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【集萃网观察】(1.西安工程大学环境与化学工程学院,陕西 西安710048;2.陕西华润印染有限公司,陕西 咸阳712000)
印染废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水,主要来自漂炼、轧染、退浆、整理等工序[1]。印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异。总体而言,印染废水成分复杂、有机物含量高、色度深、COD/BOD5较小、可生化性差[2],是国内外公认的较难处理的工业废水之一。据不完全统计,每年大约有6亿~7亿t印染废水排入环境中[3]。由此可见,印染废水也是工业废水的排放大户之一。因此,对印染废水的综合处理是迫切需要解决的问题。绝大部分的废水处理方法都曾被用于印染废水处理,但其效果都不甚理想。20世纪70年代,人们开始探讨A/O工艺应用于印染废水处理,其处理效果有一定提高。
1 A/O工艺特点
A/O工艺中,厌氧段利用了水解酸化阶段的水解菌和产酸菌的作用,使一些难降解的有机物得到降解,改善了废水的可生化性,为后续的好氧段创造了有利条件。对印染废水而言,水解酸化水力停留时间(HRT)以11~14h为宜[4]。同时,好氧段产生的剩余污泥全部回流到厌氧段,厌氧段有较长的固体停留时间,有利于污泥的厌氧消化,从而显著降低了整个工艺的剩余活性污泥量。
2 工程实例
2.1 工艺流程
陕西某印染有限公司是一家以纯棉、涤棉机织物印染为主的企业,印染废水大约为3000~400m3/d,其废水A/O工艺流程见图1。
该企业各车间的印染废水在调节池混合降温后,经泵提升从水解酸化池上部进水,但是由于进水无法与下部的污泥混合,所以加入微量曝气起到搅拌作用,使得泥水充分接触。调节池中有组合填料,水解酸化池中的HRT为12~15h,MLSS为7.3~9.5g/L,污泥沉降比(SV30)约为93%,采用顶部溢流出水,由于水解酸化池的MLSS较大,所以污水以泥水混合的形式流入曝气池。曝气池的HRT为8~10h,MLSS为5.1~6.8g/L,SV30约为89%,经竖流式二沉池沉降下来的污泥全部回流到水解酸化池,整个A/O工艺基本没有剩余污泥产生。
从图1可以看出,水解酸化池并不是严格的厌氧段,它与传统理论上的水解酸化池有很大的不同。首先,填料上生长的厌氧菌起到厌氧作用,使大分子及难生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质,提高了印染废水的可生化性;其次,加入微量曝气搅拌以及回流污泥,就会产生或带入好氧微生物,使水解酸化池又具有好氧生物处理作用,这样无形中增加了整个工艺好氧段的体积与时间。
该企业印染废水水质见表1。
2.2 监测结果分析与讨论
2.2.1 水质监测结果
2008年5~7月,对该企业A/O工艺的水解酸
化池前后端、曝气池前中后端及二沉池出水的水质进行监测,监测结果见表2。
根据运行记录计算,该企业A/O工艺的处理效果较好,COD的去除率可以达到87.5%~98.0%其中水解酸化池的贡献较大,COD去除率达到50%~78%;虽然进水SS不是很高,但是SS去除率也达到了98%~99%;pH从进水的强碱性下降到7~8,其中经过水解酸化池,pH大幅度下降;水解酸化池与曝气池的MLSS很高,基本为6~g/L,但沉降性能良好,保证了出水的SS维持在很低的范围内;在监测的3个月中,水解酸化池中的DO大部分为0mg/L,曝气池中DO有不到2mg/L的情况,但这些情况并没有影响工艺的处理效率,这说明在水解酸化池和曝气池中的污泥在长期运行后已经适应,能够较好的生长繁殖。
整个A/O工艺中只有色度的处理效果不理想。经前期研究发现,该企业A/O工艺中印染废水中含有大量结构复杂的有机物,主要是以芳烃和杂环类化合物为母体的不饱和有机物;经水解酸化池厌氧处理后,其主要有机物分子的共轭键数目减少且共轭链变短,分子量变小,所以印染废水的色度就降低了。但厌氧段处理过的物质在好氧段重新出现,出水色度提高。
2.2.2 污泥脱氢酶活性监测结果
A/O工艺中的污泥活性非常关键。分别在2008年5月22日、6月5日、6月19日、7月3日、月17日对水解酸化池、曝气池的5个采样点污泥的脱氢酶活性(以每小时每升活性污泥生成的TF质量计)进行了测定,重复3次,取平均值,结果见图2。
从图2可以看出,水解酸化池中的污泥脱氢酶活性总体上比曝气池中的污泥强。这也符合了水解酸化池的COD去除率比曝气池高的监测结果。所以,从污泥脱氢酶活性就可以反映污泥的处理能力,脱氢酶活性与COD去除率是正比关系。同时,在监测的3个月中,水解酸化池和曝气池中的污泥脱氢酶活性较稳定,且抗冲击能力较强,这也是整个工艺处理效果好的原因之一。
2.2.3 污泥中微生物的培养结果
水解酸化池中加入了适量的曝气,这样可使污水与池底的污泥充分混合,然而加入曝气后的水解酸化池中的污泥不再是严格的厌氧微生物。而从水解酸化池中流入到曝气池中的污水是泥水混合的形式,势必会对曝气池中的污泥造成影响,改变原来的生物结构。
在监测的3个月中,分别对水解酸化池和曝气池中的污泥进行显微镜观察、培养、纯种分离以及鉴定。结果发现,水解酸化池和曝气池中的菌胶团紧实、边缘清晰、沉降性能较好;曝气池的污泥沉降性能略好于水解酸化池;由于水解酸化池和曝气池中的DO不高,所以原生动物和后生动物种类及数量较少,只观察到草履虫、变形虫、线虫,偶尔有轮虫和纤毛虫出现。对水解酸化池和曝气池中微生物的鉴定发现,2池中存在相同的微生物,且以假单胞菌和产碱杆菌为主。因为假单胞菌和产碱杆菌均可在兼氧条件下生存[5],所以这2种菌是整个A/O工艺的主力菌群,是处理印染废水的优势菌。
3 结 论
(1)A/O工艺的COD去除率可以达到87.5%~98.0%,其中水解酸化池的贡献较大,COD去除率达到50%~78%;SS去除率达到了98%~99%;pH从进水的强碱性下降到7~8;只有色度的处理效果不理想。
(2)水解酸化池中的污泥脱氢酶活性总体上比曝气池中的污泥强;水解酸化池和曝气池中的污泥脱氢酶活性较稳定,且抗冲击能力较强。
(3)水解酸化池和曝气池中的菌胶团紧实、边缘清晰、沉降性能较好。经过鉴定发现,水解酸化池与曝气池中存在相同的微生物,且以假单胞菌和产碱杆菌为主。
来源:印染在线 作者：李 倩 仝攀瑞 同 帜 常向东
