小型污水處理設(shè)備水質(zhì)工程師實驗檢測

　該印刷廠主體生化處理工藝為：厭氧池→好氧池采用厭氧池前置的AO工藝處理廢水。由于該廠COD值較高，BOD/COD較低可生化性差，色度與SS都較高，因此在進入生化池前需對其進行絮凝處理，用于部分脫色及除去大部分的SS，COD以提高廢水的可生化性。但還原染料、硫化染料、冰染料的大量使用使得該廢水的化學(xué)絮凝效果相對較差，且化學(xué)絮凝劑的投加量較大，絮凝污泥的產(chǎn)生量隨之增加，加重系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。因此本文開發(fā)出相對高效的微生物絮凝劑并復(fù)配PAC應(yīng)用于該系統(tǒng)以解決上述問題。并通過實驗論述其處理效果。

　　1.2 菌種的來源

　　菌種取自該廠生化處理池中的活性污泥和剩余污泥經(jīng)過篩選，培養(yǎng)及馴化后得到的高效穩(wěn)定的優(yōu)勢菌種Q03。

　　1.3 化學(xué)試劑

　　PAC：無機絮凝劑聚合氯化鋁，工業(yè)級，其中Al2O3含量為29%~30%。

　　1.4 微生物絮凝劑(MBF)的制備

　　將菌株接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中(接種量為體積的2%)，振蕩培養(yǎng)96h(120r/min，30℃)所得發(fā)酵菌液即為本實驗采用的微生物絮凝劑XQ03。

　　1.5 主要儀器

　　立式壓力蒸汽滅菌器(LDZX-75KB);高效離心機(AvantiJ-25XP);六聯(lián)攪拌器(JJ-6);電子天平(AL204-IC);恒溫振蕩培養(yǎng)箱(HZQX100);分光光度計(752S)

處理方面已有應(yīng)用，尤其在高鹽廢水的處理實方面已有應(yīng)用的案例。而在多晶硅行業(yè)中，目前生產(chǎn)的工業(yè)廢水大多未實現(xiàn)本文通過對比分析各行業(yè)污技術(shù)應(yīng)用，并分析結(jié)合多晶硅行業(yè)的污水特點，重點分析能夠適用于多晶硅生產(chǎn)污水術(shù)的應(yīng)用可行性。

　　1、工業(yè)廢概念

　　工業(yè)廢水概念是美國1970年提出并由美國電力研究中心定義，定義為“不向地面水域排放任何形式的水(包括排出或滲出)，所有電廠排放的水都是以固化在灰渣中或者濕氣的形式"。簡單地說廢是指在生產(chǎn)過程中，廢水經(jīng)處理后得到回用，不外排，達(dá)到綠色環(huán)保、循環(huán)可持續(xù)發(fā)展。而工業(yè)廢水的關(guān)鍵在于能否有效降低工業(yè)廢水中的含鹽量。

　　2、廢技術(shù)對比

　　(1)焚燒技術(shù)

　　焚燒技術(shù)一般在800～950℃的溫度下，工業(yè)廢水中的可燃性有機物或通過添加助燃劑的有機物，與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生水、CO2、無機物灰分以及熱能，實現(xiàn)過程。該過程主要工序，包括進料預(yù)處理，高溫焚燒，熱量回收及煙氣處理等。焚燒技術(shù)主要針對有機物含量高的廢水，對于有機物含量低的廢水，因熱值低，難以燃燒，通常需要將廢水濃縮，提高熱值后再燃燒，否則能耗高、投資大。焚燒技術(shù)一般會存在設(shè)備結(jié)焦、粉塵二次污染、尾氣含二噁英等問題。

　　(2)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

　　蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，是工業(yè)生產(chǎn)中比較中成熟的化工單元。在冶金、化工、污水處理、海水淡化等過程中得到廣泛使用。對于廢水深化處理形成的高鹽廢水，一般采用蒸發(fā)結(jié)晶工藝能夠?qū)崿F(xiàn)?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外主要的蒸發(fā)技術(shù)包括多效蒸發(fā)(MEE)、機械蒸汽再壓縮蒸發(fā)(MVR)、臥式薄膜噴淋蒸發(fā)(MVC)等。

　　MEE主要流程為，多個蒸發(fā)器連接操作，上一級蒸發(fā)器副產(chǎn)的二次蒸汽，作為下一級蒸發(fā)器的熱源，提高熱利用率。其優(yōu)點在于進水預(yù)處理簡單，應(yīng)用靈活，系統(tǒng)穩(wěn)定，但需要持續(xù)補充熱源。MVR在多效蒸發(fā)的基礎(chǔ)上，通過一次性補充蒸汽，正常運行后不再補充，節(jié)能，設(shè)備占地小，但投資較高。MVC較MVR，二次蒸汽利用要求相同，提高了蒸發(fā)效率，在重力作用下形成蒸發(fā)膜，受熱時間短，蒸發(fā)效率較高。

　　(3)蒸發(fā)聯(lián)合技術(shù)

　　目前工業(yè)廢水主要分為有機廢水和無機廢水，其中包括低鹽廢水和高鹽廢水。根據(jù)不同物料的廢水，采用蒸發(fā)聯(lián)合技術(shù)針對性的處理不同種類的廢水，選擇合適的組合，則能夠限度的實現(xiàn)，并在節(jié)能，降低設(shè)備投資、節(jié)約運營費用起到較好的作用。

　　當(dāng)廢水含高濃度有機物時，可以選用蒸發(fā)結(jié)晶-焚燒技術(shù)處理，實現(xiàn)且流程簡單，處理當(dāng)廢水量較大，有機物和鹽分較低的廢水，如果直接采用蒸發(fā)處理，備投資較大，一般先通過膜法預(yù)濃縮后，降低蒸發(fā)處理水量。當(dāng)對蒸發(fā)冷凝液水質(zhì)要求較高時，蒸發(fā)冷凝液還要結(jié)合生化法、膜法、離子交換吸附法等方法對其進行深度處理。在進一步降低能耗方面，國內(nèi)外研究者考慮將太陽能和風(fēng)能等新能源應(yīng)用于機械蒸汽再壓縮過程。

　　3、多晶硅生產(chǎn)過程中廢水的可行性

　　多晶硅生產(chǎn)過程中的廢水，主要為無機廢水，主

　　1.6 實驗方法

銨，就會產(chǎn)生大約0.5~0.8t的廢水，并且在這廢水中含有濃度較高和氨，而和氨在水中發(fā)生反應(yīng)形成的硝酸鹽由于穩(wěn)定性好、溶解度高，采用傳統(tǒng)的如石灰軟化、過濾等工藝很難脫除水中的硝酸鹽。而電滲析技術(shù)則是在不添加任何化學(xué)試劑的情況下就能通過較簡單的工藝流程將硝酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

　　為了滿足廢液處理回收需要，公司設(shè)計了一個由24個子單元組成的電滲析裝置系統(tǒng)，其中淡化回收和循環(huán)濃縮系統(tǒng)分別各12臺電滲析單元，每3臺組成一個串聯(lián)系統(tǒng)運行，以量進行冷凝液廢水處理。具體的實現(xiàn)過程就是，首先對產(chǎn)生的冷凝液廢水經(jīng)過中和調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行處理，使得廢液pH值在6左右，然后進入廢水收集罐，經(jīng)過冷卻處理后用水泵輸送到能夠有效過濾雜質(zhì)的過濾器內(nèi)，進而再將這些廢液輸入到電滲析系統(tǒng)進料罐，

對UASB反應(yīng)裝置處理該企業(yè)精細(xì)化工廢水的試運行可得:

　　1)污泥接種初期(0d～30d)。在污泥接種初期，UASB裝置中幾乎沒有氣體產(chǎn)生，COD的去除效率不高，低于50%，且出水COD不穩(wěn)定?？赡苁怯捎谖勰嘟臃N初期微生物對底物需要有一個適應(yīng)過程，大多數(shù)微生物還未適應(yīng)環(huán)境條件，因此達(dá)不到正常新陳代謝水平，不能發(fā)揮應(yīng)有作用。

　　2)接種污泥形成期(31d～60d)。在此階段，厭氧細(xì)菌得到了有效的生長和繁殖，并有少量的氣體產(chǎn)生，COD去除率不斷提高，可達(dá)60%～70%，且出水COD逐漸穩(wěn)定。可能是由于污泥經(jīng)過上一個階段的馴化過后，體系內(nèi)的顆類較小和沉降性能較差的污泥基本被淘汰，厭氧細(xì)菌得到了有效的生長和繁殖，其通過正常的生長代謝不斷分解并降低COD。

　　3)接種污泥成熟期(61d～94d)。在接種污泥成熟期內(nèi)的第80天，在廢水中原有的及由產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的VFA合并分解作用下，COD的去除效率較高，可達(dá)到75%～85%，且出水COD已基本穩(wěn)定?？赡苁怯捎谖勰嘟?jīng)過前兩個階段的不斷馴化及生長繁殖，體系中產(chǎn)甲烷的細(xì)菌和產(chǎn)乙酸的細(xì)菌達(dá)到一種平衡狀態(tài)，而在這種狀態(tài)下，對廢水的處理

　　2.3 影響COD去除的因素分析

　　在試驗期間，對影響COD去除的因素進行了研究，結(jié)果如下。

　　1)水力停留時間(HRT)。

　　本試驗考察了HRT為12h、18h、24h、30h、36h時COD的去除率。結(jié)果表明，初期的12h，COD去除率較低，約為60%。當(dāng)HRT從12h增加到24h，COD去除率上升較快，升至75%。之后，隨著HRT的不斷增大，COD去除率變化不大?？赡苁且驗楫?dāng)水力停留時間較短，污染物與活性污泥接觸不充分，甲烷化還沒有完成，因此COD去除率較低。考慮到時間效率，綜合各種因素，確定水力停留時間HRT為24h。

　　2)溫度。

　　本試驗考察了溫度為20℃、30℃、35℃、40℃時COD的去除率。結(jié)果表明，在20℃～35℃，COD的去除率隨溫度的升高而逐漸增大，之后變化不明顯?？赡苁且驗槲覀冄芯康氖侵袦貐^(qū)域的厭氧細(xì)菌，溫度太低厭氧細(xì)菌處于凝膠狀態(tài)，失去活性，溫度升至35℃時，此時反應(yīng)內(nèi)產(chǎn)酸菌和甲烷菌相對平衡，系統(tǒng)有效運行，COD去除率約75%。因此，最終確定最適溫度為35℃。

　　3)堿度。

　　本試驗考察了堿度為500、800、1100、1400、1700、2000mg/L時COD的去除率。結(jié)果表明，COD的去除率隨堿度的升高呈“凸"型拋物線形狀，堿度在1100mg/L時，COD去除率，約為75%?？赡苁且驗閴A度較低時，不僅甲烷菌的生長受到了抑制，產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)酸菌比例失衡，而且會因緩沖能力不夠而使反應(yīng)器內(nèi)消化液的數(shù)值偏低，因此COD去除率較低。而堿度較高時，pH值也同步升高，不利于產(chǎn)酸菌的生長，進而得體系失衡，影響去除率。因此，確定堿度為1100mg/L。

　　4)pH值。

　　本試驗考察了pH值為6、6.5、7、7.5、8時COD的去除率。結(jié)果表明，COD的去除率隨pH值的升高也呈“凸"型拋物線形狀，pH值在7時，COD去除率，約為75%?？赡苁且驗閜H值的變化會影響體系內(nèi)的微生物生長環(huán)境，進而影響生物酶的活性，導(dǎo)致微生物細(xì)胞內(nèi)的代謝發(fā)生異常，造成COD去除率較低。由于pH值為7～8時，拋物線右端較高緩，因此，選擇最適宜的pH值是7～8。

　　3、工程運行結(jié)果

　　本次試驗結(jié)束之后，經(jīng)過調(diào)試后，運行參數(shù)條件為水力停留時間(HRT)為24h，溫度為35℃，堿度為1100mg/L，pH值在7～8時，體系正常運行，UASB運行后COD去除率保持70%以上，平均74.3%，且好氧出水COD皆在300mg/L(國家廢

隨后進入電滲析裝置，冷凝液中的NH4+和NO3-通過離子交換膜進行離子遷移，完成濃縮和淡化處理，所得的淡水回到循環(huán)水系統(tǒng)作補充水用，濃縮水回到硝酸生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)使用。

　　小型污水處理設(shè)備水質(zhì)工程師實驗檢測產(chǎn)生的冷凝廢水經(jīng)電滲析裝置循

該實驗應(yīng)用的為靜態(tài)實驗設(shè)備，先在電解槽中將陽極板以及陰極板固定好，將曝氣管放入其中，取提前準(zhǔn)備好的實驗廢水1L，將其加入到電解槽當(dāng)中，并在陽極板和陰極板中對電極夾進行固定，調(diào)節(jié)好直流電源，使其為恒流輸出的狀態(tài)。在開始實驗之后，定時在取樣口進行取樣。在電解之前，陰極電極碳纖維氈與活性炭填料，在實驗濃度相同的廢水中進行浸泡，使其處于吸附飽和的狀態(tài)。

　　(4)分析方法

　　對于廢水當(dāng)中的C3H3NaO2以及對磺酸鈉成份濃度，可使用離子色譜儀實施相關(guān)的測定。使用化學(xué)需氧量速測儀對COD成份進行測定。

　　2、結(jié)果與討論

　　(1)二維與三維電機處理效果比對分析

　　在實驗當(dāng)中，針對丙烯酸丁酯廢水在二維平板電極以及三維電極反應(yīng)設(shè)備中，對產(chǎn)生的最終處理效果進行了詳細(xì)的比對分析，其結(jié)果如圖2所示。通過對圖2的分析可知，三維電極去COD的效果要比二維平板電極去除的效果要好。在何國建等學(xué)者的相關(guān)研究中也得出了相同的結(jié)論，三維電極去除污染物的能力比二級電極明顯是因為：與二維電極進行比較，存在于三維電極反應(yīng)器內(nèi)部的活性炭填料，將單位槽體積的電極表面積進行了增強，使其反應(yīng)速度有了明顯的提升。此外，在三維電極反應(yīng)器當(dāng)中存在的粒子間距比較小，傳質(zhì)效果與二維電極進行比較，有了十分明顯的改善，所以電流效率更高，去除COD的效果也更加明顯。

環(huán)濃縮、淡化處理后，回收率達(dá)99%以上，廢水回收率按90%計算，不僅達(dá)到了減少廢水排放量，消除污染的目的，而且還提高了資源綜合利用率，取得了顯著的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益。

　　這次進行的電滲析廢液處理回收工藝是從把冷凝液首先引入污水處理系統(tǒng)開始的，經(jīng)過設(shè)計的完整處理工藝及成套裝置后，冷凝液中的游離氨、硝酸、全部回收利用，排放水也完符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

降低50%以上，將廢水中去除氨氮含量85%以上，并獲得9%作業(yè)的濃氨水，優(yōu)勢明顯。

　　2.1 裝置設(shè)計靈活簡單

　　電凝析裝置可根據(jù)實際需要靈活地進行裝置系統(tǒng)設(shè)計，可根據(jù)脫鹽和回收的需要進行增減串并聯(lián)設(shè)計及調(diào)節(jié)工藝流程，同時能實現(xiàn)裝置自動化控制。

　　2.2 裝置能耗低

　　電滲析工藝流程簡單，在常溫下就可進行，其反應(yīng)過程中用電量少，能耗很低，經(jīng)濟效益明顯。

　　2.3 不產(chǎn)生污染

　　電滲析工藝流程簡單，中間不需要另外再添加各種化學(xué)試劑就可以實現(xiàn)廢水中氨氮的分離，對環(huán)境沒有污染。

　　2.4 設(shè)備使用壽命長

　　裝置設(shè)備耐用，使用時間長且維護方便，其中的分離專用膜最長可用5a，電極最長可用8a，隔板最長可用15a左右。

　　3、冷凝液電滲析技術(shù)處理實例

　　某生產(chǎn)裝置每年產(chǎn)生大量的廢液，前期采用稀釋方法進行處理，效果很差，廢水中游離氨

　　根據(jù)GBT16881-2008《水的混凝沉淀試杯試驗》進行絮凝試驗1.6.1MBF或PAC單獨應(yīng)用處理印染廢水取500mL廢水于1L燒杯中然后置于六聯(lián)攪拌器上，在120r/min轉(zhuǎn)速下快速攪拌，加入不同量的XQ03或PAC或兩者復(fù)配藥劑，然后在120r/min下攪拌1min后慢速(40r/min)攪拌10min，沉降15min后取上清液在550nm波長下測吸光度值，以蒸餾水代替絮凝劑做空白對照。其中絮凝效果用絮凝率表示：