印染废水含硫酸盐厌氧处理工艺
生产全棉机织布的印染企业生产过程中产生的废水主要包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水等。退浆废水水量较小,但含有大量的浆料和烧碱,其COD 可高达10 g/L,且碱度强、可生化性差。对含退浆废水的高浓度印染废水的混凝脱色处理一般采用硫酸亚铁较为经济有效,但硫酸亚铁投加量较高,且易水解,产生大量的硫酸盐,与用硫酸调节pH 时产生的硫酸根一起进入废水后,造成废水中硫酸盐含量较高。而当使用厌氧法处理含硫酸盐废水时,硫酸盐的存在会使厌氧系统出现产甲烷菌(MPB) 和硫酸盐还原菌(SRB)竞争基质的现象,并且硫酸盐还原产物(硫化物)对MPB 和SRB 有毒性抑制作用。硫酸盐还原作用不仅降低了微生物的活性,而且严重时可使厌氧处理系统运行失败,因而有必要对废水的m(COD)∶m(SO42-)加以控制。虽然m(COD)∶m(SO42-)是影响厌氧过程的一个重要因素,但由于各研究者采用的基质和反应器类型等不同,因此得到的关于m(COD)∶m(SO42-)影响厌氧效果的结论不尽相同。
笔者采用复合式厌氧折流板反应器(HABR)对含硫酸盐印染废水进行处理,考察了不同m(COD)∶m(SO42-)对HABR 运行过程中COD 的去除率、硫酸盐的还原率以及硫化物浓度变化、挥发性脂肪酸(VFA)浓度变化情况的影响。
1 实验部分
1.2 实验用水
1.3 分析测试方法
1.4 实验阶段
2 实验结果与讨论
从图 2 可以看出,COD、硫酸盐去除率均随m(COD)∶m(SO42-)减小而降低。当m(COD)∶m(SO42-)为4~10 时,其对二者去除率的影响不大,其中COD去除率为82.61%~87.48%,硫酸盐去除率为81.57%~91.19%。当m(COD)∶m(SO42-)=3 时,系统对COD 的去除率下降至76.65% ,对硫酸盐去除率下降至71.83%。当m(COD)∶m(SO42-)=2 时,二者去除率均大幅下降,反应器运行效果变差,COD 去除率为23.39%,硫酸盐去除率为30.24% 。当m(COD) ∶m(SO42-)=0.5 时,系统运行失败,COD 去除率仅为9.56%,硫酸盐去除率仅为13.25%。分析原因,可能是由于m(COD)∶m(SO42-)较高时,实质是硫酸盐的质量浓度逐渐变小,充足的底物使硫酸盐有较高的去除率;m(COD)∶m(SO42-)过低时,SO42-相对过剩,COD 还原能力不足,导致SRB 的生物活性降低,系统COD 去除率和硫酸盐的还原去除率均下降〔11〕。
2.2 m(COD)∶m(SO42-)对出水硫化物浓度的影响
如图 3 所示,随着m(COD)∶m(SO42-)的降低,出水硫化物质量浓度逐渐升高。当m(COD)∶m(SO42-)为4~10 时,出水硫化物质量浓度随着m(COD) ∶m(SO42-)减少增加较缓慢,m(COD)∶m(SO42-)=3时,硫化物质量浓度为143 mg/L,结合图 2 可知,m(COD)∶m(SO42-) 为4 ~10 时,系统对COD、SO42-的去除效果较好,说明该范围内产生的硫化物未对系统中的细菌产生明显的抑制作用;m(COD)∶m(SO42-)≤3 时,出水硫化物质量浓度大幅增加,COD、硫酸盐去除率均较低,说明硫化物对MPB 和SRB 均产生了较强的抑制作用,导致系统对COD、SO42-的去除效果较差。COD 去除率下降的幅度大于硫酸盐去除率下降的幅度,说明产甲烷菌(MPB)对硫化物毒性的敏感性强于硫酸盐还原菌(SRB),当硫化物增加到一定程度时MPB 先于SRB 受到抑制。
2.3 m(COD)∶m(SO42-)对VFA 浓度的影响
由图 4可见,随着m(COD)∶m(SO42-)减小,出水VFA 质量浓度逐渐增加,当m(COD)∶m(SO42-)为4~10 时,出水VFA 质量浓度均较低,小于305 mg/L,此时,系统COD、硫酸盐去除率均较高,运行效果良好。当m(COD)∶m(SO42-)从4 降至3 时,出水VFA质量浓度从305 mg/L 增至916 mg/L。当m(COD) ∶m(SO42-)降至2 时,出水VFA 质量浓度高达1 850mg/L,系统对COD 去除率较低,反应器运行效果较差,当m(COD)∶m(SO42-)=0.5 时,出水VFA 质量浓度为2 862 mg/L,系统运行失败。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
3 结论
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