PDMDAACMBBR组合工艺处理印染废水试验研究牟淑杰

“闰土”杯第四届中国纺织印染助剂行业学术年会论文集PDMDAAC一MBBR组合工艺处理印染废水试验研究牟淑杰辽宁石油化工大学职业技术学院辽宁抚顺n3O01摘要:采用PDMDAAC一MBBR(聚二甲基二烯丙基氯化钱一移动床生物膜反应器)组合工艺处理印染废水,并考察了填料填充比例、水力停留时间(HRT)、PDMDAAC用量、进水CODrC和NH3一N质量浓度对反应器处理效果的影响.结果表明:在填料填充比例为60%(体积比),单级反应器水力停留时间为24h,PDMDAAC用量为.089几条件下,反应器运行稳定且处理效果好,组合工艺对色度、CODCr和NH3一N的去除效果较好,去除率分别达到97%、91.4%和90%.出水c0Dcr和NH3一N平均质量浓度分别低于50mgL/和巧mg几,均达到了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287一1992)的一级排放标准。关键词:MBBR;印染废水;水力停留时间;填料填充比印染行业是工业废水的排放大户,据不完全统计,我国每年排放量约为.65亿t以上.印染废水具有颜色深,CODCr值较高,组成复杂,分布面广等特点.目前常用的处理方法有化学沉淀法、生物法和吸附法等.近年来,化纤织物的发展和印染后整理技术的进步使PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,增加了处理难度.因此,特别需要开发新的处理技术和工艺.移动床生物膜反应器川(MBB)R是近年来颇受重视的一种新型高效生物膜废水处理装置,它是在反应器中投加比表面积大、密度略小于1的悬浮填料,微生物附着生长在填料表面形成生物膜,曝气使其处于流化状态,确保了良好的传质条件,从而实现了对污染物的高效去除.另外,聚二甲基二烯丙基氯化按(PDMDAA)C在水处理方面有絮凝剂用量少、脱色效果显著等优点,在水处理领域应用广泛.因此,本文尝试采用在MBBR中投加一定量PDMDAAC,以期提高在处理印染废水方面的吸附性能。1、试验试验装置流程如图1所示,MBBR反应器采用有机玻璃加工而成,有效尺寸为30emx3Oemx40em,有效容积为36L,采用微孔曝气和连续进水方式。1.1流程及装置图1MBBR试验装置1.2填料填料l2]为空心圆柱体,是MBBR的核心,是生物膜的支撑和载体.MBBR使用聚丙烯塑料填料,形状类似小圆柱体.圆柱体中心有十字支撑,外侧沿不同径向伸展许多尾翅.载体密度略低于水(0.92一.097cs/m3),填料的比表面积大,多在200一50m0mz/3之间.填料表面易于生物膜附着生长,而且巧妙的结构设计使填料在使用时不结团、不堵塞,始终具有理想的孔隙率,并具有良好的通气、过水性能.1.3试验水质试验废水取自本地某印染厂,水质情况见257“闰土”杯第四届中国纺织印染助剂行业学术年会论文集表1表l原水水质项项目目pH值值CoDCr/(mg·L一l)))BOD5z(mg·L一l)))氨氮/(mg·L一,)))色度/倍倍范范围围8~1000281~5977759~1255587~16333237771.4测定项目与方法测定项目包括pH、CODCr和氨氮等均采用国家标准方法l3[,色度用稀释倍数法(GB11093一1989).1.5挂膜与启动挂膜用的接种污泥取自三宝屯污水处理厂,污泥质量浓度为50l2m叭.通过试验发现,MBBR中的填料虽承受一定的水流剪切力,但不会影响生物膜的附着生长.生物膜先在填料内表面上生长,经过两周驯化后,外表面才开始有较明显的生物膜,当处理效果稳定时,填料的内、外表面都长满了生物,并镜检观察到有大量菌胶团、变形虫出现,然后再培养d7,镜检有钟虫出现,生物膜呈深褐色,膜厚l一2cm,标志着生物膜己挂膜成熟.同时,当反应器出水的CODCr、NH3一N和色度去除率均趋于稳定时,认为启动完成.2、结果与讨论着填料填充比例增加,色度和CODC:去除率呈上升趋势.当填充比为60%时,色度和CODCr去除率分别达到88%和86%,继续增加填料填充比,去除率增加趋缓.原因是填料增加,可供微生物附着生长的表面积相应增加,反应器内生物量增加,所以处理效果变好.而当填充比例大于60%时,反应器内填料流化状态略差,影响了微生物的正常生长、繁殖,去除率会略微下降.因此,选取填料填充比例为60%..22HRT对CODCr和色度去除效果的影响取印染废水色度为237倍,CODCr质量浓度为462mg几,改变水力停留时间(HRT),测量HRT对CODC:和色度去除效果的影响[5],结果如图3所示。2.1MBBR填料填充比例取印染废水色度为237倍,CODC:质量浓度为462mg几,水力停留时间为24h,测定填料填充比例对色度和CODCr去除效果的影响4[],结果如图2所示·图2填料填充比例对CODCr和色度去除效果的影响由图2可知,当填料填充比例较小时,随图3HRT对CODC:和色度去除效果的影响由图3可知,随着水力停留时间(HRT)的延长,CoDCr和色度去除率表现为先大幅度增加,然而,当HRT大于24h,CODCr和色度去除率都明显趋缓,去除率增加均小于2%.所以,试验取HRT为24h。2.3PDMDAAC用量对CODCr和色度去除率的影响取印染废水色度为237倍,CODCr质量浓度为462mg几,HRT为24h,考察了PDMDAAC质量浓度对色度和CODCr去除效258“闰土”杯第四届中国纺织印染助剂行业学术年会论文集果的影响,结果见图4o而使其具有很强的抗冲击负荷能力。由图4可知,当混合液中的PDMDAAC质量浓度0.89几时,色度和CODrC去除率的提高相对较快;0.89几时,色度和CODrC去除率曲线趋于平缓.因此,适宜的PDMDAAC质量浓度取.08叭.另外,MBBR中投加PDMDAAC后,色度的去除率由87%提高到97%,CODCr去除率由86%提高到91.4%,提高了MBBR对印染废水的处理效率。2.4进水质量浓度对CODCr和色度去除率的影响在r环汀为2h4,DPMDAAC质量浓度为0.89几的条件下,考察进水质量浓度对废水中coDc:和色度的去除效果6I],结果如图5和图6所示。图6进水色度对色度去除率的影响2.5进水NH3一N质量浓度对NH3一N去除率的影响氮类污染物是引起水体富营养化的一个重要原因,因此,越来越多的污水处理系统需要考虑脱氮的问题.在我国制定的《纺织染整工业水污染物排放标准》中对NH3一N指标的一级排放质量浓度也作出了明确的规定(NH3一N质量浓度为巧mg几).在HRI,为24h,PDMDAAC质量浓度为0.89几的条件下,考察不同NH3一N进水质量浓度下MBBR对NH3一N的去除效果,结果如图7所示。图5进水CODCr质量浓度对CODCr去除率的影响由图5可知,当进水CODCr质量浓度由280mg几增加到600m叭时,CODCr去除率可达91.4%以上.由图6可知,色度去除率基本稳定在97%,出水色度都低于20倍.说明移动床生物膜反应器具有很强的抗冲击负荷能力.其原因是:(l)反应器内有很高的生物量;(2)附着生长在填料上的生物膜,随着微生物不断增殖而增厚,在受到冲击负荷时,外层老化的生物膜对内层的生物膜起到缓冲和保护作用,从图7进水NH3一N质量浓度对NH3一N去除效果的影响由图7可知,在系统稳定运行阶段,虽然进水时NH3一N的波动较大,但系统处理后的出水NH3一N非常稳定.去除率达到90%以上,出水氨氮平均质量浓度低于规定的巧mg几排放标准。3、结论(l)投加PDMDAAC的移动床生物膜反应器对印染废水具有良好的处理效果.当进水CODCr在280一600mg几,HRr运行24h,在填料填充比例为60%(体积比)条件下,色度、259“闰土”杯第四届中国纺织印染助剂行业学术年会论文集CODCr和NH3一N平均去除率分别为97%、91.4%和90%.(2)印染废水经MBBR反应器处理后,出水色度都低于20倍,CODCr和NH3一N平均质量浓度分别低于50m叭和巧m叭,都达到了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287一92)一级排放要求(出水色度40倍,eoDer质量浓度loom睡,NH3一N质量浓度15m叭)。(3)移动床生物膜污水处理技术是一种高效、经济的污水处理工艺,具有很强抗冲击负荷的特性.与其他工艺相比,MBBR具有挂膜容易、填料不易堵塞、水力停留时间短、不需污泥回流等特点.适用于生活污水和工业有机废水等的处理,具有广阔的应用前景.参考文献fl1张景丽,幸福堂.移动床生物膜工艺特点、研究现状及进展[J].工业安全与环保,2003,29(4):13一15.2[]季民,薛广宁,董广瑞,等.移动床生物膜反应器处理生活污水1[J.中国给水排水,2003,19(2):56一57.3[]国家环保局《水和废水检测分析方法》编委会.水和水质监测分析方法【M〕.第3版.北京:中国环境科学出版社,199:7102一356.4[]王涛,朱文亭,魏双勤,等.循环移动载体膜生物反应器处理印染废水的研究[J].给水排水,2007,32(3):243一246.【5]孙华,高庭耀,洪英.移动床生物反应器处理染料化工废水工艺研究[J].环境工程,2002,20(l):19一21.6[]杨玉旺.移动床生物膜反应器处理污水的研究应用进展[J].工业水处理,2004,24(2):12一15.