厌氧污泥床过滤器处理涤纶废水的生产性试验

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　　1、前言

　　高深度有机废水的处理是迄今尚未解决的一个难题，尤其是CODcr浓度高达上万mg/L的有机废水，一直没有很好的处理方法，涤纶工业在生产聚脂切片中排出的工艺废水，CODcr浓度达11000~25000mg/L，含有相当数量的难降角有机物，处理效果也不理想。

　　黑龙江龙涤集团是黑龙江省叭一的大型涤纶聚脂原料生产基地，采用有机酸、乙二醇和对苯二甲酸为原料聚料聚合生产聚脂切片。为处理涤沦工艺废水，龙涤集团建成一座采用厌氧污泥床过滤器（UASBAF）法为主要工艺的处理工程，经过一年多的生产性试验运行，积累了一些运行经验，各项水质指标均达到国家污水综合排放标准。

　　2、设计废水量及废水水质

　　该涤纶废水采用清污分流，清洁的冷却水，洗涤水和生活污水直接排放，污染严惩的涤纶工艺废水经USABAF法处理后达标排放。

　　涤纶废水中主要含有醋酸、有机酸、乙二醇和精对苯二甲酸等，还含有少量的氨态氮、磷酸盐及其它无机盐，水质偏酸性，设计废水处理量240m3/d，主要水质指标见表1。

表1   涤纶废水水质

　　3、废水处理工艺流程

　　涤纶废水经过处理后，出水水质指标应达到污水综合排放标准GB8978-1996中的有关规定：CODcr为100mg/L，BOD5为20mg/L，SS为70mg/L，PH值6~9。

　　根据出水水质要求及涤纶废水污染程度高的实际情况，确定采用UASBAF法为主要工艺流程的处理系统，处理流程见图1。

 

　　4、处理构筑物的设计

　　4.1调节池

　　涤纶废水属高浓度有机废水，CODcr浓度在7000mg/L～mg/L之间，PH值为3～7。为均衡水质水量，设计1座8m×5m，有效深度2.5m的调节池，调节时间10h。设自动投药设备1套，由PH测控仪控制自动投加氢氧化钠调节PH值。

　　4.2气浮装置

　　涤纶废水含有一部分油份，为去除废水中的油份和悬浮物，设计中先用2套气浮装置，气浮池直径为1.4m，有效高度3.2m，采用硫酸铝作为混凝剂。

　　4.3UASBAF厌氧池

　　UASBAF厌氧池是将升流式厌氧污泥床和厌氧污泥滤池组合为一体的复合厌氧池，UASBAF厌氧池采用2座，钢筋混凝土结构，上部为4棱柱形，下部为锥体，平面尺寸3.9m×3.9m，有效高度6.5m。厌氧池的污泥悬浮层内设2.0m高的软性组合填料，底部均匀分布4个进水喷嘴，进水喷嘴还同污泥浓缩池相连，为了保证厌氧池内有足够的污泥浓缩池相连，为了保证厌氧池内有足够的污泥量，可将二沉池浓缩污泥回流至厌氧池。厌氧池上部设三相分离器，污水经泥水分离后排出。

　　4.4接触氧化池

　　接触氧化池采用2座钢盘混凝土结构，平面尺寸7m×4.2m。有效高度2.7m，分为3个廊道，污水呈推流式前进，空气由罗茨风机供给，经膜片式微孔曝气器进水中，接触氧化池内安装软性组合填料，填料层高2.0m，占整个池体积的75%，出水经三角堰溢流进入二沉池。

　　4.5二沉池

　　二沉池采用竖流式钢结构，直径3.8m，有效高度3.2m，接触接化池的混合液经泥水分离后排放。

　　4.6砂滤罐

　　为了保证出水水质，设计中选用2套砂滤罐，一用一备，直径1.4m，有效高度2.6m，当二沉池出水含污泥絮体较多时，采用微絮凝过滤，降低出水的县浮物。

　　5、结果与分析

　　为考查UASBAF厌氧池的净化功能，对UASBAF厌氧池的启动，进水CODcr，窖负荷，处理效果等运行指标跟踪观测，运行结果如下。

　　5.1UASBAF厌氧池的启动

　　厌氧反应器的启动方式有2种，高负荷低去除率和低负荷高去除率的启动，前者可缩短启动时间，但反应器出现酸性的可能性大，后者启动时间相对长一些，比较稳妥，易于控制，试验中采用低负荷高去除率的启动方式。取天津经庄子污水处理厂消化脱水污泥投入反应器，接种污泥浓度为15.5kg/m3，投泥完毕后开始污泥驯化。启动初期每天进水2次，每次进水6h，进水流量为4m3/h，CODcr浓度控制在1200mg/L，PH值7～8，同时缓慢加热，使水温每天升高2℃，2周后反应器内水温达到34℃，CODcr去除率从30%升至70%，出水PH值在7左右，表明污泥已逐渐适应涤纶废水。

　　启动初期空积负荷为0.5kg/m3•d，水力停留时间80h，由于进水流量小，流速较低，又没有产气，形成的污泥疏松沉降缓慢，部分污泥随水流出出。边疆运行后，根据运行状况逐步提高负荷增大进水量，每次提高幅度为0.3kg/m3•d，当CODcr空积负荷达到3kg/m3•d，时，进水CODcr去除率维持在80%左右。此时反应器内有气泡上升，观察污泥呈黑色，含有大量甲烷八叠球菌，污泥中出现少量1mm颗粒状污泥，认为启动动期结束。

　　5.2PH值

　　厌氧反应器在启动阶段，PH值是非常重要的控制指标，启动初期，由于反应时间短，产甲烷细菌数量较少，主要处于产酸阶段，出水PH值低于进水PH值，PH值为5.5～6.5之间，CODcr去除率只有30%，如图2。随着产甲烷细菌大量繁殖，与产酸细菌能保持一定的平衡状态，使出水PH值随进水酸碱的改变变化很小，稳定在7左右，此时污泥已经成熟，反应器的处理效果稳定，CODcr去除率基本保持在80%。

 

　　5.3容积负荷

　　当厌氧反应器的容积确定后，微生物降解有机物的量是有一定限度的，污泥浓度和CODcr去除率一定时，容积负荷也有一定的限底。随着进水流量和进水浓度的增加，反应器的容积负荷随之由0.5kg/m3•d，逐渐增加至8.2kg/m3•d。每次增加窖负荷初其CODcr去除率都会暂下降，但经过一段稳定运行后，去除率会慢慢稳定在75%以上，容积负荷与CODcr去除率关系见图3，由图3可见，在一定运行状态下逐步提高容积负荷，不会对反应器的运行造成不良影响。  

 

　　5.4进水浓度

　　进水浓度的变化直接影响反应器的容积负荷，试验中进水CODcr浓度从1000mg/L，逐步增加到10000 mg/L，出水CODcr的变化水大，基本维持在700mg/L左右，如图4，由于进水CODcr变化幅度比较平稳，对反应器的运行影响较小。

 

　　5.5CODcr玫解规律

　　UASBAF厌氧池和接触氧化池稳定运行后，进水CODcr浓度为9500mg/L～12000mg/L，进水流量为240m3/d，经处理后出水CODcr浓度为60mg/L，左右见附表，达到污水综合排放标准。

　　6、结论

　　⑴高浓度涤纶废水处理的生产性试验和效果分析证明，采用UASBAF法为主要工艺流程的处理系统处理涤纶废水是可行的，经处理后的出水符合污水综合排放标准。

　　⑵投入接种污泥，采用高负荷低去除率的启动方式，启动条件容易控制，污泥很快实现颗粒化，减少启动期的时间。

　　⑶UASBAF厌氧池运行稳定时，容积负荷为8.2kg/m3•d，污泥浓度稳定在19.75kg/m3，CODcr去除率达到80%。

　　⑷接触氧化池可以在填料表面滋生活性良好的生物膜，CODcr去除率达到90%左右。

　　⑸经过1a多的生产性试验表明，龙涤集团的涤纶废水处理采用UASBAF处理是可行的，处理效果稳定，达到污水综合排放标准的要求。

附图   处理系统的CODcr去除效果