江陰實(shí)益毛紡有限公司主要產(chǎn)品為各色腈綸地毯、毛毯。其工藝為先用陽(yáng)離子染料將腈綸纖維(上海金山石化)染成各種顏色,然后再織成各種地毯、裝飾物等。所用的染料有:陽(yáng)離子金黃X2GL、陽(yáng)離子黃X28GL (上海染化三廠(chǎng)) ,陽(yáng)離子紅X2GRL、陽(yáng)離子藍X2GRRL (蘇州東吳染料廠(chǎng)) ;助劑有:表面活性劑1227、醋酸等。該廠(chǎng)1997年設計的污水處理裝置(生物濾池法)效果不好,加入活性污泥后處理的廢水也只能達到國家二級標準。國內外對陽(yáng)離子染料廢水的研究主要集中在脫色,而該廠(chǎng)廢水色度極低,個(gè)別研究COD去除率的工藝較復雜 ,不適應小企業(yè)。我們在不改變原有設施的基礎上,采用混凝+ SBR (間歇式活性污泥法)工藝,使出水指標穩定并達到一級標準。
1 工藝設計
1. 1 工藝流程
1. 2 工藝特點(diǎn)
1. 2. 1 預處理系統包括格柵和調節池,均化水質(zhì)水量。調節池內設有預曝氣的管道系統,利用鼓風(fēng)機通入壓縮空氣,將污水充分混合,并使廢水中的可溶性染料重新被氧化為不溶性物質(zhì),保證后續處理系統連續正常運轉。
1. 2. 2 混凝反應塔、沉淀塔合二為一。為節省場(chǎng)地和費用,將混凝反應塔和沉淀塔合二為一�；炷齽┻x用硫酸亞鐵,因為硫酸亞鐵中的亞鐵離子與易溶于水的偶氮型陽(yáng)離子染料分子能形成大分子絡(luò )合物,而降低其水溶性,從而使其大部分混凝沉淀。
1. 2. 3 采用生物膜法和活性污泥法相結合處理染料廢水。池內除了新加入的活性污泥外,原來(lái)還設置了聚丙烯塑料做的纖維狀填料。好氧微生物附著(zhù)在填料上形成生物膜,當廢水流經(jīng)生物膜時(shí),廢水中的有機物和空氣中的氧氣,經(jīng)過(guò)運動(dòng)進(jìn)入生物膜內,在生物膜內完成消化過(guò)程,放出二氧化碳,排出無(wú)機物。隨著(zhù)運行時(shí)間和進(jìn)料負荷的增加,生物膜不斷生長(cháng),密度越來(lái)越大,從而在生物膜內貼近填料表面處形成厭氧層。此時(shí),廢水中的小部分有機物通過(guò)好氧層擴散到厭氧層中,厭氧層中的微生物進(jìn)入內源呼吸狀態(tài),使內層生物膜附著(zhù)能力減弱,引起生物膜的大塊脫落。在膜脫落的填料表面,很快又有新的生物膜生成,新的處理又重新開(kāi)始。
1. 2. 4 采用SBR 法,處理效果好且省電。SBR 法通過(guò)時(shí)間上的安排,在一個(gè)池子內完成進(jìn)水、反應、沉淀和排水等一系列工藝過(guò)程,形成了一個(gè)周期。它的運行以序列間歇操作為主要特征。序列間歇有兩種含義: 1)在空間上是按序排列、間歇的。SBR系統由多個(gè)反應器組成,廢水連續按序列進(jìn)入每個(gè)反應器,它們運行時(shí)的相對關(guān)系是有次序的,也是間歇的。2)在時(shí)間上也是按序排列、間歇進(jìn)行的。一般一個(gè)運行周期包括時(shí)間、反應器內混合液體積的變化,以及運行狀態(tài)等都可以根據具體污水性質(zhì)、出水質(zhì)量與運行功能要求等靈活掌握。SBR法的主要特點(diǎn)是:
(1)生化反應推動(dòng)力大,效率高
在SBR法中發(fā)生的過(guò)程是一典型的非穩態(tài)過(guò)程,底物和微生物濃度是變化的。在每個(gè)操作階段,這種變化是連續的。但在階段交替時(shí),這種變化是不連續的。在運行中,雖然反應器內的混合液呈完全混合狀態(tài),但是底物和微生物濃度的變化在時(shí)間上是一個(gè)推流過(guò)程,并且呈現出理想的推流狀態(tài)。反應器中的底物濃度,從進(jìn)水的最高逐漸降解至出水時(shí)的最低,整個(gè)反應過(guò)程底物沒(méi)有被稀釋,過(guò)程推動(dòng)力大。
(2)裝置結構簡(jiǎn)單,節約費用
SBR法處理裝置的構成簡(jiǎn)單,反應池、水泵、配管數目少,反應池的容積也比傳統活性污泥法小。因此,反應池等設施的建設費用和水泵、配管檢修的維護費小。
(3)運行靈活,便于操作和維護管理
工藝過(guò)程中的各工序可根據水質(zhì)、水量進(jìn)行調整,靈活運行,由于反應在同一個(gè)反應器內進(jìn)行,可以從時(shí)間上安排曝氣、缺氧和厭氧等不同狀態(tài)的工作,達到除磷脫氮的目的。
4)污泥活性高,沉降性能好, 運行效果穩定
SBR集厭氧(缺氧)和好氧兩類(lèi)特征各異的微生物于一體�？梢猿浞职l(fā)揮各類(lèi)微生物降解污染物的能力和潛力。這些微生物在共生環(huán)境中互為調節、互相補充,既厭氧硝化,又好氧分解。污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀,時(shí)間短、效率高,出水水質(zhì)好。
(5)污泥不易膨脹
在SBR法的整個(gè)反應階段,不僅底物濃度高,而且濃度梯度也大,只有在反應階段末進(jìn)入沉淀階段前,其底物濃度才與完全混合曝氣池相同。從供氧狀態(tài)來(lái)看,在進(jìn)水和反應階段,缺氧(或厭氧)和好氧狀態(tài)交替出現,能抑制專(zhuān)性好氧菌的過(guò)量繁殖。因此, SBR法中限制性曝氣比非限制性曝氣更不易發(fā)生污泥膨脹。
(6)耐沖擊負荷,處理能力強
SBR法雖然在時(shí)間上是一個(gè)理想的推流過(guò)程,但在空間上仍屬典型的完全混合式。因此具有耐負荷沖擊能力強的優(yōu)點(diǎn)。由于SBR 法在沉淀階段屬于靜止沉淀,加之污泥沉降性能和固液分離好,可以在反應器中維持較高的MLSS(混合液中懸浮的固體)濃度。
1. 3 主要構筑物及工藝說(shuō)明
1. 3. 1 預處理
調節池有效容積為140 m3 ,停留時(shí)間為8 h,設置預曝氣系統。
1. 3. 2 混凝處理
混凝反應、沉淀塔有效容積為24 m3 ,反應時(shí)間為15 min,有效停留時(shí)間為2 h。在一缸中配好FeSO4 溶液,用生石灰在小池里配好石灰水,廢水從調節池抽入混凝塔的同時(shí),抽入這兩種溶液,三者在塔內充分混合,反應15 min后靜止、沉淀。
1 3. 3 生化處理
三個(gè)SBR池尺寸均為6 m ×4 m ×4. 5 m,有效容積為100 m3 ,均采用生物膜法和活性污泥法相結合的方法來(lái)處理染料廢水。距離底部0. 8 m處設有曝氣系統,距離上部0. 5 m處開(kāi)始設置聚丙烯塑料做的纖維狀填料,好氧微生物附著(zhù)在填料上形成生物膜。第三個(gè)SBR池內的污泥經(jīng)常要回流到第一個(gè)SBR池。
1. 3. 4 后處理
SBR池的出水先進(jìn)入沉淀池,沉淀下來(lái)的污泥回流到SBR池,剩余污泥排放到污泥濃縮池。污泥系統污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮,泵入板框壓濾機壓濾后外運。污泥濃縮池有效容積25 m3。
2 工藝控制
2. 1 混凝塔
關(guān)鍵是選用和控制混凝劑及CaO 的投加量。采用經(jīng)典的燒杯法,分別對混凝劑的最佳投加量,最佳pH值進(jìn)行篩選,并考察助凝劑、混凝時(shí)間對混凝效果的影響。其中,色度采用稀釋倍數法; CODCr采用重鉻酸鉀法。其結果如表1 (其中助凝劑PAM、混凝時(shí)間等對混凝效果影響不大) 。
表1 試驗結果
根據表1,綜合考慮CODCr去除率及價(jià)格因素后,選擇FeSO4 混凝劑,生產(chǎn)中用CaO調節pH值至8,混凝劑FeSO4 投加量一般為600～800 mg/L。
2. 2 SBR池
根據充分利用晚上的谷電、出水要達一級標準等原則,結合工廠(chǎng)實(shí)際,采用以下工藝條件:
(1)進(jìn)水階段 曝氣少于1 h,進(jìn)水時(shí)不斷曝氣,否則SBR池四周會(huì )發(fā)黑(有機厭氧分解出的H2 S與Fe反應生成FeS[ 7 ] 。)
(2)反應階段 不進(jìn)水,但繼續曝氣,白天反應10 min (晚上10 h) 。
(3)沉淀階段 不曝氣,靜止20 min左右。
(4)排水階段 打開(kāi)溢水口閥門(mén),放出上清液。
放完上部(近50 cm)清液后(約30 min) ,關(guān)閉閥門(mén),第一個(gè)SBR池內污泥流掉很多,第三個(gè)SBR池內的污泥很多,必須回流到第一個(gè)SBR池,然后進(jìn)水,重新開(kāi)始下一個(gè)周期。
2. 3 沉淀池
盡管SBR 池排出的是“清液”,但由于條件有限(無(wú)撇水器等) ,還是含有許多污泥,必須通過(guò)沉淀池沉淀(約1 h) ,再回流到SBR池。
3 運行結果
pH值、色度等都符合標準,主要問(wèn)題是CODCr不達標,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的試驗,運行結果如表2。
表2 每周試驗平均結果
