化工行业作为我国的传统行业,在国民经济中占有重要的地位,据最新统计,全国共有化工企业4.21万个,工业总产值4786亿元,均约占全国工业的10%左右。但是从整体上看,由于国内环保行业目前针对此类污水治理技术滞后,随着化工业的发展,生态环境受到严重影响,其产生的化工废水中COD浓度高、毒性大、可生化性差,普通的工艺很难达到处理的预期效果。
高cod废水处理如何处理,下面我们着重介绍一种处理工艺:
某化工厂在生产过程中排放的含季铵盐废水COD高达25000 mg/L,为难处理的高浓度特种有机废水。本试验研究了厌氧→好氧→絮凝组合工艺处理含季铵盐废水的可行性和处理效果,使该废水达到COD<100mg/L的排放要求。
1 材料与方法
1.1 废水水质
试验用废水采用某化工厂排出的综合废水,该废水含有季铵盐、异丙醇等有机物,日排放量约为20 m3,COD为18 000~25 000 mg/L,BOD5为7 020~9 750 mg/L,BOD5/COD为0.39左右,属于可生化真溶液废水。由于该废水有机物浓度高,将其适当稀释后作为试验用水,其水质见表1。
表1 试验用废水水质
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COD
(mg/L) |
BOD5
(mg/L) |
BOD5/COD
|
pH
|
1000~3500
|
390~1365
|
0.39
|
8~8.5 |
1.2 试验方案与工艺流程
针对该废水的水质特点,采用厌氧→好氧串联工艺进行动态模拟试验。该工艺利用有机物厌氧水解酸化,将废水中某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物,从而改善废水的可生化性[1],为后续好氧生化处理创造有利条件。水解酸化工艺已成功地应用于含难降解有机物废水的处理[2]。
1.3 试验装置
厌氧生物反应器:内径为14.5cm,高为2m,有效容积为30L,反应器内悬挂半软性填料;好氧生物接触氧化反应器:内径为11cm,高为2.3m,有效容积为20L,反应器内悬挂软性填料。
1.4 接种污泥
生物菌种为优势菌加鱼塘底泥(兼氧性污泥),经一周驯化挂膜后,逐步加入设定浓度的含季铵盐废水和N、P营养物,进行动态生化试验。
1.5 分析项目
COD、BOD5、pH、浊度均采用标准方法测定。
2 结果与讨论
2.1 厌氧水解酸化
驯化挂膜稳定后,在所设定的工况条件下开始试验运行,定期取样分析。处理结果见表2。
表2水解酸化处理结果
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水样
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停留时间
(h) |
COD
|
BOD5
|
BOD5/COD
|
pH
|
|
||||||
进水
(mg/L) |
出水
(mg/L) |
去除率
(%) |
进水
(mg/L) |
出水
(mg/L) |
去除率
(%) |
进水
|
出水
|
进水
|
出水
|
|
||
1
2 3 4 5 |
30
30 30 30 30 |
1013
1498 2008 2521 3061 |
496
719 942 1165 1393 |
51
52 53 54 55 |
405
584 783 983 1163 |
258
360 472 594 697 |
36
38 40 40 40 |
0.4
0.39 0.39 0.39 0.38 |
0.52
0.5 0.5 0.51 0.5 |
8.2
8.1 8.2 8 8.3 |
7.2
7 7.1 7.1 7.2 |
|
注 废水流量为1 L/h,下同。
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2.2 好氧生物接触氧化处理
好氧接触氧化法具有耐冲击负荷,无污泥膨胀和维护方便等优点。采用一级好氧生物接触氧化处理,出水中的COD仍然达不到排放标准,后又增加了一级好氧生物接触氧化处理(有效容积20 L)。试验结果见表3和表4。
表3 一级好氧处理结果
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水样
|
停留时间
(h) |
COD
|
BOD5
|
BOD5/COD
|
pH
|
|
||||||
进水
(mg/L) |
出水
(mg/L) |
去除率
(%) |
进水
(mg/L) |
出水
(mg/L) |
去除率
(%) |
进水
|
出水
|
进水
|
出水
|
|
||
1
2 3 4 5 |
20
20 20 20 20 |
496
719 942 1165 1393 |
144
194 245 303 348 |
71
73 74 74 75 |
258
360 472 594 697 |
62
83 104 131 160 |
76
77 78 78 77 |
0.52
0.5 0.5 0.51 0.5 |
0.39
0.38 0.39 0.39 0.38 |
7.2
7 7.1 7.1 7.2 |
7.1
6.8 7 6.9 7 |
|
注 进水为厌氧生物反应器出水。
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表4 二级好氧处理结果
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水样
|
停留时间
(h) |
COD
|
BOD5
|
BOD5/COD
|
pH
|
|
||||||
进水
(mg/L) |
出水
(mg/L) |
去除率
(%) |
进水
(mg/L) |
出水
(mg/L) |
去除率
(%) |
进水
|
出水
|
进水
|
出水
|
|
||
1
2 3 4 5 |
20
20 20 20 20 |
144
194 245 303 348 |
59
83 103 124 146 |
59
57 58 59 58 |
62
83 104 131 160 |
15
22 26 30 35 |
76
77 75 77 78 |
0.39
0.38 0.39 0.39 0.38 |
0.25
0.26 0.25 0.24 0.24 |
7.1
6.8 7 6.9 7 |
7
6.7 6.9 6.8 6.9 |
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注 进水为一级好氧处理出水。
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由表3可知,含季铵盐废水经一级好氧生物接触氧化处理后,BOD5/COD比值从0.5左右下降到0.38左右,但废水还具有可生化性,故应增加二级好氧生物接触氧化反应器。表4可知,经二级处理,出水COD<150 mg/L,BOD5/COD比值在0.25左右,说明在此浓度废水中可生化降解物质已很少。
2.3 絮凝处理
含季铵盐废水中COD为2 000~3 000 mg/L,经过厌氧→两级好氧生物接触氧化处理后,出水COD>100 mg/L,且略有余浊,故进行絮凝后处理。分别采用硫酸铝、聚合铝(PAC)和氯化镁为絮凝剂,石灰为助凝剂,试验结果见表5。
表5 生化法出水的絮凝后处理
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项目
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进水
|
硫酸铝
|
PAC
|
氯化镁
|
投加量(mg/L)
COD(mg/L) 浊度(NTU) |
146
20 |
50
102 5 |
50
95 3 |
50
98 4 |
注 进水为厌氧→两级好氧出水5#样(废水中COD为3061 mg/L)。
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由表5可知,经絮凝沉淀后处理,出水COD<100 mg/L,但从效果看聚合铝(PAC)最好。因此,当含季铵盐废水中COD<3000 mg/L时,经厌氧→两级好氧→絮凝处理后,出水COD<100 mg/L,水质清澈透明,达到废水排放标准。
2.4 含季铵盐废水处理工艺
根据试验结果及分析,采用厌氧→两级好氧→絮凝组合工艺可以有效地处理难降解的含季铵盐废水,使废水中COD总去除率达96%以上,出水COD<100 mg/L。含季铵盐废水处理工艺如图1。
①经厌氧水解酸化处理后,含季铵盐废水的BOD5/COD比值可提高到0.51左右,证实了水解酸化可提高该废水的可生化性。
②当含季铵盐废水进水COD<3 000 mg/L时,经过厌氧→二级好氧处理后,COD总去除率可达95%,出水COD<150 mg/L。
③当絮凝剂(PAC)投加量为50 mg/L时,COD去除率可达30%以上,出水COD<100 mg/L,浊度小且无色,达到废水排放要求。