摘要:采用厭氧序批式反應器(ASBR)-分置式膜生物反應器(RMBR)-反滲透(RO)-濃水氧化(Oxidation)工藝組合處理印染廢水,既可以實現處理出水回用,又滿足了RO濃水達標排放要求。實驗結果表明,該工藝組合RO出水的各項水質指標平均值為CODMn=0·82mg/L、色度<5度、總硬度=3·75mg/L、總鐵=0mg/L,各項指標均達到回用要求。Fenton氧化RO濃水的適宜條件為: (質量比)CODcr/H2O2=1：1·5、CODcr/Fe2+=1：1·5、反應時間=5h、初始pH=5。氧化后CODcr和色度去除率分別為53·6%和49·3%,處理出水達到排放標準要求。可見,ASBR-RMBR-RO-Oxidation工藝組合處理回用印染廢水是可行的。
關鍵詞:印染廢水;回用;Fenton法;氧化
紡織印染行業是用水量大的輕工行業,印染廢水排放量大且難降解有機物含量高、色度大,常規的處理方法處理效果不穩定、處理效率有限。隨著我國環保法規對排污企業的要求日趨嚴格,加上水價等生產原材料價格上漲,紡織印染企業節能減排是大勢所趨。筆者采用ASBR-RMBR-RO-Oxidation工藝組合處理印染廢水,分析其對COD、色度、總硬度、鐵的去除效果以及工藝的可行性。
1 試驗裝置與方法
1·1 原水水質
實驗原水取自廣東省江門市某印染企業污水處理站的二級生化處理出水,取水點后尚第三級處理。實驗水樣的水質狀況見表1。
1·2 測定項目及方法
實驗主要測定項目為CODcr、CODMn、色度、總硬度、總鐵,均采用《水和廢水監測分析方法》(第四版)中的標準方法進行檢測。
1·3 實驗裝置
ASBR-RMBR-RO-濃水氧化工藝組合的實驗裝置見圖1所示
ASBR反應器采用DN400UPVC管制作,共兩套,總有效容積240 L,利用進水泵進行內循環,使進水基質和反應器內污泥進行充分混合。RMBR生化池的材質為PVC板,有效容積200L,其底部均勻布置曝氣砂頭進行連續曝氣,在池壁外部裝有天津膜天公司生產的MOF-503型外壓式PVDF膜組件,采用自動空氣順沖和水力反洗以減緩膜的污染速度。反滲透膜采用ULP1812-50型VONTRON家用膜件,系統的啟閉由液位計實現自動控制。ASBR、RMBR自控裝置為新綠環保實業發展總公司自行研制生產的PLC控制器。
1·4 實驗方法
1·4·1 污泥接種和反應器啟動
接種的好氧、厭氧污泥與實驗原水均取同一家企業污水站,以實驗原水進行污泥培養馴化。
1·4·2 ASBR-RMBR-RO回用印染廢水實驗
固定ASBR和RO的運行參數不變,RMBR在不同的水力停留時間(HRT)下進行ASBR-RMBR-RO處理回用印染廢水實驗,并分析工藝組合對污染物的處理效果。
1·4·3 Fenton試劑氧化RO濃水實驗
采用燒杯實驗進行Fenton氧化RO濃水實驗。以CODcr和色度去除率為指標,采用H2O2投加量、Fe2+投加量、反應時間、反應初始pH四個因素進行四因素三水平的正交實驗,并補充單因素實驗確定因素的影響大小和氧化的適宜條件。
2 結果與討論
2·1 污泥馴化和反應器啟動效果分析
ASBR反應器啟動的第1~25天內,其CODcr去除效率波動較大,平均去除率為11·9%。第26~45天, CODcr平均去除率上升為15·1%且去除效果較穩定。啟動期間ASBR水解酸化效果明顯,其出水揮發性有機酸(VFA)濃度比進水上升15~30mg/L,經過45天后的培養馴化后,厭氧微生物已成熟。
RMBR生化污泥馴化期間, CODcr的去除效果隨著運行時間延長逐漸地提高,第1~16天CODcr去除率平均為48·0%,馴化第17~45天生化CODcr的去除率逐漸平穩,平均為61·9%。經過45天的培養馴化后,好氧微生物已完全成熟。
2·2 工藝組合COD的去除效果分析
廢水回用實驗過程中ASBR和RMBR的CODcr變化情況見圖2所示,圖3為反滲透膜產水率為17%時RO處理單元的COD去除效果變化情況圖。各處理單元COD的平均值為:原水CODcr=339·96mg/L,ASBR上清液CODcr=295·05mg/L, RMBR生化上清液CODcr= 108·70mg/L, RMBR膜出水CODcr=88·62mg/L,RO濃水CODcr= 103·78mg/L,RO出水CODMn=0·81mg/L。各處理單元的CODcr平均去除率:ASBR為13·3%,RMBR生化上清液為63·2%,RMBR膜出水為18·5%。可見,ASBR和RMBR串聯使用對有機物有較好的處理效果, RO則能較徹底地去除RMBR出水中殘留的有機物。
ASBR對有機物的去除效率并不高,其主要作用是通過厭氧和兼性厭氧菌的水解酸化作用提高廢水的可生化行,使廢水中的有機物更易于被好氧微生物降解。
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