合成洗涤剂废水中含有大量的阴离子表面活性剂(LAS)、不饱和脂肪酸、磷酸、蛋白质粘滞物、甘油及Cl-等,COD浓度较高,是一种较难处理的有机工业废水[1]。对于合成洗涤剂废水,国内已使用或处于研究阶段的处理方法有:混凝法、生化法、臭氧氧化法、泡沫法、半导体光催化降解法、电絮凝法、微电解法以及固定化细胞降解LAS[2～7]等方法,其中臭氧氧化法、电絮凝法处理成本较高,不适合于大水量废水的处理,而有些方法尚处于研究阶段,还不能工业应用。目前应用比较广泛的是活性污泥法、混凝法。由于合成洗涤剂厂排放的废水污染物浓度较高,成分复杂,如只依赖单一处理工艺往往难以达标,一般采用多工艺的组合,以充分发挥各种处理工艺的优势。
1废水水量及水质
合成洗涤剂生产过程所产生的废水主要来自皂化车间、甘油车间、液体洗涤剂车间、洗衣粉车间(以下统称生产废水),此外还有部分锅炉废水、生活污水及工艺冷却水(以下统称其他废水)。各车间废水的水量及水质情况见表1。
由表1可知,生产车间废水的水量为220.8m3/d,占废水总量的11.2%,但其COD占总量的92.2%,SS占总量的88.2%。虽然其他废水的水量较大,但污染物浓度并不高,SS的平均质量浓度为38.7mg/L,COD为165mg/L。
2试验部分
2.1 废水水质
试验用废水水质见表2。
2.1 工艺流程
工艺流程如图1所示。
2.3 试验方法
2.3.1 混凝试验
主要考察不同混凝剂及其投加量对废水COD去除率的影响,从而筛选出一种处理效果比较好的混凝剂,同时考察废水pH对处理效果的影响。试验中使用的混凝剂有:一种新的上浮型混凝剂(ZG-1)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFS),试验时混凝剂质量分数为10%。
混凝试验加混凝剂时的混合段时间为1min,搅拌器的转速为140r/min;反应段时间为0.5min,搅拌器的转速为40r/min;加助凝剂(PAM)时的混合段时间为0.5min,搅拌器的转速为100r/min。
2.3.2 生化试验
采用活性污泥法对混凝后的废水进行生物氧化处理试验,考察生化法的处理效果以及生化法作为混凝处理后废水的后处理工艺的可行性。试验时生化池内温度控制在15℃以上,溶解氧浓度为2～5mg/L,MLSS约2～3g/L。
主要试验仪器有:六联搅拌机、ZX型微型曝气器、连续进水恒温生化反应器等。
3结果及分析
3.1 混凝试验
3.1.1 混凝剂的筛选
对4种混凝剂进行了对比试验,试验用水样为4#,水质为:pH6.75,COD925.9mg/L,试验过程中未进行pH调节,试验结果见图2。由图2可知,上浮型混凝剂ZG-1的处理效果优于其他几种混凝剂,且絮体大、上浮性好、浮渣结实,在投加量为0.25%时,COD去除率为36%,此时废水的处理成本约0.45元/m3。因此,该废水可采用ZG-1混凝剂进行混凝处理。
3.1.2 混凝剂ZG-1投加量对废水COD去除率的影响
图3为混凝剂ZG-1对废水COD去除率的影响。试验结果表明,在同样的投加量下,随着进水COD的提高,COD去除率也随着提高。以原水COD为619.3mg/L的废水为例,当混凝剂ZG-1的投加量分别为0.10%、0.25%、0.35%和0.50%时,COD去除率分别为25.0%、35.4%、40.0%和42.2%。本试验选择混凝剂ZG-1的较佳投加量为0.25%。同时,该混凝剂对SS及油类物质的去除率也较高,处理后出水基本无悬浮物。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
3.1.3 废水pH对COD去除率的影响
图4为原水在不同pH条件下的COD去除率(原水COD=925.9mg/L)。由图4可知,当pH介于6～9时,COD去除率变化不大。因此,该废水可以不调节pH而直接进行混凝处理。
3.2 生化试验
图5为连续进水生化处理试验结果。由图5可知,在试验初期(1～9d),当进水COD平均为663.5mg/L、停留时间约18h时,COD的平均去除率为76%,比较高达到82.3%,污泥的沉降性能良好;在试验中期(10～14d),当进水COD为397.4mg/L左右、停留时间为21h时,COD平均去除率达到77.9%;在试验后期(15～21d),当进水COD平均为463.7mg/L时,COD平均去除率为85.8%以上,处理后出水COD平均为65.7mg/L;试验比较后阶段(21～27d),生化处理效果更好,当进水COD平均为522.8mg/L、停留时间为24h时,COD平均去除率达到92.3%,出水COD均在50mg/L以下。污泥镜检结果:菌胶团生长良好,草履虫、钟虫、线虫等均较活跃,说明洗涤剂废水的可生化性较好。
另外,该洗涤剂废水的含盐量较高,试验前期Cl-的质量浓度为650～750mg/L,试验后期Cl-质量浓度达到1500～2000mg/L,尽管如此,微生物仍能良好生长,说明在这样的盐浓度下,微生物受到的抑制作用较小,含盐量对生化处理效率的影响不大。
虽然试验中生化处理采用活性污泥法,但工程设计中根据实际可采用氧化沟工艺,其特点是处理效率高、剩余污泥少,处理效果稳定,耐冲击负荷等。
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