水解酸化 混凝沉淀 BIOFOR工艺处理碱性染料废水的研究.pdf

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1、目录 3 4 4 工艺流程说明1 1 3 4 5主要构筑物及设备1 1 第4 章实验室小试1 5 4 1 试剂15 4 2 分析方法1 5 4 3 实验部分16 4 3 1 水解酸化实验阶段1 6 4 3 2 混凝沉淀实验阶段1 7 4 3 3B I O F O R 实验阶段2 1 4 4本章小结2 2 第5 章工程运行效果2 3 5 1 水解酸化的运行效果2 3 5 2 混凝沉淀的运行效果2 4 5 3 B 1 0 F O R 滤池的运行效果2 5 5 4 系统整体运行效果2 6 5 4 1 C O D 去除效果2 6 5 4 2 色度去除效果2 6 5 4 3S S 去除效果2 7 5 4

2、 4B O D 5 去除效果2 8 5 5 本章小结2 8 第6 章工程投资及运行成本2 9 6 1 工程投资估算2 9 6 1 1 工程总投资2 9 6 1 2 土建投资估算2 9 6 1 3 设备投资估算3 0 6 2 运行成本分析3 0 6 2 1 成本计费标准3 0 6 2 2 废水处理厂定员3 1 6 2 3 药剂消耗3 1 l V 目录 6 2 4 电力消耗3 1 6 2 5 直接运行费3 2 第7 章结论与建议3 3 致谢3 4 参考文献3 5 V 第1 章引言 第1 章引言 自2 0 世纪9 0 年代以来，我国的印染行业迅猛发展，尤其是民营的印染企 业发展十分迅速。但是，我国印

3、染行业生产过程中排放的“三废”，对环境造 成了严重污染。尤其是废水，据不完全统计，我国印染废水每天排放量3 1 0 6 4 1 0 6 K g d ，是各行业中的排污大户之一1 1 | 。 据统计，在印染过程中随废水损失的染料量为所用染料的1 0o 6 0 左右。染料 废水具有有机物浓度高、色度高、无机盐含量高、成份复杂、可生化性差、脱 色困难等特点，难以采用常规方法进行治理，且含有多种具有生物毒性或导致 “三致”( 致癌、致畸、致突变) 性能的有机物，一直是工业污水中处理的难 点，也是当前国内外水污染控制领域急需要解决的一大难题。据报道，染料废 水中含有的苯环基、偶氮基等基团的使人易患膀胱癌

4、。废水中残存的染料组 分，即便浓度很低，排入水体也会造成水体透光率的下降，而最终将可能导致 水体生态系统的破坏【2 J 。 染料废水主要来源于文教、印染、纺织、日化等生产行业，具有“高浓 度、高色度、难降解、多变化等特点，是难处理的工业废水之一。其中纺 织、印染等行业的染料废水处理方法已有较多研究，常见的方法有：物理法、 化学氧化法、生物法和联用技术等，但文教生产行业产生的染料废水研究较 少，该类型企业废水的产生量一般不大，需要工艺简单、操作方便、运行费用 低、处理效果好的处理工艺。 综上所述，对文教类产生的染料废水的处理技术的研究对我们的生产生活 和健康以及地球的保护具有十分重要的意义。 针

5、对碱性染料废水的特点，本文研究采用格栅+ 水解酸化( 在调节池中进 行) + 混凝沉淀+ 曝气生物滤池组合工艺处理该废水。经过3 6 个月调试运行， 对调节池( 水解酸化池) 、混凝沉淀池、B I O F O R 滤池的运行特性进行了研究， 并探讨了各处理设施运行的影响因素，控制条件以及运行过程中的异常情况及 其处理对策，为文教类碱性染料废水的处理提供参考依据。 第2 章文献综述 第2 章文献综述 中国是染料生产大国，据统计，2 0 0 2 年中国染料行业的产量达到4 1 2 万吨， 同比增长3 1 1 ，占世界染料产量的4 6 左右，居世界第一位【3 1 。 我们国家近几年的经济迅速发展，公

6、民环保意思不断的增强，染料废水一 直是大家比较关注的污染之一，因其特性此类废水较难处理，因此对染料废水 处理的研究也越来也多。 2 1 染料工业的发展 2 1 1国外染料工业发展情况 随着染料使用市场的需要以及提高企业在市场竞争中的竞争力，世界各染 料公司都比较注重染料的改进与开发，把改进与开发染料放到比较重要的地 位。 近年来，世界染料行业平均每年开发1 6 8 个新染料，其中新结构的染料不 到一半，还有超过一半的染料是老品种改进，如新剂型、新用途、新商品等， 新染料开发上占领先地位的仍是国外染料公司，并控制着全球染料专利技术的 7 5 。随着人们对环境保护的重视程度不断增加，绿色环保染料也

7、开始大行其 、，U - 追o 2 1 2国内染料工业发展情况 我国的染料工业是在仿制国外染料品种的基础上发展起来的，我国已成为 世界染料生产数量、贸易数量和消费数量的第一大国，染料产量约占世界染料 总产量的6 0 。 目前我国生产的染料品种大约有6 0 0 多种，涵盖各大染料类别，能满足国 内9 0 以上市场需求量，染料工业产品质量在稳步提高，但是与先进国家比 较，我国染料工业的竞争力还处于弱势地位。 2 第2 章文献综述 2 2 染料的概述 2 2 1 染料的定义 染料是能使纤维和其他材料着色的物质，分天然和合成两大类。 2 2 2 染料的分类 按照染料制作的原料不痛，染料可分为天然和合成两

8、大类。 ( 1 ) 天然染料 天然染料是指从动物、植物或矿产资源中获得的、不经过人工合成或者很 少甚至没有经过化学加工的染料。 天然染料根据来源可分为动物染料、植物染料和矿物染料，其中以植物染 料为主。 矿物染料是各种无机金属盐和金属氧化物，主要有棕红色、淡绿色、黄 色、白色，经过粉碎混拼，可得2 0 多个色谱。 动物染料有虫( 紫) 胶、胭脂红虫等；植物染料有茜草、紫草、苏木、靛 蓝、红花、石榴、黄栀子、茶、崧蓝、荩草、柿子、紫草、墨水树等。 ( 2 ) 合成染料 合成染料又称人造染料，主要从煤焦油分馏出来( 或石油加工) 经化学加 工而成，习称“煤焦油染料”。又因为合成染料在发展初期主要都

9、是以苯胺为原 料，故有时也称为“苯胺染料”。 合成染料与天然染料相比具有很多优点，例如色泽鲜艳、耐洗、耐晒、能 批量生产等，目前使用较多的也是以此种染料为主。 合成染料按化学结构分为硝基、偶氮、蒽醌、靛族、芳甲烷等类。按应用 方法分为酸性、碱性、直接、媒染、硫化、还原、冰染、分散、活性等类。 2 2 3 碱性染料的特点 碱性染料也称盐基性染料，其发色基团大多数为有机碱类，与无机酸结成 盐( 氯化物) 少数为其他盐类。染料在水溶液中离解时，因色素基团带阳电荷， 因而属阳离子染料。它的特点是色泽鲜艳，有瑰丽的荧光( 主要是玫红、黄、 橙等色) ，而且着色力很强，用很少量的染料即可得到深而浓艳的色泽

10、。但是 由于碱性染料上染纤维后耐光色牢度和耐洗色牢度较差，现在已很少用于纺织 行业的染色，主要用于生产文教用品及制造色淀等。 3 第2 章文献综述 碱性染料电离后染料离子带正电，可与酸性物质结合成盐。微生物实验室 一般常用的碱性染料有美兰、甲基紫、草酸铵结晶紫、醋酸洋红、碱性复红、 中性红、孔雀绿和蕃红等，在一般的情况下，细菌易被碱性染料染色。 2 3 碱性染料废水的概述 2 3 1 碱性染料废水的来源 含碱性染料废水主要来源于碱性染料使用过程中产生的废水。 2 3 2 碱性染料废水的成分及特点 由于使用碱性染料的厂家不同，生产的产品也不同，各种添加剂及生产工 艺的区别，使得碱性染料废水中污染

11、物成分十分复杂，含有多种染料、助剂，具 有色度高、碱性大、化学需氧量( C O D ) 高，而生化需氧量( B O D 5 ) 相对较低，可生 化性差，水质变化大等特点。 ( 1 ) 污染物浓度、色度都较大。 使用碱性染料进行生产和加工产品的过程中排放的废水都会带有合成染料 的一些特性，色度及C O D 均较高。 ( 2 ) 成分复杂 由于碱性染料的品种繁多而且使用的范围较广，因此含碱性染料废水的成 分也就十分的复杂。 ( 3 ) 可生化性差。 由于碱性染料废水中的主要组成成分都是由人工合成的高分子有机化合 物，这些高分子有机化合物的物理化学稳定性都很强，因此很难直接被微生物 所利用、转化和降

12、解。 2 3 3 碱性染料废水的危害 碱性染料废水成份复杂、色度高，有毒物质多而严重污染环境，含有残余染 料、染色助剂、以及一些重金属，其中残余染料及助剂构成了废水中有机污染物 的主要成份，并使废水带有特殊的颜色，严重的污染了环境。 4 第2 章文献综述 2 4 碱性染料废水处理技术 在碱性染料应用过程中，由于各种设备的清洗等原因，会产生大量的成分复 杂、色度高、碱性大、化学需氧量( C O D ) 高，而生化需氧量( B O D 5 ) 相对较低的废 水，该废水如果未经处理就直接排入水体，会对水环境造成严重的破坏。因此， 需要处理达标后才可以排放，由于废水产生量较小，处理难度较大，运行费用

13、较高，管理不方便，故相关的处理技术一直处于试验研究阶段。目前，对该类 型废水的处理方法有物理法、化学法、生物法以及这三种方法的组合。 2 4 1 物理方法 2 4 1 1 吸附法 吸附法是2 0 世纪7 0 年代以来工业废水处理广泛应用的方法之一，它是利 用表面具有多孔的一些固体作为吸附剂，当废水与吸附剂接触时，废水中的一 种或数种污染物被吸附于固体表面从而达到废水净化的目的。在染料及印染废 水处理中，吸附法主要用于预处理或生化处理后的深度处理。一般情况下，吸 附法对亲水性染料效果显著。张小璇等人1 4 J 利用活性炭吸附染料废水的特性进 行了研究得出活性炭对染料废水有良好的脱色效果的结论。酸

14、性品红废水的脱 色最容易，碱性品红废水次之，活性黑B 1 3 3 废水最难。而染料废水的脱色率 会随着温度的升高而增加，但是p H 值对染料废水的脱色效果却没有太大的影 响，活性炭用量是影响染料废水脱色率的主要因素之一，对浓度为2 5 0 m g L 的 碱性染料废水、酸性染料废水、活性黑B 1 3 3 染料废水，室温下的最佳活性炭用 量分别为1 O 、O 8 、2 0 。在最佳的吸附工艺条件下，碱性品红、酸性品红 和活性黑B 1 3 3 染料废水的脱色率均超过9 7 ，出水的色度稀释倍数不大于5 0 倍，C O D 小于5 0 m g L ，达到国家一级排放标准要求。考虑到分离出的活性炭 仍

15、具有部分吸附能力，而且活性炭价格贵，因此综合考虑经济因素，可以利用 这些活性炭处理染料废水使其达到较低的中间浓度之后，再用新的活性炭处理 中间浓度的染料废水从而达到排放标准，以减小运行成本。 2 4 1 2 膜分离技术 分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质，它能使流体内的 一种或者几种物质透过，而其它物质不能透过，从而起到浓缩和分离纯化的作 用。目前研究用于染料废水处理的主要是压力推动膜分离技术，包括反渗透 5 第2 章文献综述 ( R O ) 、超滤( U F ) 、纳滤( N F ) 等。 J i r a t a n a n o n 等研究发现，纳滤膜对活性染料的截留率达9 9

16、 【5 1 。但是膜的先 天性原因，使得膜分离技术存在着投资和运行费用高，易发生堵塞，需要高水平 的预处理和定期的化学清洗，浓缩物需处理等问题。 2 4 1 - 3 气浮法 气浮法是常用的工业净水方法。采用吸附性气泡气浮技术可将染料化工厂 废水中分离直接蓝染料。韩悦【6 】的研究发现，采用气浮法处理阳离子染料废水， 在p H 9 0 ，气体流量3 0 0 m L m i n ，装液量4 5 0 m L ，表面活性剂浓度1 4 m m o l L 时，脱色率9 5 7 ，富集比1 3 5 。 2 4 2 化学方法 2 4 2 1混凝法 混凝法也是印染废水处理中采用较多的方法，有混凝沉淀法和混凝气

17、浮法两 种。混凝法对于C O D 和色度的去除均具有较好的效果。混凝法因染料品种和混 凝剂的不同，脱色率在5 0 9 0 间变动【1 1 。 2 4 2 2 化学氧化法 化学氧化法的机理是利用臭氧、氯及含氧化物将染料的发色基团的不饱和 双键被氧化断开，形成分子量较小的有机物或无机物，从而使染料失去发色能 力的一种染料废水处理方法。张丽宏7 1 的研究表明，化学氧化法是一种优良的 染料废水脱色方法，但如果氧化程度不足，染料分子的发色基团可能被破坏而脱 色而其中的C O D 仍未除尽；若将染料分子充分氧化，能量、药剂量消耗可能会过 大，成本太高，所以化学氧化法一般用于氧化一絮凝或絮凝一氧化工艺。

18、2 4 2 3 电化学法 电化学氧化法是一种高级氧化技术，电化学发被称为“环境友好型”技 术，有着其他高级氧化工艺所不能比拟的特点【8 1 。 K e n n e d y 哼3 研究表明采用电化学法，染料废水色度去除率9 0 9 8 ，C O D 去除率为5 0 7 0 。但是电化学发虽然对于印染废水的脱色效果很好，但是 电极消耗大，电能利用率低。 6 第2 章文献综述 2 4 3 生物法 生物法就是利用微生物的新陈代谢作用去除废水中染料等有机物。处理染 料废水的生物法主要有厌氧法、好氧法及微生物修复技术( 真菌、酶、细菌和 藻类) 等l 川。 ( 1 ) 好氧法 对于可生化性较高的染料废水采

19、用好氧法，对于B O D 5 的去除率较高，一 般可以达8 0 左右，但是色度和C O D 的去除率不高】。 ( 2 ) 厌氧法 厌氧法既能去除部分有机物，又能降解结构复杂的有机物，提高其可生化 性，且具有处理费用低、可回收能量等特点。但从总体上说，如果单独运用厌 氧处理法处理染料废水一般效果不理想，难以达标排放【I 引。 ( 3 ) 厌氧一好氧联合处理法 好氧生物处理和厌氧生物处理由于各有一定的缺陷，因此，在实际应用 中，往往将两者相结合。染料废水在进行好氧处理前先进行厌氧处理，使非溶 解性有机物转化成溶解性物质，大分子有机物分解成小分子，使难生物降解物 质转化为生物降解物质，提高染料废水的

20、可生化性，然后进行后续的好氧处 理，最终实现了染料的降解( 1 3 。安虎仁等1 4 1 采用厌氧好氧工艺处理一种染料 工业废水，在进水C O D 为1 2 0 0 m L ，色度为5 0 0 倍时，厌氧段有机负荷( C O D ) 小于5 3 k g ( m 3 d ) ，水力停留时间6 1 0 h ，好氧段水力停留时间6 5 h 的条件下， 出水C O D 2 0 0 m g L ，色度 5 0 倍，达到了排放标准要求。染料废水的脱色过程 主要发生在厌氧段，C O D 的去除过程主要发生在好氧段。 2 5 本章小结 本章介绍了染料工业的发展，碱性染料废水的组成成分、水质特点、处理 技术的发

21、展等。碱性染料废水成分复杂，色度高、碱性大、化学需氧量( C O D ) 高，而生化需氧量( B O D 5 ) 相对较低，可生化性差，水质变化大，目前国内外处理碱 性染料废水主要集中于物理法、化学法、生物法等传统水处理技术，实践表 明，如果单独采用这几种方法很难达到国家排放标准。因此，采用新的工艺深 度处理碱性染料废水，解决传统技术存在的缺陷，促使碱性染料废水处理技术 出现新的突破，己成为当前研究重点。 7 ! 第3 章研究的内容、方法和创新点 第3 章研究的内容、方法和创新点 3 1 课题来源 本次论文研究课题来源于江西某文具公司，该厂主要生产圆珠笔染料和油 墨，废水主要来自蓝车间生产废水

22、、彩色车间生产废水、制水房离子交换再生 废水、浴室水、实验室废水、冷却水、冲洗水、生活污水等，蓝车间生产废水 排放量目前为1 0 0 吨日( 将来可达1 5 0 吨日) ，彩色车间还没生产，生产后将排 放含有三价铬的染料废水2 0 吨日，浴室水1 0 吨日，离子交换再生废水1 0 吨， 其它生活污水约1 0 吨。 该公司委托南昌大学对废水进行处理，以期达到废水的达标排放。我们经 过实地踏勘，并根据废水的特点，在实验室小试的基础上提出了厌氧+ 混凝沉 淀+ 好氧组合工艺处理该股废水，工程完成后，经一段时间的调试运行后废水 排放达到污水综合排放标准( G B 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 一

23、级排放标准的要求。 3 2 研究的内容 本次研究主要分为三个步骤： 第一步，实验室小试确定处理工艺； 第二步，为工程调试运行； 第三步，工程运行管理及效益分析。 研究的具体内容如下： 碱性染料废水水质分析及混凝沉淀处理效果分析； 碱性染料废水处理混凝沉淀最佳工艺参数确定： B I O F O R 生物滤池最佳工艺参数确定； B I O F O R 生物滤池运行效果及影响因素分析； 整体运行效果评价。 3 3 研究的创新点 1 、通过实验室的小试论证了“水解酸化+ 混凝沉淀+ B I O F O R ”工艺处理碱 性染料废水的可行性，通过C O D c r 和色度的去除率分析得出采用该工艺的最佳

24、 8 第3 章研究的内容、方法和创新点 控制参数，为实际工程调试和设计提供了参考依据。 2 、研究了混凝沉淀对碱性染料废水中C O D c r 和色度处理效果。 3 、研究了B I O F O R 滤池处理碱性染料废水的控制因素，并根据滤池处理效 果，进一步对控制参数进行了优化。 4 、参考实验室小试结果，应用“水解酸化+ 混凝沉淀+ B I O F O R ”组合工艺对 碱性染料废水中的C O D 、色度等进行处理，探讨该处理工艺对碱性染料废水处理 的运行效果及工艺参数，并对整体运行结果进行评价，为同类工程提供参考。 3 4 工艺流程及设备 3 4 1 废水水质、水量 江西某文具公司主要生产

25、圆珠笔染料和油墨，废水主要来自蓝车间生产废 水、彩色车间生产废水、制水房离子交换再生废水、浴室水、实验室废水、冷却 水、冲洗水、生活污水等，蓝车间生产废水排放量目前为1 0 0 吨日( 将来可达1 5 0 W J R ) ，彩色车间还没生产，生产后将排放含有三价铬的染料废水2 0 吨日，浴室 水1 0 吨日，离子交换再生废水1 0 吨，其它生活污水约1 0 吨，委托污水处理设施 设计规模为2 0 0 吨日。废水的主要污染物是碱性染料，属于中等浓度有机废水，而 生化需氧量( B O D 5 ) 相对较低可生化性差，但营养均衡。该公司目前废水来源为该厂 蓝车间生产废水与生活废水的混合水，经实测，水

26、质指标见表3 1 。 表3 1 原水水质情况 3 4 2 废水排放标准 根据当地受纳水体功能区划和当地政府要求，废水排放执行污水综合排 放标准( G B 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 表4 一级排放标准，具体见表3 2 。 表3 2 出水水质要求 幸：因为彩色车间还未生产，所以本次研究没有考虑总铬的去除效果。 9 第3 章研究的内容、方法和创新点 3 4 3 工艺流程的选择 根据实测可知，该废水属于中等浓度有机废水，平均C O D c r 浓度在6 5 0 一- 9 0 0m g L 左右，色度为1 0 0 0 - - 。1 2 0 0 倍，p H 为6 5 7 0 ，S S 为3 0

27、0 - - 。5 0 0 ，水温 为3 0 “ - - 4 0 ，因为彩色车间还未生产，所以重金属离子不高，抑制生化的有毒 物质不明显，考虑到后期彩色车间生产会有含有三价铬的废水排放，应先对废 水进行除铬处理后在进行后续步骤，本次研究仅仅考虑后续处理方法对该类废 水的处理效果。 蓝车间废水制水房废水其它污水 童 ! 水解酸化池 达标外排 图3 1废水处理工艺流程简图 根据废水的水量和水质特点，废水的B O D 5 C O D c r 小于0 3 5 ，属生化性能 差的有机废水，再参照在实验室小试的情况，须先经厌氧处理过程中的前期水解 1 0 第3 章研究的内容、方法和创新点 酸化阶段来提高其生

28、化性能，再进行好氧处理，故此采用“水解酸化+ 混凝沉 淀+ B I O F O R ”组合工艺。工艺流程简图见图3 1 。 3 4 4 工艺流程说明 ( 1 ) 各股废水通过格栅( 现场定) 分别进入调节池。经提升泵泵入水解酸化 池，靠落差，依次流过混凝反应池，沉淀池，再经配水流入B I O F O R 滤池，最 后经贮水池外排。B I O F O R 滤池的反冲洗出水返回调节池。 ( 2 ) 污泥部分：污泥主要来自于沉淀池，由液位差排入污泥浓缩池，再经 污泥泵泵入污泥脱水机，污泥浓缩池的上清液和污泥脱水机的滤液返回调节池。 ( 3 ) 空气部分：由罗茨鼓风机在B I O F O R 的底部连

29、续鼓入进行生化反应所 需的空气，B I O F O R 滤池的反冲洗空气由反冲洗罗茨鼓风机提供。同时在调节池 中定期鼓入空气，确保池内不淤积污泥。 ( 4 ) 加药部分：混凝反应池加混凝剂，污泥脱水时加P A M 。 ( 5 ) 仪器、仪表、自控及配电部分：主要包括液位自控仪、泵与风机自动 切换装置等。 3 4 5 主要构筑物及设备 ( 1 ) 格栅 格栅作为污水处理中的预处理方法，应用广泛，采用该方法可以有效去除 污水中的较大悬浮物，保护后续处理稳定运行及提升泵的运转。由于污水中含 有一定量的悬浮物，为此首先采用格栅作为去除较大悬浮物的手段，以保护提 升泵的运转，降低后续处理工艺的负荷。 由

30、于废水量不大，S S 也不高，格栅采用简易格栅，现场定位并制作。 ( 2 ) 调节池 调节水质水量兼作事故池，可存放三天的水。 主要设计参数： 调节池1 座 池容5 6 0 m 3 水停留时间H R T = 7 2 0 h r 提升泵2 台一用一备 型号 5 0 W Q l 5 8 0 7 5 第3 章研究的内容、方法和创新点 流量 扬程 电机功率 液位计 Q = 10 m 3 h H = 1 0 m N = 0 7 5 k W 2 套 ( 3 ) 水解酸化池 为了有效提高废水中有机物的可生化性，本方案采用的高效缺氧处理工艺。 工艺特点： 1 反应器中有高浓度的颗粒污泥 3 反应器中无需安装任

31、何搅拌装置 主要设计参数： 水解酸化池1 座钢混结构 有效容积 2 0 0m 3 水力停留时间2 4 0 小时 出水堰PVC 在线p H 温度计 1 套 ( 4 ) 混凝反应池 混凝反应池 1 个 钢结构( 防腐) 有效容积 2 5m 3 水力停留时问2 0 0 小时 ( 5 ) 沉淀池 沉淀池1 座钢混结构 尺寸 3 0 3 0 5 5 m ( 6 ) B 1 0 F O R 滤池 本设计采用4 组B I O F O R ( 上向汇流生物滤池) 。 尺寸 滤料体积 气水比： 鼓风机 正常运行鼓风机 2 台 型号： 风量 3 O 2 O 5 5 m 8 4m 3 1 5 ：1 ( 1 用1 备

32、) H S R 6 5 2 1 4 m 3 m i n 1 2 第3 章研究的内容、方法和创新点 风压 功率 反冲洗时鼓风机 型号： 风量 升压 功率 配水、配气装置4 套 陶料滤料和 ；水入口 ：艺曝气空 P = 4 9 k P a 4 k W 1 台 H S R l 0 0 8 7 9 m m i n P = 5 3 9 l a 1 5 k W ( 7 ) 贮水池 设置贮水池一座， 贮水池 池容：1 5 8 m 3 反冲洗水泵 型号 流量 扬程 功率 ( 8 ) 污泥浓缩池 污泥池 池容：1 5 8 m 3 空气与水分布装置 p 洗出水至 井或初沉池 洗窄气入口 暂存处理后的出水，作为B

33、I O F O R 滤池的反冲洗用水， 一座( 利用已有的V 池改造) 1 台 S L S l 2 5 1 0 0 19 2 m h r 1 0 米 7 5 k W 一座( 利用已有的V 池改造) 1 3 第3 章研究的内容、方法和创新点 螺杆泵1 台 型号G 3 0 1 流量5 m 3 h r 扬程6 0 米 功率 2 2 k W 污泥脱水机1 台 型号：X M Y Z 4 0 9 2 0 U B 功率 1 5 k W ( 9 ) 综合工房 放置配电自控柜、罗茨鼓风机、反冲洗风机、反冲洗水泵、螺杆泵、污泥 脱水机、药品库、卫生间、办公体息室等。 综合工房：1 2 0 0 5 O O m (

34、1 0 ) 管道与阀门 所有的污水管为U P V C 管，污泥管和风管为焊接钢管，外表涂刷防腐沥青 漆。 所有给水管道均为镀锌钢管。 所有加药管道均为P V C ( 或性质相同的) 管。 所有手动阀门均为闸阀、蝶阀或球阀。 ( 1 1 ) 电缆与油漆防腐 所有户外地下电缆均为铠装电缆，并由镀锌钢管保护。 所有户内电缆均为普通电缆，桥架敷设。 所有信号电线缆均为屏蔽型。 污水处理厂内所有建构筑物的外墙均涂刷企业颜色外墙涂料。爬梯，扶 手，安全护栏，钢制平台均刷防腐漆两道，面漆一道，面漆颜色采用企业颜 色。 1 4 第4 章实验室小试 4 1 试剂 第4 章实验室小试 本次实验检测项目主要为p H

35、 、色度、B O D 5 、C O D c r ，另外现场调试运行 过程中检测项目还有S S 、A L K ( V F A ) 等。检测项目中实验所用试剂为分析纯 试剂。所用的水为蒸馏水。各检测项目主要试剂见下表4 1 。 表4 一I 水质检测试剂 检测项目 试剂 c 。队靠豢勰藏黼酴驺醐堋触微靶嘴期而 B O D 5 盐酸、氢氧化钠、亚硫酸钠、磷酸盐、七水硫酸镁、氯化钙 众篙) 浓盐酸、无水碳酸钠、邻苯二甲酸氢钠 另外，混凝实验所需药剂主要有：硫酸亚铁、氢氧化钠、聚合氯化铁、聚 合氯化铝、聚合氯化铁铝、阳离子聚丙烯酰胺。 4 2 分析方法 本次研究的检测项目对于p H 、色度、B O D 5

36、 、C O D 。，、S S 等因子采用国家 颁布的标准方法，A L K ( V F A ) 检测采用联合电位滴定法，检测方法详见表 4 3 。 鲞堡：i笪型坌堑塑旦壁直鲨 序号 测定项目 分析方法 监测频率 1 p H 玻璃电极法G B 6 9 2 0 8 6 1 4 】 每天1 次 2 色度 稀释倍数法G B I1 9 0 3 8 9 1 15 1 每周1 次 3 B O D 5 稀释与接种法H J 5 0 5 2 0 0 9 1 1 6 1 每周1 次 4 C O D c r 重铬酸钾法G B l1 9 1 4 8 9 1 1 7 1 每天1 次 5S S 重量法G B l l 9 0

37、1 8 9 t 1 8 1 每周1 次 6 温度 温度计G B l 3 1 9 5 9 1 1 1 9 1 每天1 次 7 碱度( A L K ) 联合电位滴定法 每周一次 8 挥发性脂肪酸( V F A ) 联合电位滴定法 每周次 一一_ 1S 第4 章实验室小试 4 3 实验部分 实验分为三个阶段：水解酸化阶段，混凝沉淀阶段，B I O F O R 阶段，实验 流程为水解酸化，然后取水解酸化后的上清液进行混凝，再取其混凝后上清液 进行B I O F O R 处理。其具体流程见图4 1 。 混凝剂 r 广_ 皇_ 废水一查竺竺兰卜- 上清液叫翌竺塑兰卜上清液叫! ! ! ! 竺卜排放 图4

38、1 实验流程图 4 3 1 水解酸化实验阶段 通过实验分析碱性染料废水的可生化性。 将废水和颗粒污泥混合调节p H 值后，放入厌氧反应器中并确保隔绝空气， 定期搅拌，每天取上清液检测C O D e r 和色度，并计算去除率，连续7 天，其结 果见图4 2 、3 。 一 叫 E 一 划 妊 凸 o U “一， ； 1 6 n S 阱 雾 悯 一 邑 第4 章实验室小试 8 0 0 粤6 0 0 例 棚 4 0 0 012j4567 时间( d ) 图4 - 3实验室厌氧实验色度去除效果 从上图分析可知：在这七天内，C O D 浓度先降后升再逐渐趋于稳定，且 C O D 最低值为4 0 0 m g

39、 L ，去除率达到4 6 6 6 ，在第三天达到了极限后，C O D 浓 度有所增加，说明碱性染料废水在水解酸化阶段并不是时间越长越好，应有一 个最佳水力停留时间，这是由于在水解酸化阶段，催化氧化单元的大分子有机 物的降解产物被微生物继续降解，大量小分子的有机中间产物被进一步降解为 小分子的醇类、脂肪酸类物质，但水解酸化反应不是无限制地进行下去，而是 随着酸性物质的累积，水解酸化菌的活性被抑制，所以随着H R T 的延长，色度 和C O D e r 去除率以及B O D 5 C O D e r 都逐渐趋于稳定【2 0 _ 2 2 1 。碱性染料废水废水经 过水解酸化后，C O D e r 去除

40、率达到2 2 4 6 6 6 ，色度去除率较为稳定，最高 达到7 2 1 8 。 4 3 2 混凝沉淀实验阶段 本阶段时间主要是通过对水解酸化处理后的碱性染料废水在添加混凝剂硫 酸亚铁和阻凝剂( P A M ) 情况下的处理效率分析，确定混凝过程的最佳工艺参 数。 在废水处理工程中，混凝效果的好坏取决于多方面的因素，例如投药量、 搅拌时间及初始P H 值等。本阶段通过实验验证水解酸化处理后的碱性染料废 水在添加混凝剂硫酸亚铁和阻凝剂( P A M ) 情况下最佳控制参数。 17 由阿卅第，率掌一 为 加 o 第4 章实验室小试 4 3 2 1 硫酸亚铁投入量的分析 固定废水的初始P H 为7

41、，P A M 添加量2 m g L ，搅拌时间为3 0 m i n ，改变硫 酸亚铁的投入量，从l m g L 到7 m g L ，每次浓度增加l m g L ，研究不同硫酸亚 铁投入量下色度及C O D 的去除率。结果见图4 4 。 兰4 0j 瓣 遂 们3 0 一 2 0 i25 4 56 7 硫酸亚铁投入量( g 1 ) 图4 4 硫酸弧铁投约量对色度和C O D 去除率的影响 结果表明，开始时，色度去除率随着硫酸亚铁的投加量增加而增加，到投 药量为2 m g L 时，色度去除率达最高6 5 4 9 ，C O D 去除率为7 9 4 ，当硫酸亚 铁投加量大于2 m g L 后，色度去除率

42、急剧下降，C O D 去除率增幅不是很大。因 此综上所述，硫酸亚铁最佳投药量为2 m g L 。 4 3 2 2P A M 投入量的分析 固定废水的初始P H 为7 ，硫酸亚铁添加量2 m g L ，搅拌时间为3 0 m i n ，改 变P A M 的投入量，从l m g L 到7 m g L ，每次浓度增加l m g L ，研究不同P A M 投入量下色度及C O D 的去除率。结果见图4 5 。 18 第4 章实验室小试 1 0 一 12j4，臼， P A l 投入重( g L ) 图4 5 硫酸亚铁投药量对色度和C O D 去除率的影响 结果表明，开始时，色度去除率随着P A M 的投加

43、量增加而增加，到投药量 为2 m g L 时，色度去除率达最高4 3 4 3 ，C O D 去除率为7 6 6 ，当硫酸亚铁投 加量大于2 m g L 后，色度去除率急剧下降，C O D 去除率随着P A M 的投药量增 加而增大，考虑到P A M 的价格及污水处理设施的经济可行性。因此P A M 最佳 投药量为2 m g L 。 4 3 2 3 搅拌时间的确定 9 。一 1 7 0 。i 6 01 京，o ， 一竺：登! 一 + 色度去除率( ) 鐾4 0 确 O 卜 一一 r r 一 一 一 1 02 03 0 4 0S O 揽拌时间( m n ) 图4 - 6 搅拌时间对色度和C O D

44、 去除率的影响 1 9 一姥一爵笾们 第4 章实验室小试 固定废水的初始P H 为7 ，硫酸亚铁添加量2 m g L ，P A M 添加量2 m g L ，搅 拌一个小时，每十分钟抽样检测一次色度及C O D ，研究不同的搅拌时间下色度 及C O D 的去除率。结果见图4 - 6 。 结果表明，随着搅拌时间的增长，C O D 去除率不断的增加，到4 0 m i n 时， C O D 去除率达最高3 1 8 ，色度去除率为7 0 2 ，随着搅拌时间的不断增长， X O D 去除率开始下降，色度去除率不断增大，综合考虑色度和C O D 去除率， 搅拌时长最佳为4 0 m i n 。 4 3 2 4

45、P H 的确定 固定废水的硫酸亚铁添加量2 m g L ，P A M 添加量2 m g L ，搅拌时长为 4 0 m i n ，改变P H 值从5 1 1 ，研究不同的P H 值下色度及C O D 的去除率。结果见 图4 7 。 冀n 一 7 0 6 0 一5 0 舞 鐾。 们 3 0 2 0 1 0 0 图4 7P H 值对色度利C O D 去除率的影响 结果表明，随着P H 的增加，C O D 及色度的不断的变化，当废水成弱碱 性，P H - - 9 时，C O D 及色度的去除率急剧增大，综合考虑色度和C O D 去除率， 确定P H 值的最佳条件是9 。 4 3 2 5 最佳工艺参数的确定 从前面的实验结果确定了影响混凝沉淀效果的主要因素：P H 、硫酸亚铁投 药量、P A M 投药量、搅拌时间等，根据正交试验，得出混凝沉淀阶段色度及 2 0 第4 章实验室小试 C O D 去除率最佳条件为：p H 为1 0 ，硫酸亚铁投加量为3 9 L ，P A M 投加量为 2 m L L ，搅拌时间为4 0 m i n ，色度去除率9 4 8 7 ，C O D 去除率2 7 2 1 。但综合 考虑经济因素，确定最佳条件为：初始p H 为1 0 、硫酸亚铁投加量为2 9 L 、 P A M 投加量为l m L L 、搅拌时间为6 0 m i n ，色度去