保险粉废水处理工艺

山东晟博环境科技有限公司出产的保险粉是一种强还原剂，广泛应用于纺织工业的还原性染色、还原清洗、漂白以及有机合成、木浆造纸等领域〔1〕。20世纪90年代后，跟着保险粉制备新工艺在中国的构成与老练，以及纺织工业的迅速发展，我国保险粉出产能力得到迅猛进步〔2〕，成为保险粉出口大国。现在，全国保险粉年产量大约40万t。而每出产1 t保险粉需排放盐析废水8 t〔3〕，废水排放量急剧增大。保险粉产业排放的废水的COD高达105 mg/L以上，且污染物种类繁复，首要包含甲酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫、甲醇和环氧乙烷等，此外还含有甲酸甲酯、Bunte 盐、亚硫酸钠等副产物〔2〕，其水质的物化性质较特殊，可生化性差，处理难度大。现在，对保险粉废水的处理首要选用物化手段，如化学氧化、酶催化氧化、光催化氧化、混凝Fenton法等〔2, 3, 4, 5, 6〕。选用上述办法处理保险粉废水，存在很多缺乏，如操作过程较为复杂;处理费用偏高;处理后出水COD高，难以到达排放规范要求等。厌氧—好氧串联工艺已广泛应用于各种难生物降解的化工废水的处理，并取得了较好的处理作用〔7〕，但鲜有将其应用于保险粉废水的处理。

　　对此，本研讨选用预处理—厌氧—两级SBR生物组合工艺处理此类废水。该组合工艺具有运转简单，实用性强的特色，能够一次性处理该类废水的处理难题。本研讨经过实验重点调查了组合工艺各工序段对保险粉废水中COD的去除作用，以期为保险粉废水处理的实践工程设计供给参阅。

　　1 实验材料与办法

　　1.1 废水水质

　　实验用水取自株洲某保险粉出产厂排放的废水，其水质：pH 5.80～6.02，COD 12 800～22 400 mg/L，SS 400 mg/L，氨氮 0.45 mg/L，硫化物13.6 mg/L，TOC 8 185～8 849 mg/L，总铁4.5～6.8 mg/L。

　　1.2 实验办法

　　实验选用ASBR、两级SBR反响器，实验流程如图 1 所示。



图 1 实验流程

　1.2.1 保险粉废水的预处理

　　保险粉废水可生化性差，首要是因为其间的贱价硫化物、硫醇、亚铁等对生化体系有必定的毒害作用〔8〕 ，然后限制了生化处理的作用。本研讨选用适度氧化结合混凝沉积对废水进行减毒预处理，为后续生化体系供给杰出的基质。

　　1.2.2 厌氧处理

　　厌氧处理体系为ASBR反响器，选用有用容积为3.5L的玻璃容器，置于(35±1)℃恒温培养箱中，每次换水用氮气进行厌氧维护。向厌氧进水中投加碳酸氢钠调理pH在6.5～7.5之间，按照m(COD)∶m(N)∶m(P)=200∶5∶1以NH4Cl、Na2HPO4补充氮源与磷源，以氯化铁、硫酸铜、碘化钾、硫酸锰、氯化钴、硫酸锌等制造的混合液供给微量元素。厌氧反响工艺程序操控为充水0.5h，反响22h，沉积0.5h，排水、排泥和搁置1h。厌氧处理分3个阶段进行，驯化期、负荷进步期和安稳期。接种来自于湘潭河西污水处理厂的颗粒污泥进行驯化。驯化阶段，选用集中进水方式，废水中按比例投加必定量的葡萄糖作为碳源，并逐渐添加废水在进水中的比例直到污泥彻底适应废水。驯化期完毕，添加体系进水COD，研讨该体系合理的污泥运转负荷。在最jia负荷条件下，该体系进入安稳期，连续运转20个周期，调查该体系对废水中COD 的去除作用。

　　1.2.3 两级SBR处理

　　选用两级SBR，即第1级 SBR、第2级 SBR串联运转处理厌氧反响器出水。该串联反响器在室温下运转，接种的活性污泥来自某污水处理厂，单个反响器为有用容积2L的玻璃容器，装置内加微孔曝气头，各阶段均选用瞬时进水、瞬时出水。

　　第1级SBR进水由厌氧反响器出水供给，第1级SBR出水作为第2级SBR进水。在厌氧反响器进入安稳运转期，相应的两级SBR运转安稳后，对两级SBR工艺参数进行优化配置。实验确定第1级 SBR和第2级SBR的充水比别离为0.8和0.6，经过恰当的排泥坚持第1级 SBR污泥质量浓度为5 000 mg/L，第2级SBR操控污泥质量浓度为3 000 mg/L。

　　1.3 剖析办法

　　COD：重铬酸钾法(GB 1194—1989);BOD5：稀释与接种法(HJ 505—1989);pH：电极法;氨氮：纳氏试剂分光光度法(HJ 535—2009);SS：分量法(GB 11901—1989);硫化物：气相分子吸收光谱法(HJ/T 200—2005);TOC：焚烧氧化—非分散红外吸收法(HJ 501—2009);总铁：原子吸收分光光度法(GB11911—1989)。

　　2 结果与讨论

　　2.1 保险粉废水的减毒预处理

　　选用自然氧化、曝气氧化、H2O2氧化结合投加PAC混凝3种方式对保险粉废水进行减毒预处理，结果见表 1。



　　从表 1能够看出，选用H2O2氧化，废水中COD的去除率Z高，且用时最短。经过氧化，废水中的亚铁离子大部分转化为三价铁离子，再经过投加混凝剂PAC，去除废水中的铁。废水经预处理后，大部分的有毒物质得以去除，可生化性显着进步。经H2O2氧化混凝后的废水的BOD5/COD由0.27进步到0.48，水质得到显着改进，为后续的生物处理创造了有利的条件。

2.2 厌氧处理结果剖析

　　ASBR中废水COD在污泥驯化期(1~20 d)、负荷进步期(20~200 d)、安稳期(200~220 d)的改变如图 2所示。

　　从图 2能够看出，在整个驯化期，反响器进水COD均匀为640 mg/L，均匀出水COD降为260 mg/L，COD去除率在前期较高，整体呈下降趋势，由73%降到58%。在驯化过程中，跟着废水在进水中比例的进步，微生物对较高浓度污染物的适应需要更长时间，因而COD处理功率有所下降。

图 2 厌氧反响COD去除作用

　　负荷进步阶段(20~200 d)，因为进步了废水在进水中的比例，相应的体系的COD污泥负荷增大。进水COD由790 mg/L进步到13 547 mg/L，相应的COD污泥负荷(以VSS计，下同)由0.04 kg/(kg·d)进步到0.68 kg/(kg·d)。30~70 d的周期内，厌氧反响器对COD的去除率较不安稳，可见厌氧体系对水质波动较敏感。经过微生物的不断适应，在78~170 d，反响器对COD的去除率均匀可维持在71%，且当COD污泥负荷为0.4 kg/(kg·d)(第156天)时，COD的去除率到达Z大，为75%。继续添加进水COD，反响器对COD的去除作用下降;当COD污泥负荷进步到0.55 kg/(kg·d)(第178天)以上时，反响器开端出现跑泥现象，体系酸化，出水黏稠，COD去除率也随之下降到58%。因而，厌氧反响器的COD污泥负荷应维持在0.50 kg/(kg·d)左右，以保证体系的zui佳处理作用。

　　经过10 d的调理适应，体系进入安稳期(200~220 d)，连续运转20 d，操控进水COD在10 277 mg/L左右，体系出水COD降为3 200 mg/L，安稳期的均匀COD去除率上升到69%。实验结果表明，厌氧作用对废水COD的去除有杰出的作用。

　　2.3 两级 SBR处理结果剖析

　　2.3.1 两级SBR对COD的去除作用

　　图 3、图 4别离给出了第1级SBR和第2级SBR中的废水COD随时间的改变。



图 3 第1级SBR对COD的去除作用

　　实验结果表明，在第1级 SBR负荷进步期(20~210 d)，在20~170 d时进水COD由463 mg/L逐渐添加至2 879 mg/L，该体系对COD的去除率在60%左右起浮。当厌氧反响器COD污泥负荷到达0.55 kg/(kg·d)以上，厌氧出水COD到达4 700 mg/L(第178天)时，第1级SBR在178~190 d的COD去除率仍维持在52%，可见该体系发挥了较好安稳水质的作用。进入安稳期(210~230 d)后，第1级SBR进水COD达3 200 mg/L左右，出水COD维持在1 500 mg/L左右，COD去除率安稳在53%。第2级 SBR进水COD从126 mg/L进步至1 000 mg/L时，跟着微生物对废水不断的适应，体系COD去除率有所进步，坚持在70%以上。当进水COD忽然添加到1 732 mg/L(第180天)时，COD去除率仍到达87%。安稳期时，第2级 SBR的均匀进水COD为1 000 mg/L，出水COD降为100 mg/L左右。



图 4 第2级SBR对COD的去除作用

　　在两级SBR组合工艺中，独自任一工序段都无法到达COD的高效去除。第1级SBR在安稳期的COD去除率较低(53%)，与第1级SBR比较，第2级SBR对底物的降解使用能力显着进步，安稳后的COD去除率均匀可达89%，可见第1级SBR缓冲了大量的不利冲击，缓解了第2级SBR的处理压力。

　　2.3.2 两级SBR反响时间对COD去除作用的影响

　　反响时间作为重要的工艺参数对COD的去除有必定的影响。在两级SBR不同进水水质条件下，每隔1h测定1次出水COD，研讨反响时间对COD去除作用的影响，结果如图 5所示。



图 5 COD去除随时间的改变

　　由图 5能够看出，2个反响器在曝气前段时间(0~5h)，对COD的去除都较快;5h后，对COD的去除变得缓慢。第1级SBR、第2级SBR别离在曝气11、8h后，出水COD基本坚持安稳。因而，设置第1级SBR、第2级SBR的反响周期别离为12、9h，瞬时进出水、沉积、搁置1h，以到达很佳的COD去除作用。

　　2.4 组合工艺各工序段对COD的去除作用

　　组合工艺各工序段对COD的去除作用见表 2。



　　3 定论

　　(1)选用H2O2氧化加混凝对保险粉废水进行预处理作用佳，废水的BOD5/COD可由0.27进步到0.48，COD去除率可达15.6%。

　　(2)厌氧反响器Z佳运转条件：坚持进水COD 在10 277 mg/L左右，COD污泥负荷坚持在0.5 kg/(kg·d)，此条件下COD去除率可到达69%。

　　(3)当两级SBR反响曝气时间别离为11、8h，周期别离设置为12、9h时，COD去除率可别离到达53%、89%，总COD去除率可达97%。

　　(4)预处理—厌氧—两级SBR组合工艺对保险粉废水有杰出的处理作用，总COD去除率可达98%，出水水质到达《污水归纳排放规范》(GB 8978—1996)的二级规范。