曝氣生物濾池：納濾深度處理印染廢水的研究
目前,國內(nèi)對印染廢水的處理仍以常規(guī)工藝為主,處理對象主要為SS、COD和色度;較成熟的印染廢水再生回用工藝尚不多見,其主要困難在于對低濃度、難降解有機(jī)物和無機(jī)鹽的去除。曝氣生物濾池(BAF)可用于處理低懸浮物濃度和低濃度、難降解有機(jī)廢水;納濾(NF)是使水溶液中的某些組分在壓力的推動下選擇性地透過半透膜的一種分離技術(shù)。筆者以某印染廠廢水處理站排放口出水為原水,采用曝氣生物濾池—納濾工藝進(jìn)行了印染廢水再生回用處理研究。
1試驗部分
1.1試驗背景
廣東某大型針織印染廠使用的染料以活性染料為主,偶爾使用硫化染料;其印染廢水主要來自針織棉染色、漂洗等工藝單元。該廠原廢水處理站的排放量約為1 ×104 m3 /d,采用混凝沉淀處理工藝,其中陽離子型季胺鹽混凝劑的投加量為120 mg/L,陰離子型聚丙烯酰胺的投加量約為1 mg/L,出水基本達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在廠方希望能實現(xiàn)廢水回用,但目前我國對印染工業(yè)廢水的再生回用水質(zhì)尚無標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)廠方建議并參考國內(nèi)外資料,提出了本試驗的再生回用水水質(zhì)。試驗以該印染廠廢水處理站排放口出水為原水,排放口出水的水質(zhì)情況及再生回用水的水質(zhì)如表1所示。
1.2工藝流程
試驗的工藝流程見圖1。
1.3分析方法
色度、pH值、COD、SS、硬度和無機(jī)鹽等指標(biāo)均參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第4版)中的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測定;金屬陽離子采用火焰原子吸收法測定。
2結(jié)果與討論 2.1曝氣生物濾池對COD的去除效果
BAF的接種污泥取自某污水處理廠的二沉池污泥。運行約1個月后,系統(tǒng)對COD的去除率趨于穩(wěn)定,鏡檢觀察反沖洗時帶出的污泥,發(fā)現(xiàn)污泥中的生物相較為豐富,有累枝蟲、鐘蟲、纖毛蟲和輪蟲等,認(rèn)為生物膜已基本成熟,填料掛膜成功。曝氣生物濾池穩(wěn)定運行后,其進(jìn)水水力負(fù)荷與COD去除率的關(guān)系如表3所示。
2.2預(yù)處理系統(tǒng)的處理效果
納濾的預(yù)處理工藝對濁度具有良好的去除效果,在進(jìn)水平均濁度為5. 8 NTU 的情況下,出水平均濁度達(dá)到了1. 64 NTU,平均去除率為71. 7%。經(jīng)過預(yù)處理后, 出水的SD I值為3. 5 ～4. 8, 平均為4. 1。預(yù)處理出水經(jīng)保安過濾器過濾后,可基本滿足納濾膜進(jìn)水的水質(zhì)要求。但試驗中發(fā)現(xiàn),精密過濾器的污染情況較為嚴(yán)重,一般10～12 d需更換1次濾芯。
2.3納濾系統(tǒng)的處理效果
2.3.1水回收率隨時間的變化
初始時的進(jìn)水壓力為0. 92MPa,膜通量約為19L/(m2·h) ,系統(tǒng)的初始水回收率約為15%。納濾膜系統(tǒng)的水回收率隨運行時間的變化如圖2所示。
2.3.2壓力差隨時間的變化
壓力差是進(jìn)水壓力與濃水壓力之間的差值,即進(jìn)水流經(jīng)膜元件的壓力降低值。在連續(xù)流下,如果壓力差增加,則意味著膜孔的堵塞加劇。試驗中納濾膜系統(tǒng)的壓力差隨運行時間的變化見圖3。
2.3.3脫鹽率隨時間的變化
納濾系統(tǒng)的脫鹽率隨時間的變化如圖4所示。
2.4 各單元出水水質(zhì)情況
各單元的出水水質(zhì)指標(biāo)的平均值見表4。
從表4可以看出,經(jīng)該工藝處理后出水中二價以上的離子均未檢出,一方面表明納濾系統(tǒng)對二價以上的離子具有很高的去除率,另一方面也可能與進(jìn)水的二價離子濃度較低有關(guān)。經(jīng)組合工藝處理后出水中各主要水質(zhì)指標(biāo)均滿足設(shè)計的回用水水質(zhì)要求。
3結(jié)論
①以某大型印染廠廢水處理站排放口出水為原水,采用曝氣生物濾池—納濾工藝進(jìn)行印染廢水的再生回用處理,結(jié)果表明,曝氣生物濾池對原水具有較好的處理效果,在水力負(fù)荷為1.02 m3/(m2·h)時,其對COD的去除率為31. 4%。
②納濾系統(tǒng)的預(yù)處理工藝采用混凝沉淀加機(jī)械過濾工藝,對濁度的平均去除率為71.7% ,出水平均濁度為1.64 NTU;出水SD I值平均為4.1;預(yù)處理工藝出水經(jīng)保安過濾器過濾后可基本滿足納濾膜進(jìn)水水質(zhì)要求。
③納濾系統(tǒng)的水回收率隨運行時間的延長而下降;壓力差則隨運行時間的延長而上升; 在進(jìn)水TDS為3750～4280 mg/L時,納濾系統(tǒng)的脫鹽率為95.4%～96.6% ,平均為96.1%。系統(tǒng)運行28d時進(jìn)行化學(xué)清洗,清洗后的水回收率可恢復(fù)至運行初期的94%;清洗前、后其脫鹽率沒有明顯變化。
④組合工藝的出水水質(zhì)可滿足設(shè)計的回用水質(zhì)要求,處理效果較為穩(wěn)定。
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