質,但大多數有毒污染物在被微生物分解時速度很慢,且不徹底,它們在環境中停留時間較長,對人類潛伏的環境影響較大,這類物質包括染料、鹵化烴、芳烴類化合物等,成為有毒難降解的污染物,生物吸附作用是生物反應器中疏水性有毒難降解有機物的一個非常重要的去除途徑。
2 工藝流程
生物吸附+化學混凝預處理工藝流程見圖1虛線框中的部分。
來自調節池進水與生物再生池的回流污泥一起進入生物吸附池,在生物吸附池中,廢水在一定的停留時間和氧氣的作用下,廢水中部分非溶解有機物如不溶解染料、堿性物質被污泥快速吸附,通過微生物的代謝作用,有機物被穩定化,使有機物含量和pH值有較大幅度的降低。再利用混凝劑與廢水混合同時發生化學反應,利用雙電層壓縮、吸附電中和、吸附架橋及沉淀物網捕的作用與水中的細小顆粒物質和膠體狀物質共同形成礬花[3],隨著攪拌的作用,礬花不斷長大,經過分離沉淀段時自然沉降,達到去除廢水中污染物質的作用。沉淀池出水進入后繼的生化處理系統進行下一步的處理;沉淀池沉淀下來的污泥,一部分進入生物再生池進行再生,一部分作為剩余污泥進入污泥處理系統進行處理。
3 生物吸附再生的特點
1)生物吸附再生段中存活大量的細菌,而且還不斷地進行繁殖、適應、淘汰、優選等過程,從而能夠培育出適應性和活性都很強的微生物群體,本工藝不設初沉池,使原廢水中的微生物全部進入系統,使吸附再生段成為一個開放式的生物動力學系統。2)生物吸附再生段負荷較高,有利于增殖速度快的微生物增長繁殖,而且在這里成活的只能是抗沖擊能力強的原核細菌,其他微生物都不能存活。3)廢水經生物吸附再生段處理后,廢水的可生化性大大提高,有利于后續處理單元的工作。4)生物吸附再生段污泥產率較高,吸附能力強,重金屬、難降解物質等等都可以通過污泥的吸附作用而得到去除。5)生物吸附再生段對有機物的去除,主要是靠污泥絮體的吸附作用,生物降解只占1/3左右,由于物理化學作用占主導作用,因此,吸附段對毒物、pH值、負荷以及溫度的變化都有較強的適應性,抗沖擊能力強。6)生物吸附再生法輔以混凝沉淀法結合使用可以強化去除污染物的效果,同時克服單純混凝沉淀法投加藥劑量大的缺點,運行費用較低。7)為了保證污泥的吸附能力,可以由后繼生化處理系統,補充部分二沉池污泥進入生物吸附段,運行管理方便靈活。
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