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    塑料孔板波紋填料厭氧生物濾池處理印染廢水試驗研究
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    塑料孔板波紋填料

    2019-09-12      閱讀:
    敘述了塑料孔板波紋填料厭氧生榜濾池處理印染廢水的研究結果。該厭氧生物濾池啟動期短,出水水質穩定,耐沖擊負荷能力強。水力停留時間HRT是影響處理效果的王要運行參數。在35℃條件下,HRT一18.3h、負荷為0.5~2.0kgCOD/m d、進水COD為205.8~2225.3mg/L、色度為125~1250倍時,COD率為70~86.6、邑度擊跨率為60~84、PVA擊輸率為4O~87.。試驗結果表明,塑料孔板波紋填料是一種理想的厭氧濾池填料。

    印染廢水成份復雜,水質和水量變化大、色度高,并且含膏許多生物難降解物質,其可生化處理性差(BODs/COD的比值在0.2~0.4)],目前國內以好氧生物處理為主。但由于近年來化纖織物的發展和印染后整理技術的進步,使PVA漿料、新型助劑等難生物降解物大量進入廢水中,使原有的好氧生物處理系統COD率大都從原來的70下降到50、甚至更低0],因此人們正不斷探求新的印染廢水處理方法。由J.C·Young和P·L·McCarty所開發出的厭氧生物濾池便是一種‘J·C·Young和K·H·Song_.以及J·C·Young和M·F·Dahab口研究了填料類型、比表面積、表面方向對厭氧生物濾池運行的影響.他們指出,錯流式(Cross—Flow)填料厭氧濾池運行效果比任何其它種填料效果都好。
    1試驗蓑置與材料
    試驗裝置與流程如圖1所示。
    厭氧生物濾池由內徑88ram玻璃管制成,總高1600ram,有效容積8.8L。廢水通過布水孔板從下部進水、上部出水,側壁設有3個間距為450mm的取樣口。厭氧濾池置于自制的恒溫箱中。
    濾池填料為天津大學填料廠生產的SKB一350Y型塑料孔板波紋填料。填料空隙率為95,比表面積350m /m 。該填料為由許多具有相同尺寸和形狀的單元組成的塊裝填料。每塊填料由壓成波紋狀的薄片交叉組裝而成。填料薄片厚t=4mm,波峰高^一8ram,渡峰距219—16ram,波斜距s一14ram
    塑料孔板波紋填料厭氧生物濾池處理印染廢水試驗研究
    2試法
    試驗歷時9月余,分3個階段進行。
    2.1接種污泥的培養
    接種污泥取自山西紡織印染廠污水蛄二沉池回流污泥,營養液為:葡萄糖460mg、NaHCO33.3mg、NH4CI30mg、蛋白胨20mg、K2HPO430mg、FeSO40、4rag、MgSO4·7HzO6.7mg、酵母膏35mg、水1000mL。
    取4L沉淀的二沉池回流污泥(MLSS為29.5g/L)~ff1L營養液,在35℃恒溫箱中培養每日傾倒1L上清液并補充新營養液,當有大量氣泡產生時即認為已培養成熟。
    2.2厭氧濾池掛膜與馴化
    取培養成熟厭氧污泥4L,加上6豬糞和豆腐渣及營養液混合攪拌成與濾池有效容積相同體積的混合液,灌入反應器,靜止培養3d后(35士lc),連續進入以葡萄糖(后改為可溶性淀粉)為碳源人工配制的廢水,其廢水COD值為300~550mg/L,pH706~7.70,C:N tP=2oo;5:l。濾池啟動初期負荷為o.2kgCOD/m。d,HRT為36.7h,掛膜期間測定進出口cOD、pH及Ⅵ ,40d后填料表面觀察到有一層黑色生物膜生成,此時加入取自山西紡織印染廠污水蛄總進水口的生產廢水進行馴化,廢水的主要成份由染料助劑、漿料等組成試驗期間,該廠主要使用不溶性偶氮染料、分散染料、活性染料及硫化染料等。馴化期間人工配制廢水與印染廢水比例按照11:1,5:1,3:,1,1:1,,1:2,1:5,,:11,遞減,HRT為29.5h。啟動掛膜與馴化歷時2月余。
    2.3穩定運行階段
    該階段進水全部為印染廢水,在35士1℃條件下進行。該階段一階段為HRT變化運行階段,HRT從7.3h至8.2、9.8、12.2、l4.7、l8.3、29.3和41.9h,每一HRT條件下運行一周,以考查HRT和COD率的關系i二階段為HRR固定不變(18.3h)運行階段
    3試驗結果與分析
    3.1厭氧生物濾池的啟動、掛膜與馴化厭氧游池的啟動有高負荷低率與低負荷高率兩種方式,本試驗采用前者可縮短啟動時問、盡快提高負荷(通過減小HRT).使濾池內微生物得到充足營養以生物膜盡快成熟。為了由于負荷提高過快使濾池“酸化”,除測定進出水COD外還有出水pH值及VFA含量。Salkinoja—Salonen,MS_6等認為,厭氧反應器啟動階段接種污泥量如小于反應器有效容積的10,可導致啟動時間過長或失敗。本試驗啟動時接種污泥為濾池有效容積45,2O余天后仍未觀察有明顯生物膜生長,故將人工配制廢水的碳源物質由葡萄糖改為可溶性淀粉,它是一種易于生物降解的高分子物,有助于生物膜生成。R·E·Speece口一指出,微量金屬元素對甲烷菌的生長及活性是非常重要的,由于缺乏必要的微量金屬元素會限制甲烷菌的活性。因此,啟動掛膜階段在人工配制廢水中加入2O酵母膏、0.2mg/L NiC12和20mLCaCO3飽和溶液,以補充某些金屬元素之不足。
    經過4O余天啟動掛膜,cOD率達5O.5,厭氧生物膜成熟。又經37d馴化,COD率進71.3,色度率達62.4。
    3.2穩定運行階段
    該階段進水cOD值為205.8~2225.3mg/L,色度125~1250倍,pH6.58~8.64,運行結果歷時變化如圖2所示當HPT=18.3h時,負荷為0.5~2.0kgCOD/m d,COD率7O~88.6,PVA率40~87,色度率60~84,產氣速率12~25mL/h。進水顏色深,出水呈淡黃色,清晰透明,感觀良好。3.2.1進水水質突變對處理效果的影響進水c0D一般在3。0~600mg/L,但9月21日由3643mg/L突增至1038mg/L,但出水COD值仍可達303.8mg/L,COD率達70.8}10月21日由3514mg/L突增至1327.4mg/L;出水cOD為l51;3mg/L,率高達88.6?梢,厭氧濾池有較強的耐沖擊負荷能力。
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    3.2.2HRT與COD率關系
    表1所示為同HRT條件下COD與色度率,所列數據為每一HRT條件下進出水連續一周運行結果的平均值。一些研究者指出,厭氧生物濾池進水可溶性cOD率E主要與水力停留時間HRT有關,E與HRT關系可用下式表示E=100一(HRT)一式中HRT——不考慮濾池回流廢水在濾池中空床停留時間,h,m——與濾池形式和填料有關常數
    試驗中進出水COD值為不溶性與可溶性COD值之和,但數理統計分析仍可得出如上的關系式,即
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    3.2.3厭氧濾池出水的可生化性
    試驗中對進出水BOD 進行抽樣測定,結果如表2。


    者指出填料間隙中的生物固體對厭氧濾池的運行起著重要作用.而且是提高效率的關鍵因素試驗期間兩次分別從3個取樣口取樣測定填料間隙中MLSS濃度.其平均值從下到上分別為7473、4258、1614rag/L,符臺上流式厭氧濾池中生物固體量沿濾池高度減少的一般規律。試驗中對生物膜掃描電鏡觀察厚330pm,
    比其它填料生物膜要厚,也證實了錯流式填料比pall環和管狀填料截留生物固體能力強的結論。
    3.2.5填料的水力性能特征
    J·C·Youngis]認為厭氧生物濾池的填料類型、尺寸和形狀都將影響濾池中生物固體停留特點,從而終影響濾池運行效率。J·C·Young和K·H·Song’對傾角為22.5、45。和67.5的錯流式填料厭氧生物濾池進行對比試驗,結果表明傾角為22.5填料濾池物率高,但考慮長期運行的堵塞及填料結掏強度,他們推薦傾角為45。和6O。。

    試驗所用SKB350Y型填料不但孔隙率和比表面積大,而且波紋片水平面恰成45度傾角。水流在波紋片上的流動軌跡可用圖3來說明。水流向上流動時,并不全沿著波紋斜面向上流動,而是有部分水流沿著與鉛垂線成小夾角方向流動,即圖中軌跡CB。水流通過波紋片JJqL可以產生分流.改變其流動方向,從而使水流在濾池橫截面上分布更為均勻同時,相鄰波紋片的波紋方向相反,水流在填料內部形成交叉流動混臺,為廢水與生物固體的接觸創造了良好水力條件。從水力特性分析,SKB一350Y型塑料孔板波紋填料無疑是廢水生物膜法處理設備的理想填料。
     

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