2022年碱减量废水处理技术研究报告 .pdf

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1、碱减量废水处理技术研究化纤印染厂生产排放印花染色废水和碱减量生产废水。涤纶仿真丝纤维在高温、高碱度条件下被减量， PTA溶入碱液中。碱减量废水中CODcr和碱含量极高，给废水处理增加难度12。本文提出一种应用工业废料的碱减量废水处理新技术，实验研究表明有效、可靠、廉价，适合印染碱减量废水处理。1 实验工艺实验工艺流程如图1 所示。取铸铁屑，用5% 盐酸浸泡清洗，加1%JHH 活化剂溶液浸泡6h 后，装入微电解柱待用。SBR槽各投加活性污泥 2L，其中 2 槽悬挂 30% 软性填料，污泥驯化2 周，周期 COD 去除率约 80% 85% ，待用。2 静态实验结果和讨论2.1酸析静态实验水质：碱减

2、量废水，No.1:NaOH 2.4%,COD 8854mg/L,BOD5 1845mg/L, SS 350 mg/L。No.2:pH 14,COD 6524 mg/L,BOD5 1283 mg/L, SS 136mg/L。表 1 碱减量废水酸析点对COD 和 BOD5/COD 的影响碱减量废水实验PH 12 10 8 6 4 3 2 1 No.1 废水COD/(mg.L-1) 8765 8271 8135 7878 3377 1684 1534 1454 BOD5/COD 0.21 0.21 0.22 0.24 0.26 0.34 0.36 0.35 SS/(mg.L-1) 235 478 5

3、54 658 457 145 254 387 No.2 废水COD/(mg.L-1) 6218 6149 5672 5132 2984 1246 1114 1064 BOD5/COD 0.22 0.23 0.26 0.26 0.29 0.31 0.32 0.33 SS/(mg.L-1354 354 489 562 396 231 235 356 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页利用染料化工厂65% 废酸，调节碱减量废水PH 。表 1 结果显示，加酸量越大，PTA去除越多。酸析点PH 3 时， COD 去除率 80%

4、 ，BOD5/COD 0.30,SS 也明显降低。2.2微电解静态实验3 2.2.1 PH对铁耗和BOD5/COD 的影响按 pH 值为 1、2、3、4、5 制备碱减量废水酸析沉淀上清液2L。在微电解柱加入1.5L 已活化铸铁屑，微电解反应0.5h 。实验反应条件：出柱废水：微电解柱静止；出柱废水：微电解柱置于振荡器上；出柱废水：微电解柱静止，通空气10mL/(cm2.min) ；出柱废水：微电解柱1.5L 铸铁屑中均匀添加 10% 0.5 1mm 焦炭并置于振荡器上。微电解处理后碱减量废水测定总铁，用电石渣中和至PH9 ，充分搅拌 0.5h ，静沉 1h，取上清液测定BOD5、COD 。实验

5、结果见表2。表 2 碱减量废水PH 与微电解柱铁耗、BOD5/COD的关系进柱废水PH 5 4 3 2 1 进柱废水BOD5/COD 0.18 0.21 0.20 0.21 0.23 出柱废水1 PH 5.5 4.5 3.8 2.6 1.4 总铁 / （mg.L-1) 305 463 754 1065 3932 COD 去除率 /% 28 31 60 64 73 BOD5/COD 0.35 0.42 0.46 0.51 0.58 出柱废水2 PH 5.4 4.6 4.1 2.9 1.7 总铁 / （mg.L-1) 547 652 1589 2648 4553 COD 去除率 /% 32 51

6、65 73 78 BOD5/COD 0.51 0.48 0.49 0.52 0.51 出柱废水3 PH 5.6 4.7 3.9 2.8 1.7 总铁 / （mg.L-1) 536 706 1830 2365 3985 COD 去除率 /% 35 53 66 68 81 BOD5/COD 0.42 0.49 0.52 0.43 0.53 出柱废水4 PH 5.5 4.5 3.9 2.9 1.7 总铁 / （mg.L-1) 536 560 1378 2312 4011 COD 去除率 /% 36 45 63 71 73 BOD5/COD 0.43 0.48 0.46 0.50 0.52 铸铁屑中含

7、有铁和炭，在酸性溶液存在条件下，形成一个个以铁为阳极、炭为阴极的微原电池，产生如下电极反应：阳极 Fe-2e Fe2 E0(Fe2+/Fe)=-0.44V 阴极 2H+2e2H H2 E0(H+/H2) 0V Fe2在碱减量废水中将被作为混凝剂使用。OH- 是一种羟基自由基，可氧化多种有机物。PH影响微电解的电极反应速度和电极反应产物生成。电极反应进行使OH-大量增加，导致PH上升。当 PH升高 1.5 左右后，其上升速度趋缓。不同条件对微电解废水总铁影响较大。其中高频率振荡时改善电极表面条件最为有利，氧化还原反应得到加速，铁离子进入溶液速度加快。曝气充氧条件下，氧的大量加入并未对电极反应明显

8、加速。OH-的增加也没有对BOD5/COD产生推动作用。当微电解柱加入10% 焦炭时，其处理效果也没有提高。分析实验结果数据发现，只要出柱废水pH提高 0.6 以上，总铁在652mg/L 以上，就可保证COD 去除率 5.5%。2.2.2反应时间对铁耗、BOD5/COD和混凝效果的影响备已酸析碱减量废水6L(pH3,COD4 846mg/L,BOD5/COD 0.25) ，加入微电解柱作实验。测定微电精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页解柱出柱碱减量废水总铁，用电石渣调节至pH9后, 测定上清液的BOD5/COD 。再

9、取微电解柱排出碱减量废水，以 10% 比例加至印染废水（pH7.6，COD1358mg/L,BOD5/COD 0.02, ，色度 800 倍) 中，加电石渣调至PH8.5，测定微电解柱出柱碱减量废水的混凝效果，实验结果如表3。实验发现，当HRT 40min 时， COD 去除率大于62% ，色度去除率大于80% ，BOD5/COD有很大提高。利用铸铁屑微电解产生Fe2+，在每吨碱减量废水加13kg 废铁屑，水量占10% 时可产生理想混凝效果，费用约 0.07 0.21 元/t印染废水。3 SBR对比实验对碱减量废水的研究，重点进行了活性污泥和生物膜法两种SBR工艺比较。 HRT分配研究中，使用

10、图2 所示 SBR时序。每次实验加入混凝沉淀后印染废水6L(PH7.8 ，COD1685mg/L,BOD5 339mg/L, 色度 240倍。实验结果见图3、图 4、表 4。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页表 4 SBR 运行实验终点印染废水BOD5/COD值时序时序时序时序生物膜法 SBR 16/177 18/109 15/93 10/185 活性污泥 SBR 21/158 20/136 16/124 11/215 图 2 时序为典型的“兼氧好氧”处理工艺，通过6h兼氧段、 7h 好氧段使 COD 达标去除。时序

11、采用“兼氧1好氧1兼氧2好氧2”工艺，其COD 去除率比时序高。时序的COD 去除率最高。对照时序， COD 降解曲线虽呈现陡峭状，但是长达13h 的好氧只能使COD 降到 185215mg/L，BOD51011mg/L。对照图 4、图 5，两种 SBR工艺的生化降解趋势大致一致，膜SBR的降解能力优于泥SBR 。考验 SBR的耐冲击负荷能力，实验结果见图5。泥 SBR槽加入碱减量废水后，COD 曲线为一直线，说明活性污泥呈不可逆转死亡。膜SBR槽在曝气 6 天后， COD 曲线微微下倾，8 天后 COD 降至 148mg/L。说明附着型活性污泥的耐冲击负荷能力大于悬浮型活性污泥。4 动态实验

12、4.1微电解柱连续运行动态实验在微电解柱中投加铸铁屑1.5L ，以 HRT 0.5h，0.2L/h流量连续运行1 个周期后，用JHH活化剂活化铸铁屑，每 2 天增添铸铁屑。测定碱减量废水出柱废水参数见表5。进柱废水： pH 3.2,COD 1567mg/L 。表 5 微电解柱连续运行动态实验数据时间第 2 天第 4 天第 6 天第 8 天第 10 天数据COD 去除率/% 总铁/（mg.L-1) COD 去除率/% 总铁 /（mg.L-1) COD 去除率/% 总铁 /（mg.L-1) COD 去除率/% 总铁 /（mg.L-1) COD 去除率/% 总铁 /（mg.L-1) 周期1 82 8

13、06 79 736 73 802 72 786 76 811 周期2 65 653 68 702 71 658 65 657 72 735 周期3 64 725 65 698 68 712 71 721 69 681 动态实验中，在保持进柱废水PH3.2 条件下，周期运行中处理效率基本均衡，铸铁屑表观晶亮，疏松。观察出柱废水发现，水中有少量焦炭粉末悬浮，应是铸铁屑中析出，其量为616mg/L，中和后焦炭末与亚铁絮体混合不能分离。3 个周期连续实验表明，在保持一定运行条件下，微电解柱可以保证正常运行，未出现钝化、堵塞、处理效率下降问题。COD 去除率 64% 82% ；总铁量 653811mg/

14、L。4.2碱减量废水动态实验当碱减量废水0.2L/h ，印染废水 1.8L/h流量作动态连续运行时，整个工艺流程的控制点可灵活调整。表 5 示出关键工艺参数控制于不同控制点时的运行结果。碱减量废水原水参数：NaOH0.84% ，COD7884mg/L ，BOD5 1452mg/L,SS 256mg/L 。SBR时序见图 6，时序编号同图2。表 6 不同控制点时的动态运行结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页酸析控制点PH 4 3 1 微电解柱反应时间/min 10 20 30 10 20 30 10 20 30 碱减

15、量废水PH 4.3 4.5 5.1 3.6 3.7 3.9 2.4 2.6 2.7 总铁 / （mg.L-1) 427 530 675 655 728 936 645 839 1251 印染混合废水混凝沉淀出水PH 8.7 8.6 8.5 8.4 8.9 9.0 8.1 8.4 8.5 COD/(mg.L-1) 878 725 711 812 739 732 754 732 706 BOD5/(mg.L-1) 272 235 217 260 256 253 246 266 244 色度 / 倍360 240 200 240 200 160 200 100 100 生物膜法PH 7.2 7.0.

16、 7.1 7.1 6.9 7.2 6.8 7.2 7.3 COD/(mg.L-1) 125 134 126 118 108 97 109 101 84 BOD5/(mg.L-1) 24 18 22 14 11 19 色度 / 倍120 80 80 100 80 60 100 60 60 活性污泥 BSR PH 6.9 6.8 7.0 6.9 7.1 7.3 7.1 7.1 7.2 COD/(mg.L-1) 158 164 151 139 184 153 162 125 128 BOD5/(mg.L-1) 23 21 20 13 15 15 色度 / 倍160 120 120 120 120 1

17、20 100 120 120 表 6 数据显示，膜SBR出水 COD 低于泥 SBR约 26% 。碱减量废水酸析点PH在 2、3、4 时，对于 SBR出水并无特别影响，只对总铁和前段处理效果有影响，考虑到铁耗和管理，可选择酸析点PH3 4 和微电解反应时间 2030min。5 结论 印染碱减量废水经废酸酸析后，在酸析点pH34 可使 COD 去除率大于72% ，BOD5/COD提升到 0.3 以上。 酸析处理的碱减量废水去除了PTA和部分 COD ，进微电解柱作2030min 铁碳反应，出柱废水可作为混凝剂对其他印染废水作混凝处理，色度去除率大于80% ，COD 去除率大于62% 。 生物膜法 SBR工艺具有比活性污泥SBR更佳的处理效果，采用“好氧1兼氧好氧2”运行时序，可实现碱减量废水的达标处理。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页