水解酸化—接触氧化工艺处理废纸造纸废水的研究

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废纸造纸产生的废水与原生纤维造纸产生的废水相比,其污染负荷相对较轻,但仍远远超过排放标准。它具有废水水量大,油墨、纤维、填料及助剂等悬浮物含量高,SS、COD、BOD等污染指标高的特点。本实验通过水解酸化一接触氧化工艺处理废纸造纸废水的研究,找出了废纸造纸废水中的生物相随水质变化而变化的对应关系;并分析了废水COD、SS等指标的去除效果和变化规律,得出该工艺的有效设计和运行参数。 实验用水采用的是广东某废纸造纸厂的实际工业废水。实验装置为水解酸化(ABR)一二级接触氧化装置。流程采用的水解酸化单元,目的在于通过水解酸化过程提高废水的可生化性,从而为后续处理创造有利条件。实验过程中,主要对COD,SS,pH,DO等项目进行监测、控制和研究。 首先,进行了接触氧化挂膜启动的研究。挂膜时接种用的污泥为废纸造纸厂氧化段二沉池的污泥。着重研究接种污泥的量对挂膜启动的影响。通过实验,确定出最佳接种污泥量为有效池容的1/8,此时不但挂膜速度最快(只需18天),而且COD去除效果最好,第十八天时去除率为89.71%,最高可达92.04%。 接着,对水解酸化一接触氧化反应器进行挂膜启动。在7个格室中都挂上组合填料,接种污泥挂膜。通过22天的调试与运行,COD去除率达到91.4%,且各格室生物膜生长良好,处理效果稳定,反应器启动成功。 通过废水和生物相的研究表明:表壳圆壳虫数量越多,环境和水质越差(出现变异的表壳圆壳虫时则效果更差);而游泳类纤毛虫、线虫和丝状菌的出现是水质稍好的指示;暗红色藻类和红斑瓢体虫是水质更好的指示;而较高等生物绿藻和轮虫则是水质最好的指示。 然后,改变HRT处理非循环和循环废纸造纸废水,实验发现水解段和好氧段的出水COD均随着HRT的减小而增大,前者减小的幅度较小;在最佳HRT条件(非循环和循环废水分别为14h、18h)下,越往反应器的末端,pH值越高,而COD值越来越低,出水COD可降至100mg/L以下。 水解酸化~两级生物接触氧化处理废纸造纸废水工艺中各段所起作用不同。水解段主要起去除废水SS、提高废水可生化降解性的作用,实验中水解酸化段的SS去除率占了总去除率的约90%,这说明水解酸化段确实起到了将难降解的固体有机物降解为溶解性有机小分子物质的作用,而其COD的去除率只有30%左右。生物接触氧化主要起去除COD的作用,且一级氧化池比二级氧化池的贡献更大。最后,在实验室条件下进行了正交实验。确定出了影响废纸造纸废水处理效果的因素主次顺序为:HRT>接触氧化一级气水比>接触氧化二级气水比>进水营养物的投加量。对应的最佳工艺参数为:HRT=6h:接触氧化一级气水比为25:1;接触氧化二级气水比为10:1:进水营养物的投加量为。BOD:N:P=300:5:1。
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