水平式三相生物流化床处理乳化液废水的研究

摘要

乳化液废水中有机物的浓度高，降解难度大，生化性能低等特点，被认为是机械加工行业中比较难处理的一种废水。目前，针对乳化液废水的处理方法分为物理化学处理法和生物化学处理法，其中生化处理法占主要位置。
　　根据乳化液废水水质特点，本文引入了一种新型的水平式三相生物流化床处理工艺，用于处理乳化液废水。该新型废水处理工艺采用了厌氧-兼氧-好氧一体式处理方式，在各反应区投加填料，强化了系统的硝化功能，简化了工艺，同时具有处理规模大、占地面积小、抗冲击力强等优点，克服了传统流化床容易堵塞和板结等缺点。根据预处理后的乳化废水有较好的生化性特点，本文深入研究了水平式三相生物流化床的净化机理，在此基础上开展了水平式三相生物流化床处理乳化废水的实验研究，详细探讨了反应器启动期COD和氨氮变化规律和运行期温度、HRT、进水pH值对乳化液废水COD、氨氮、含油量去除率的影响，将实验研究的成果实际应用于机械加工企业废水处理站的生物处理，取得显著的处理效果。
　　在实验研究中，首先在流化床启动期间，运用直接挂膜法对水平上三相生物流化床反应器的各反应区进行联合启动，并在启动过程中对各反应区内废水pH、溶解氧和温度进行监测，测出出水COD、氨氮含量，计算各反应区及系统中各因素的去除率。试验结果表明：保持HRT为8h，进水流量3L/h，污泥回流比4∶1，兼氧区DO控制在0.3~0.5mg/L之间，好氧区DO控制在2-3mg/L之间。在启动阶段的12天里，厌氧区COD的去除率从初始的5.3％上升到第12天后的24.5%，逐渐趋于稳定。在高负荷兼氧区，COD去除率从挂膜初期的43.6%到后期稳定于70%左右。低负荷好氧区启动期COD的去除率由刚开始的21%上升到38%。反应器出水COD值固定在80mg/L左右。系统COD去除率最终稳定在88%左右。同时，厌氧区氨氮浓度基本不变。高负荷兼氧区氨氮去除效率达到76%。低负荷好氧段氨氮去除率达到35%左右。系统氨氮去除率在85%左右。上述试验结果说明反应器启动成功，启动整个过程一共历时12d。
　　另外，本文研究了温度、水力停留时间和进水pH值对反应器处理效率的影响。实验结果表明，反应器温度控制在18-22℃时，反应器去除效率最佳。其中温度升高，COD去除率下降较为明显；随着温度降低，氨氮的去除率下降较为明显。温度变化对含油量去除率改变并不明显。HRT在10-12h时，出口COD在50-70mg/L之间波动，出水氨氮在3-5mg/L之间，出水油含量保持在1-7mg/L之间。进水pH在7.4~7.8之间时，氨氮和含油量的去除率较高，COD的去除率影响不大。最后正交试验研究以及极差分析数据显示，实验的最佳运行条件是：温度为20℃，进水pH值为7.8，停留时间为11h。
　　最后，在实际工艺研究中，配合UASB、混凝气浮、超滤等方法介绍了整个工艺流程，监测水平式三相生物流化床进出水COD、氨氮和油的去除效果，并进行了简单的技术经济分析和对比。项目投产运行后，当地环境保护监测站对出水口进行了监测。监测结果表明，出水水质已达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）及修改单中表一级A标准，取得了较好的环境效益和经济效益。
　　综上所述，水平式三相生物流化床对处理乳化液废水中溶解性有机物的去除效果较高，配合UASB、混凝气浮、超滤等方法，可以实现机械加工乳化废水既经济又高效的处理。

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