還原水解—SBR法降解化工工業(yè)廢水研究

田 瑤

（天津市環(huán)境影響評價中心 天津 300191）

化工行業(yè)廢水的成分復(fù)雜，污染物在性質(zhì)上有很大不同，工業(yè)廢水中的有機物和無機物都會對自然環(huán)境造成污染?；瘜W(xué)工業(yè)廢水占廢水排放總量的比例很大，由于化學(xué)工業(yè)廢水含有大量有毒有害污染物，化工廢水的污染物濃度大小、廢水的排放量、水質(zhì)情況與化工生產(chǎn)的原材料及生產(chǎn)工藝有關(guān)，即使生產(chǎn)同一種產(chǎn)品使用相同的原料，因技術(shù)路線不同，其廢水的組成也有很大不同。

1 化工廢水來源、特點

1.1 來源

化工廢水的來源主要途徑有：1、化工原材料的開采和運輸過程的物料流失，由于雨水沖刷等因素造成的廢水或化工污染物形成污水排放到自然環(huán)境中；2、化工生產(chǎn)過程中，化學(xué)反應(yīng)不完全產(chǎn)生的化工廢料；3、化工生產(chǎn)副反應(yīng)的產(chǎn)物；4、化工生產(chǎn)排放廢水；5、冷卻用水或冷卻液；6、管路或設(shè)備的滴漏；7、清洗設(shè)備和容器產(chǎn)生的化工廢水；8、開停車或不正常的條件下運行，會排出大量的化工廢水[1]。

1.2 特點

化工行業(yè)主要是通過化學(xué)技術(shù)手段對化學(xué)原料進行加工和轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)部門，化工行業(yè)原料來源廣，產(chǎn)品種類多，技術(shù)工藝方法多?；瘜W(xué)工業(yè)廢水廢物主要特點：有毒有害、化學(xué)成分復(fù)雜、污染物濃度高、水的排放量變化大、污水溫度高、化學(xué)需氧量高、含油量高、污染難降解。

2 危害及控制方法

2.1 危害

化工廢水對自然環(huán)境的水體水質(zhì)影響主要是水質(zhì)惡化，水體功能改變，污染城市或鄉(xiāng)村的飲用水水源，危害人類健康。此外化工廢水對水體的污染還表現(xiàn)在污染水體的魚類資源受影響，魚類品質(zhì)下降，從而導(dǎo)致漁業(yè)的損失。當(dāng)化工廢水污染水體后，會增加污水處理成本，大量難降解化工污染物和化工廢料排入自然水體,會使污水難度更大,從而直接影響了污水處理的工程投資和日常運行費用,等等。

2.2 控制方法

目前，化學(xué)工業(yè)污染控制廢水排放的對策主要有：在化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)推進清潔生產(chǎn)的實施；實行化工污染預(yù)防措施，工業(yè)污染生產(chǎn)實施過程控制；促進化學(xué)工業(yè)清潔生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展；積極推進工業(yè)廢水與城市生活污水的合并處理，降低工業(yè)污水處理成本[2]。本文將重點研究還原水解法處理化工廢水。

3 水解酸化一SBR生化處理實驗

3.1 實驗流程

圖1 實臉室試臉流程

3.2 實驗參數(shù)設(shè)計

表1 實驗參數(shù)設(shè)計

4 水解實驗

4.1 實驗要點

化工廢水厭氧水解的限制因素很多，在還原水解法處理化工廢水的實驗中其中的一個主要因素限制了厭氧水解過程，導(dǎo)致厭氧水解反應(yīng)速率低，反應(yīng)參與的生物量少。在本文中，還原水解法處理化工廢水，由于化工污染物硝基苯類生物毒性較強，會抑制污水中生物的生長，低生物量，將導(dǎo)致厭氧水解反應(yīng)速率更低。

在還原水解法處理化工廢水實驗中，反應(yīng)器的水力條件與推流相當(dāng)，采用的工藝是膜生物反應(yīng)器和傳統(tǒng)推流反應(yīng)器相結(jié)合的反應(yīng)條件。還原水解法處理化工廢水如果單純的膜生物反應(yīng)器容易被堵塞，本方法具有很高的穩(wěn)定性，對污水負荷變化的適應(yīng)能力較強。

4.2 馴化與掛膜

還原水解法處理化工廢水實驗使用接種污泥取自西安石化總廠廢水處理廠的厭氧水解池。該污泥形態(tài)為細小的懸浮液,沉降性能很差,生物活性不高,生物接種量為9.5克MLSS/L,混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度與混合液懸浮固體濃度比值為0.38。在還原水解法處理化工廢水實驗中為了應(yīng)對于復(fù)雜和難生物降解的化工廢水，具有生物活性的污泥培養(yǎng)與馴化是一關(guān)鍵環(huán)節(jié)[3]。而且，根據(jù)水質(zhì)的不同，生物活性的污泥培養(yǎng)與馴化方法不同。為了更好發(fā)揮活性污泥的生物活性，本實驗研究在污泥培養(yǎng)與馴化培養(yǎng)過程中使用人工葡萄糖、蛋白胨等有機營養(yǎng)物質(zhì)培養(yǎng)，再逐步添加含有預(yù)處理后的有機化工廢水，逐步馴化活性污泥。最后得到馴化的活性污泥，投入到反應(yīng)器中進行處理。添加物人工配水的營養(yǎng)比例，見表2。人工配水和預(yù)處理后廢水的水質(zhì)，見表3。每天記錄進出水的化學(xué)需氧量、pH。工藝很多已達不到，而DUF膜不光可以提升處理效率，而且運行十分穩(wěn)定，遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)工藝。本工程實例中，單支超濾膜產(chǎn)水量為1T/H，考慮到反沖洗、化學(xué)藥洗以及維護保養(yǎng)的時間，需要設(shè)計90支DUF膜。90支膜分別制作8套，每套系統(tǒng)10支膜方便分別進行保養(yǎng)，正常6套運行，3套保養(yǎng)好做備用，實踐證明這種效果最佳，設(shè)備運行穩(wěn)定。膜系統(tǒng)集中安裝在鋼結(jié)構(gòu)支架上，設(shè)備運行通過PLC控制運行，電控集中于電控柜或中央控制電腦上。中央控制電腦24小時隊設(shè)備進行監(jiān)控并記錄數(shù)據(jù)，出現(xiàn)問題后采用報警系統(tǒng)提示技術(shù)人員進行檢查并記錄異常報告?，F(xiàn)場人員除做好6S衛(wèi)生工作外，每小時對設(shè)備進行巡檢，出現(xiàn)問題及時解決或告知主管人員。

DUF膜在設(shè)計過程中增加反沖洗系統(tǒng)和化學(xué)藥洗系統(tǒng)，反沖洗系統(tǒng)與膜系統(tǒng)做一體化處理，通過電控控制，DUF膜系統(tǒng)通常設(shè)計為每運行1小時反洗5分鐘，當(dāng)然這里電控可設(shè)置為參數(shù)可調(diào)，方便現(xiàn)場管理人員根據(jù)實際情況進行調(diào)整。反沖洗時膜系統(tǒng)自動停止，通過壓縮空氣把產(chǎn)水壓回來達到對膜進行反洗的效果，壓縮空氣通常壓力通常設(shè)定為0.5MPa?；瘜W(xué)藥洗系統(tǒng)為獨立系統(tǒng)，當(dāng)DUF膜系統(tǒng)運行到一定周期或者壓力等參數(shù)達到一定程度時，需停止DUF膜系統(tǒng)并對膜系統(tǒng)進行化學(xué)藥洗來幫助清理膜污染物。清洗分為酸洗和堿洗，通常為先酸洗后堿洗。酸洗過程大約為30-40分鐘左右，酸洗完成后先用自來水沖洗掉膜中酸水，然后再進行堿洗。同樣堿洗過程大約為30-40分鐘，然后用清水沖洗干凈。藥洗完成后如果膜系統(tǒng)不開，將膜內(nèi)充滿清水，然后關(guān)閉閥門。

4.3 運行管理

超濾膜處理系統(tǒng)的控制參數(shù)主要有：溫度、污泥濃度、pH、壓力、流量等。特別是進出水壓力、污泥濃度這兩個參數(shù)能及時反映膜元件的處理狀況，以便及時采取措施解決。正常情況下，膜運行一段時間后壓差會越來越大，根據(jù)壓差的變化我們可以判斷是否對膜進行化學(xué)藥洗。污泥濃度一般按污泥30分鐘沉降比來控制，當(dāng)超過50%時需及時清理污泥，否則高濃度的污泥會增加膜堵塞的頻率。溫度的話，通常膜通量夏天比冬天要好，所以溫度保持在30-40度比較好。

5 結(jié)語

本案例中，DUF膜系統(tǒng)有效的去除了重金屬及大分子有機物，使出水的重金屬濃度大大降低。超濾膜產(chǎn)水再經(jīng)過RO反滲透膜系統(tǒng)處理，出水重金屬小于0.1mg/l，可以達到現(xiàn)在的排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著環(huán)境管理的加強，傳統(tǒng)工藝基本不能滿足現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且傳統(tǒng)工藝多是通過混凝沉淀，所以水質(zhì)波動也比較大。超濾膜+反滲透系統(tǒng)的深入應(yīng)用為電鍍廢水的深度處理提供一些參考。