中試ABR-CFASR組合工藝處理印染廢水效能及數(shù)學(xué)建模.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們環(huán)境意識(shí)的提高，我國(guó)加大了對(duì)印染廢水的治理。印染廢水組分非常復(fù)雜，其難降解、有毒有機(jī)成分的含量也越來(lái)越多，有機(jī)物含量高、色度深、化學(xué)需氧量高，而生化需氧量相對(duì)較低，可生化性差，排放量大，有些甚至是致癌、致突變、致畸變的有機(jī)物，對(duì)環(huán)境尤其是水環(huán)境的威脅和危害越來(lái)越大。傳統(tǒng)的印染廢水生物處理方法，只能降低印染廢水中的BOD5，對(duì)于COD，特別是有毒難降解有機(jī)物和色度的降低效果不明顯?？梢?jiàn)，單一的處理方法已不能滿足

2、當(dāng)前印染廢水發(fā)展的要求。本文通過(guò)分析印染廢水水質(zhì)特點(diǎn)和比較多種廢水處理路線與工藝，提出了利用“厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）—交叉流好氧反應(yīng)器（CFASR）”這一技術(shù)路線處理該種廢水的中試方案，并在中試試驗(yàn)數(shù)據(jù)和ADM-ASM1的基礎(chǔ)上建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型以指導(dǎo)中試運(yùn)行。
　　針對(duì)印染廢水水質(zhì)特點(diǎn)，提出了ABR-CFASR組合工藝處理印染廢水的技術(shù)路線，考察了ABR-CFASR組合工藝處理印染廢水的中試運(yùn)行效果，并確定了最佳工藝參數(shù)及

3、啟動(dòng)運(yùn)行方案。ABR運(yùn)行結(jié)果表明，在進(jìn)水COD為1000mg/L左右波動(dòng)的情況下，對(duì)COD、BOD、SS和色度去除率平均值分別為42％、19.2%、48.6%和30%；印染廢水經(jīng)ABR處理后，出水略有升高，而出水TN比進(jìn)水略下降，出水TP含量有所提高，同時(shí)ABR進(jìn)出水B/C由0.56提高到0.68，這將有益于后續(xù)的CFASR反應(yīng)器中好氧微生物的生長(zhǎng)；確定了ABR啟動(dòng)和運(yùn)行方案：HRT、pH、MLSS、MLVSS、容積負(fù)荷、污泥負(fù)荷在啟動(dòng)

4、時(shí)應(yīng)分別控制在60h、7、45g/L、30g/L、2.0kgCOD/(m3·d)、0.1kgCOD/(kgMLVSS·d)，在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)應(yīng)分別控制在12h、7～9、35～50g/L、20～35g/L、6.0～18.0kgCOD/(m3·d)、0.2～0.5kgCOD/(kgMLVSS·d)。與ABR串聯(lián)的CFASR中試運(yùn)行結(jié)果表明：在 HRT為20h、MLSS為1500～2000mg/L、污泥負(fù)荷為0.2～0.8 kgCOD/(kgML

5、SS·d)、溫度為15～37℃、pH為7.12～8.86、DO為2.0～3.0mg/L的條件下，出水COD<100mg/L，BOD<20mg/L，滿足國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)結(jié)果還表明，CFASR對(duì)TN、TP、SS和色度均具有較高的去除率，分別為90%、80%、90%和80%以上。
　　由于印染廢水pH值較高（最大可達(dá)到10），而傳統(tǒng)厭氧生物處理反應(yīng)器（如UASB）最適pH范圍為7.5～8.0，因此傳統(tǒng)印染廢水處理工藝應(yīng)加硫酸調(diào)節(jié)p

6、H。而本中試試驗(yàn)結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的印染廢水厭氧處理工藝相比（如UASB），ABR可以承受的最大進(jìn)水pH為9.5，不必加硫酸調(diào)節(jié)pH，因此節(jié)約大量藥劑費(fèi)用。另外，傳統(tǒng)厭氧工藝處理印染廢水HRT較長(zhǎng)（大于20h），而本中試試驗(yàn)結(jié)果表明ABR可以在較短的HRT（12h）下穩(wěn)定運(yùn)行，可大大節(jié)約用地面積。
　　采用GC-MS和LC-MS等分析手段，考察了ABR對(duì)印染廢水中有機(jī)物和染料分子的去除效果。結(jié)果表明：ABR進(jìn)水中均含大量的高級(jí)烷烴、

7、酰胺類、有機(jī)酸、酮類、酚類和酯類，ABR反應(yīng)器對(duì)其降解效果很好，出水中這些物質(zhì)含量很低。經(jīng)過(guò)ABR后，物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)基本都發(fā)生了較大的變化，許多大分子物質(zhì)都轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，有利于后續(xù)好氧工藝進(jìn)一步降解。ABR對(duì)色酚AS-E、偶氮染料酸性橙、直接藍(lán)、蒽醌類-酸性藍(lán)有較好的去除效果，但對(duì)偶氮類-蘇丹紅1號(hào)沒(méi)有去除。
　　以國(guó)際水質(zhì)污染與控制協(xié)會(huì)(IWA)推出的厭氧活性污泥數(shù)學(xué)模型（ADM1）和活性污泥數(shù)學(xué)模型（ASM1）為理論基礎(chǔ)，并

8、對(duì)其進(jìn)行了修正和完善，建立了ABR-CFASR處理印染廢水的數(shù)學(xué)模型，從而為 ABR-CFASR處理印染廢水的設(shè)計(jì)、優(yōu)化運(yùn)行、出水水質(zhì)預(yù)測(cè)與控制提供理論依據(jù)?；贏DM的ABR模擬結(jié)果表明：ABR第一格室出水 COD濃度的模擬值和實(shí)測(cè)值有較大的差距，相對(duì)偏差為-32.8%~30.6%，而第三格室和第六格室出水 COD模擬效果較好，相對(duì)偏差為-20%~20%。另外，ABR模型也表現(xiàn)出對(duì)VFA、MLVSS和pH有較好的模擬結(jié)果。基于ASM1