山東晟博環(huán)境科技有限公司出產(chǎn)的保險(xiǎn)粉是一種強(qiáng)還原劑，廣泛應(yīng)用于紡織工業(yè)的還原性染色、還原清洗、漂白以及有機(jī)合成、木漿造紙等領(lǐng)域〔1〕。20世紀(jì)90年代后，跟著保險(xiǎn)粉制備新工藝在中國的構(gòu)成與老練，以及紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，我國保險(xiǎn)粉出產(chǎn)能力得到迅猛進(jìn)步〔2〕，成為保險(xiǎn)粉出口大國?，F(xiàn)在，全國保險(xiǎn)粉年產(chǎn)量大約40萬t。而每出產(chǎn)1 t保險(xiǎn)粉需排放鹽析廢水8 t〔3〕，廢水排放量急劇增大。保險(xiǎn)粉產(chǎn)業(yè)排放的廢水的COD高達(dá)105 mg/L以上，且污染物種類繁復(fù)，首要包含甲酸鈉、焦亞硫酸鈉、二氧化硫、甲醇和環(huán)氧乙烷等，此外還含有甲酸甲酯、Bunte 鹽、亞硫酸鈉等副產(chǎn)物〔2〕，其水質(zhì)的物化性質(zhì)較特殊，可生化性差，處理難度大?，F(xiàn)在，對保險(xiǎn)粉廢水的處理首要選用物化手段，如化學(xué)氧化、酶催化氧化、光催化氧化、混凝Fenton法等〔2, 3, 4, 5, 6〕。選用上述辦法處理保險(xiǎn)粉廢水，存在很多缺乏，如操作過程較為復(fù)雜;處理費(fèi)用偏高;處理后出水COD高，難以到達(dá)排放規(guī)范要求等。厭氧—好氧串聯(lián)工藝已廣泛應(yīng)用于各種難生物降解的化工廢水的處理，并取得了較好的處理作用〔7〕，但鮮有將其應(yīng)用于保險(xiǎn)粉廢水的處理。

　　對此，本研討選用預(yù)處理—厭氧—兩級SBR生物組合工藝處理此類廢水。該組合工藝具有運(yùn)轉(zhuǎn)簡單，實(shí)用性強(qiáng)的特色，能夠一次性處理該類廢水的處理難題。本研討經(jīng)過實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)調(diào)查了組合工藝各工序段對保險(xiǎn)粉廢水中COD的去除作用，以期為保險(xiǎn)粉廢水處理的實(shí)踐工程設(shè)計(jì)供給參閱。

　　1 實(shí)驗(yàn)材料與辦法

　　1.1 廢水水質(zhì)

　　實(shí)驗(yàn)用水取自株洲某保險(xiǎn)粉出產(chǎn)廠排放的廢水，其水質(zhì)：pH 5.80～6.02，COD 12 800～22 400 mg/L，SS 400 mg/L，氨氮 0.45 mg/L，硫化物13.6 mg/L，TOC 8 185～8 849 mg/L，總鐵4.5～6.8 mg/L。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)辦法

　　實(shí)驗(yàn)選用ASBR、兩級SBR反響器，實(shí)驗(yàn)流程如圖 1 所示。



圖 1 實(shí)驗(yàn)流程

　1.2.1 保險(xiǎn)粉廢水的預(yù)處理

　　保險(xiǎn)粉廢水可生化性差，首要是因?yàn)槠溟g的賤價(jià)硫化物、硫醇、亞鐵等對生化體系有必定的毒害作用〔8〕 ，然后限制了生化處理的作用。本研討選用適度氧化結(jié)合混凝沉積對廢水進(jìn)行減毒預(yù)處理，為后續(xù)生化體系供給杰出的基質(zhì)。

　　1.2.2 厭氧處理

　　厭氧處理體系為ASBR反響器，選用有用容積為3.5L的玻璃容器，置于(35±1)℃恒溫培養(yǎng)箱中，每次換水用氮?dú)膺M(jìn)行厭氧維護(hù)。向厭氧進(jìn)水中投加碳酸氫鈉調(diào)理pH在6.5～7.5之間，按照m(COD)∶m(N)∶m(P)=200∶5∶1以NH4Cl、Na2HPO4補(bǔ)充氮源與磷源，以氯化鐵、硫酸銅、碘化鉀、硫酸錳、氯化鈷、硫酸鋅等制造的混合液供給微量元素。厭氧反響工藝程序操控為充水0.5h，反響22h，沉積0.5h，排水、排泥和擱置1h。厭氧處理分3個(gè)階段進(jìn)行，馴化期、負(fù)荷進(jìn)步期和安穩(wěn)期。接種來自于湘潭河西污水處理廠的顆粒污泥進(jìn)行馴化。馴化階段，選用集中進(jìn)水方式，廢水中按比例投加必定量的葡萄糖作為碳源，并逐漸添加廢水在進(jìn)水中的比例直到污泥徹底適應(yīng)廢水。馴化期完畢，添加體系進(jìn)水COD，研討該體系合理的污泥運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷。在最jia負(fù)荷條件下，該體系進(jìn)入安穩(wěn)期，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)20個(gè)周期，調(diào)查該體系對廢水中COD 的去除作用。

　　1.2.3 兩級SBR處理

　　選用兩級SBR，即第1級 SBR、第2級 SBR串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)處理厭氧反響器出水。該串聯(lián)反響器在室溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，接種的活性污泥來自某污水處理廠，單個(gè)反響器為有用容積2L的玻璃容器，裝置內(nèi)加微孔曝氣頭，各階段均選用瞬時(shí)進(jìn)水、瞬時(shí)出水。

　　第1級SBR進(jìn)水由厭氧反響器出水供給，第1級SBR出水作為第2級SBR進(jìn)水。在厭氧反響器進(jìn)入安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)期，相應(yīng)的兩級SBR運(yùn)轉(zhuǎn)安穩(wěn)后，對兩級SBR工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化配置。實(shí)驗(yàn)確定第1級 SBR和第2級SBR的充水比別離為0.8和0.6，經(jīng)過恰當(dāng)?shù)呐拍鄨?jiān)持第1級 SBR污泥質(zhì)量濃度為5 000 mg/L，第2級SBR操控污泥質(zhì)量濃度為3 000 mg/L。

　　1.3 剖析辦法

　　COD：重鉻酸鉀法(GB 1194—1989);BOD5：稀釋與接種法(HJ 505—1989);pH：電極法;氨氮：納氏試劑分光光度法(HJ 535—2009);SS：分量法(GB 11901—1989);硫化物：氣相分子吸收光譜法(HJ/T 200—2005);TOC：焚燒氧化—非分散紅外吸收法(HJ 501—2009);總鐵：原子吸收分光光度法(GB11911—1989)。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 保險(xiǎn)粉廢水的減毒預(yù)處理

　　選用自然氧化、曝氣氧化、H2O2氧化結(jié)合投加PAC混凝3種方式對保險(xiǎn)粉廢水進(jìn)行減毒預(yù)處理，結(jié)果見表 1。



　　從表 1能夠看出，選用H2O2氧化，廢水中COD的去除率Z高，且用時(shí)最短。經(jīng)過氧化，廢水中的亞鐵離子大部分轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子，再經(jīng)過投加混凝劑PAC，去除廢水中的鐵。廢水經(jīng)預(yù)處理后，大部分的有毒物質(zhì)得以去除，可生化性顯著進(jìn)步。經(jīng)H2O2氧化混凝后的廢水的BOD5/COD由0.27進(jìn)步到0.48，水質(zhì)得到顯著改進(jìn)，為后續(xù)的生物處理創(chuàng)造了有利的條件。

2.2 厭氧處理結(jié)果剖析

　　ASBR中廢水COD在污泥馴化期(1~20 d)、負(fù)荷進(jìn)步期(20~200 d)、安穩(wěn)期(200~220 d)的改變?nèi)鐖D 2所示。

　　從圖 2能夠看出，在整個(gè)馴化期，反響器進(jìn)水COD均勻?yàn)?40 mg/L，均勻出水COD降為260 mg/L，COD去除率在前期較高，整體呈下降趨勢，由73%降到58%。在馴化過程中，跟著廢水在進(jìn)水中比例的進(jìn)步，微生物對較高濃度污染物的適應(yīng)需要更長時(shí)間，因而COD處理功率有所下降。

圖 2 厭氧反響COD去除作用

　　負(fù)荷進(jìn)步階段(20~200 d)，因?yàn)檫M(jìn)步了廢水在進(jìn)水中的比例，相應(yīng)的體系的COD污泥負(fù)荷增大。進(jìn)水COD由790 mg/L進(jìn)步到13 547 mg/L，相應(yīng)的COD污泥負(fù)荷(以VSS計(jì)，下同)由0.04 kg/(kg·d)進(jìn)步到0.68 kg/(kg·d)。30~70 d的周期內(nèi)，厭氧反響器對COD的去除率較不安穩(wěn)，可見厭氧體系對水質(zhì)波動較敏感。經(jīng)過微生物的不斷適應(yīng)，在78~170 d，反響器對COD的去除率均勻可維持在71%，且當(dāng)COD污泥負(fù)荷為0.4 kg/(kg·d)(第156天)時(shí)，COD的去除率到達(dá)Z大，為75%。繼續(xù)添加進(jìn)水COD，反響器對COD的去除作用下降;當(dāng)COD污泥負(fù)荷進(jìn)步到0.55 kg/(kg·d)(第178天)以上時(shí)，反響器開端出現(xiàn)跑泥現(xiàn)象，體系酸化，出水黏稠，COD去除率也隨之下降到58%。因而，厭氧反響器的COD污泥負(fù)荷應(yīng)維持在0.50 kg/(kg·d)左右，以保證體系的zui佳處理作用。

　　經(jīng)過10 d的調(diào)理適應(yīng)，體系進(jìn)入安穩(wěn)期(200~220 d)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)20 d，操控進(jìn)水COD在10 277 mg/L左右，體系出水COD降為3 200 mg/L，安穩(wěn)期的均勻COD去除率上升到69%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，厭氧作用對廢水COD的去除有杰出的作用。

　　2.3 兩級 SBR處理結(jié)果剖析

　　2.3.1 兩級SBR對COD的去除作用

　　圖 3、圖 4別離給出了第1級SBR和第2級SBR中的廢水COD隨時(shí)間的改變。



圖 3 第1級SBR對COD的去除作用

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在第1級 SBR負(fù)荷進(jìn)步期(20~210 d)，在20~170 d時(shí)進(jìn)水COD由463 mg/L逐漸添加至2 879 mg/L，該體系對COD的去除率在60%左右起浮。當(dāng)厭氧反響器COD污泥負(fù)荷到達(dá)0.55 kg/(kg·d)以上，厭氧出水COD到達(dá)4 700 mg/L(第178天)時(shí)，第1級SBR在178~190 d的COD去除率仍維持在52%，可見該體系發(fā)揮了較好安穩(wěn)水質(zhì)的作用。進(jìn)入安穩(wěn)期(210~230 d)后，第1級SBR進(jìn)水COD達(dá)3 200 mg/L左右，出水COD維持在1 500 mg/L左右，COD去除率安穩(wěn)在53%。第2級 SBR進(jìn)水COD從126 mg/L進(jìn)步至1 000 mg/L時(shí)，跟著微生物對廢水不斷的適應(yīng)，體系COD去除率有所進(jìn)步，堅(jiān)持在70%以上。當(dāng)進(jìn)水COD忽然添加到1 732 mg/L(第180天)時(shí)，COD去除率仍到達(dá)87%。安穩(wěn)期時(shí)，第2級 SBR的均勻進(jìn)水COD為1 000 mg/L，出水COD降為100 mg/L左右。



圖 4 第2級SBR對COD的去除作用

　　在兩級SBR組合工藝中，獨(dú)自任一工序段都無法到達(dá)COD的高效去除。第1級SBR在安穩(wěn)期的COD去除率較低(53%)，與第1級SBR比較，第2級SBR對底物的降解使用能力顯著進(jìn)步，安穩(wěn)后的COD去除率均勻可達(dá)89%，可見第1級SBR緩沖了大量的不利沖擊，緩解了第2級SBR的處理壓力。

　　2.3.2 兩級SBR反響時(shí)間對COD去除作用的影響

　　反響時(shí)間作為重要的工藝參數(shù)對COD的去除有必定的影響。在兩級SBR不同進(jìn)水水質(zhì)條件下，每隔1h測定1次出水COD，研討反響時(shí)間對COD去除作用的影響，結(jié)果如圖 5所示。



圖 5 COD去除隨時(shí)間的改變

　　由圖 5能夠看出，2個(gè)反響器在曝氣前段時(shí)間(0~5h)，對COD的去除都較快;5h后，對COD的去除變得緩慢。第1級SBR、第2級SBR別離在曝氣11、8h后，出水COD基本堅(jiān)持安穩(wěn)。因而，設(shè)置第1級SBR、第2級SBR的反響周期別離為12、9h，瞬時(shí)進(jìn)出水、沉積、擱置1h，以到達(dá)很佳的COD去除作用。

　　2.4 組合工藝各工序段對COD的去除作用

　　組合工藝各工序段對COD的去除作用見表 2。



　　3 定論

　　(1)選用H2O2氧化加混凝對保險(xiǎn)粉廢水進(jìn)行預(yù)處理作用佳，廢水的BOD5/COD可由0.27進(jìn)步到0.48，COD去除率可達(dá)15.6%。

　　(2)厭氧反響器Z佳運(yùn)轉(zhuǎn)條件：堅(jiān)持進(jìn)水COD 在10 277 mg/L左右，COD污泥負(fù)荷堅(jiān)持在0.5 kg/(kg·d)，此條件下COD去除率可到達(dá)69%。

　　(3)當(dāng)兩級SBR反響曝氣時(shí)間別離為11、8h，周期別離設(shè)置為12、9h時(shí)，COD去除率可別離到達(dá)53%、89%，總COD去除率可達(dá)97%。

　　(4)預(yù)處理—厭氧—兩級SBR組合工藝對保險(xiǎn)粉廢水有杰出的處理作用，總COD去除率可達(dá)98%，出水水質(zhì)到達(dá)《污水歸納排放規(guī)范》(GB 8978—1996)的二級規(guī)范。