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生物活性炭技术在印染废水深度处理中的应用研究

时间:2017-5-13 16:25:00   来源:中国印染网   添加人:admin

  责任编辑宋平责任校对卢瑶生物活性炭技术在印染废水深度处理中的应用研究王安1,木春绵2(1.台州市环境监测中心站,浙江台州318000;2.浙江工业大学,浙江杭州310032)活性炭滤塔运行方式、进水浓度、滤速等因素对处理效果的影响。上向流、进水CODcr浓度低于300mg/L、滤速<1.88 m/h是生物活性炭滤塔处理印染行业生化出水的合适工艺参数,并得到滤塔的反冲洗周期约为60h生物活性炭技术深度处理印染废水可以达到中水回用的目的。

  印染行业用水量大,且废水水质具有成分复杂,有机污染物浓度高,碱性大,色度深,可生化性较差等特点1-2,但经二级生化处理后,其废水水质相对较好,色度较浅,C0D值一般低于300mg/L.该研究利用生物活性炭技术对印染行业二级处理废水即生化出水进行深度处理,以达到中水回用的目的。生物活性炭技术不但能吸附水中有机物,并能生物降解水中有机物,可以大大延长活性炭的使用寿命,同时还可去除活性炭和微生物单独作用时不能去除的一些污染物3-6.由于滤塔(池)的工艺参数会直接影响其处理效果和成本,因此该试验分别研究了生物活性炭滤塔的运行方式、废水进水浓度、滤速等影响因子对印染行业生化出水C0D去除率的影响,并确定了生物活性炭滤塔的反冲洗1试验流程浙江某印染厂废水处理的前端工艺为水解酸化-混凝沉淀-接触氧化,二沉池出水可达标排放。该厂为进一步提高水的利用率,拟对达标废水进行深度处理,并将其回用。

  试验采用生物活性炭技术对该厂二沉池出水进行深度处理。

  除特殊说明外,生化出水水质pH为6.5~8.5,CODCrS200300mg/L.其中,活性炭滤塔由有机玻璃制成,规格为000mm,填料层高度为800mm,柱壁上设多个取样孔。底部(或顶部)设置气水反冲洗装置,采取上进下出(或下进上出)的运行方式,正常滤速控制在2m/h以下。装置示意图见。试验所用活性炭为ZS-19型污水处理专用活性炭,属于煤质柱状活性炭,规格为4mm,比表面积为注:a.上向流;b.下向流。

  生物活性炭滤塔简图王安(1982-),女,浙江台州人,工程师,硕士,从事环境管2试验结果与分析2.1运行方式对COD去除率的影响生物活性炭滤塔的运行方式分为上向流过滤和下向流过滤两种。上向流过滤是让水从滤塔底部流入,依靠压力使水从滤塔顶部流出,见a.下向流是让进水直接通入滤塔顶部,靠重力由上向下流动,最后从塔底流出,见b7.由于上、下流的水流方向相反,导致滤料的高度、生物膜生长状况以及滤料的剪切力有所不同,从而两种流向的处理效果也有所不同。

  运行时间//h不同运行方式对CODa去除率的影响为该试验稳定运行阶段生物活性炭上向流和活性炭下向流两种运行方式对印染生化出水COD的去除效果。从可知,上向流运行方式对印染生化出水COD去除率均在下向流运行方式对COD去除率之上。这是由于向上流运行时,滤料受到水的浮力和推力的合力作用,导致滤层膨胀,滤层高度比下向流时增加8~10cm左右。另一方面,由于在滤塔底部曝气,向下流运行时,下部滤层的生物膜在水流及气流反方向冲刷下更易流失,这跟观察得到的向上流滤料表面的生物膜生长状况好于向下流运行方式时生物膜生长状况这一结果是一致的8.另外,由于上向流具有较为松散的滤层,其过滤周期也相应更长,从而操作更省事,反冲洗费用更少。因此,在研究其他因素对印染生化出水COD去除率的影响时,均采用上向流的运行方式。

  2.2废水进水浓度对CODcr去除率的影响印染行业由于在生产过程中产品染色品种的不同导致产生的废水水质存在较大的波动,而水质的波动必定会影响到生物活性炭滤塔的运行状况。由于活性炭存在吸附饱和这一问题,因此对进水浓度有着严格的控制,另外,生物膜法也不适用于处理浓度高的有机废水,它们会抑制生物降解反应的速率9.该试验通过研究进水浓度对COD去除率的影响来确定生物活性炭滤塔适宜的进水浓度,试验结果见。

  从可知,在其他条件如运行方式、填料、曝气量、流速等基本一致的情况下,当废水COD值>300mg/L时,生物活性炭塔的去除效率迅速下降。同时考虑到活性炭的吸附饱和问题,需控制废水的进水COD浓度不宜超过300mg/L,这与资料7报道生物活性炭处理废水的COD浓度不宜超过200mg/L是基本一致的。

  2.3滤速对COD去除率的影响生物活性炭滤塔的滤速(或停留时间)是废水COD去除率的一个重要影响因素。

  为确定生物活性炭技术处理印染生化出水的最佳滤速,该试验通过调节废水进水流量来研究滤速对COD去除率的影响,试验结果见。从可知,随着滤速的增加,活性炭废水进水浓度对CODcr去除率的影响滤塔的COD去除效率呈逐渐下降趋势。当滤速<1.88m/h时,COD的去除率达40%左右,而当滤速> 1.88m/h时,COD去除率急速下降。因此建议在利用活性炭技术处理印染生化出水时,其滤速应<1.88m/h.滤速对COD去除率的影响2.4生物活性炭滤塔反冲洗周期的确定由于进入生物活性炭单元的水中通常带有一定量的悬浮物,这样在生物炭工作一定周期后,在炭床表面或表层形成的悬浮物截留层会使炭床表面“板结”造成水在通过炭床时的阻力逐渐增加,当炭床上面的水面上升到一定高度时,就应进行反冲洗。经过反冲洗(在较大的反方向水流加上空气搅拌的作用下),悬浮物及生物膜类的堵塞物可以基本得到清除,生物活性炭会恢复到运行初期的工作状况。该试验通过研究活性炭塔运行时间对废水COD去除率的影响来确定适宜的反冲洗周期10.活性炭滤塔运行时间对COD去除率的影响从可知,生物活性炭塔COD去除率先随着活性炭运行时间的增加而增加,约在30h之后,COD去除率达到(下转第7318页)看出,加入Cu2+后,色素液的吸光度值显著下降,且随浓度的增大,及光度值下降更加明显。32d后浓度为1.6x10―4、16x10―4、32x10―4ml/L的Cu2+色素液保存率分别为:69.50%、56.49%、54.68%,不加任何离子的参照液保存率为92.03%.由此可得+对黑果小檗色素具有减色作用,同时会降低其稳定性。

  如果色素液中参杂有Cu2+,要尽量降低Cu2+的含量。

  Cu2+对黑果小檗色素稳定性的影响通过比较黑果小檗色素在不同贮存介质中的稳定性,得出在pH为1的蒸馏水中贮存最稳定。表1为黑果小檗色素稳定性汇总。

  3结论加入不同金属离子的溶液稀释黑果小檗色素提取液后,+和Cu2+离子有减色作用;但这些金属离子均随浓度的增加,色素稳定性降低。因此,在食品加工或贮藏中,要尽量降低金属离子的含量,尽量避免加入或接触含Fe3+、Pb2+和Cu2 +离子的物质或容器。

  (上接第7303页)最大值并保持该去除率,在运行时间达60h后,废水COD去除率随着运行时间的增长迅速降低。根据Dussert等的研究,生物活性炭去除有机污染物的过程可分为三期,前期是细菌的驯化期,污染物质的去除主要是靠物理吸附作用;中期是吸附和生物降解共同作用的结果,伴随吸附位的饱和,吸附去除逐渐减少;后期是生物膜生长逐步稳定期,主要是生物降解在起作用。因此,生物活性炭滤塔处理印染行业生化出水(COD为150~200mg/L)时,滤塔的反冲洗周期确定为60h.另外,反冲洗强度可取为810L/(m2 s),反冲洗时间3结论比较生物活性炭滤塔废水的两种运行方式,即上向流和下向流,得出上向流的运行方式对废水的COD.,去除效率高于下向流,并且更易于操作,反冲洗费用更低。

  由于活性炭吸附饱和及进水浓度对废水COD去除率的影响,生物活性炭技术需控制废水进水COD.,浓度<300mg在该试验装置条件下,生物活性炭滤塔的滤速是影响废水CODCr去除率的决定性因素。当滤速>1.表1黑果小檗色素稳定性金属离子试验现象结论随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值先减后增随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值越大随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值先增后减随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值先增后减随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值越小随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值先减后增随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值先增后减随时间延长吸光度值下降,浓度越高,吸光度值先增后减注:+表示显著性大小,+越多越显著;-表示不显著性。