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    PACT工藝在綜合工業(yè)廢水處置中的應(yīng)用研究

    更新日期:2021-12-01 14:31


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      工業(yè)廢水成分復(fù)雜,水質(zhì)水質(zhì)變化大,通常沒(méi)有規(guī)律性,并含有較多的生物抑止成分,對(duì)廢水生物處置工藝具有較大的沖擊性,不利于生物處置系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),因而普通的生物處置工藝很難到達(dá)預(yù)期的效果。而PACT工藝(PowderedActivatedCarbonTreatmentProcess)由于其能強(qiáng)化活性污泥的凈化功用,進(jìn)步有機(jī)物的去除效率,加強(qiáng)生物系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性,因而在處置工業(yè)廢水方面脫穎而出。

     

      PACT工藝在1972年由杜邦(DuPont)公司開(kāi)發(fā)并申請(qǐng)專(zhuān)利,是1種向活性污泥系統(tǒng)中投加粉末活性炭的技術(shù)。該工藝將粉末活性炭(PAC)連續(xù)或間歇地按比例參加曝氣池,亦能夠與初沉池出水混合后再一同進(jìn)入生化處置系統(tǒng),在曝氣池中同時(shí)發(fā)作吸附與生物降解作用。PAC和污泥在二沉池固液別離后再回流入生化系統(tǒng)。該工藝因其在經(jīng)濟(jì)性和處置效果方面的優(yōu)勢(shì)而被普遍應(yīng)用于各類(lèi)工業(yè)廢水(如煉油、制革廢水、印染廢水等)。

     

      張玉杰等研討了PACT工藝在合成制藥廢水處置中的應(yīng)用,調(diào)查了PACT工藝對(duì)制藥廢水中COD的去除效果和污泥沉降性能的影響;張龍等停止了生物活性炭對(duì)印染廢水A2/O工藝強(qiáng)化運(yùn)轉(zhuǎn)效果的表征。目前的研討大多只針對(duì)某1種工業(yè)廢水,而關(guān)于綜合性園區(qū)工業(yè)廢水的處置研討較少。由于綜合工業(yè)廢水的水質(zhì)復(fù)雜性,處置難度更高。本研討以某工業(yè)園區(qū)內(nèi)綜合工業(yè)廢水為研討對(duì)象,討論PACT工藝的主要影響要素,調(diào)查PACT工藝的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù),旨在為PACT工藝在綜合工業(yè)廢水的應(yīng)用提供有力的支撐。

     

      1、實(shí)驗(yàn)局部

     

      1.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

     

      采用江蘇省某工業(yè)園區(qū)內(nèi)綜合污水處置廠初沉池出水作為中試進(jìn)水,進(jìn)水水質(zhì)復(fù)雜,成分品種繁多,是上游綜合性工業(yè)園區(qū)的混合排水,包括橡膠制品廢水、聚醚消泡劑廢水、紫外熒光劑廢水、醫(yī)藥中間體消費(fèi)廢水等,水質(zhì)變化動(dòng)搖較大,無(wú)法保證進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定。水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

     

     

      1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)辦法

     

      實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在江蘇省某工業(yè)園區(qū)綜合污水處置廠內(nèi)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備:混凝沉淀池1個(gè),緩沖池1個(gè),水解酸化沉淀池1個(gè),A/O-PACT一體池1個(gè)。詳細(xì)工藝流程:取工業(yè)園區(qū)污水處置廠的初沉池出水作為進(jìn)水,經(jīng)混凝沉淀池處置后進(jìn)入緩沖池,緩沖池內(nèi)污水經(jīng)泵提升進(jìn)入水解酸化沉淀池,污水中的難降解有機(jī)物在水解酸化菌的作用下合成為小分子易生物降解的有機(jī)物,經(jīng)沉淀后上清液自流進(jìn)入A/O-PACT一體池,在此完成COD和氨氮等物質(zhì)的去除與降解,流程見(jiàn)圖1A/O-PACT一體池是在A/O工藝的根底上,向O池中投加PAC,以強(qiáng)化生化處置工藝的污水處置設(shè)備A/O-PACT一體池處置范圍為0.25m3/h。

     

     

      1.3 接種污泥

     

      實(shí)驗(yàn)接種污泥取自污水處置廠二沉池的剩余污泥,接種污泥濃度(SS計(jì))約為10000mg/L,A/O-PACT設(shè)備中堅(jiān)持污泥濃度(SS計(jì))約為5000mg/L

     

      1.4 檢測(cè)項(xiàng)目及剖析辦法

     

      氨氮(NH3-N)采用納氏試劑分光光度法,COD采用重鉻酸鉀快速測(cè)定法,溫度、pHDO采用HQ30D便攜式多參數(shù)水質(zhì)剖析儀。

     

      2、運(yùn)轉(zhuǎn)效果

     

      由于接種污泥取自原污水處置廠,所以不需求單獨(dú)馴化。設(shè)備接種完成后,首先A池?cái)嚢?/font>24h使污泥轉(zhuǎn)化為缺氧污泥,O池投加一定量的粉末活性炭后悶曝24h,然后開(kāi)端進(jìn)水。并逐步進(jìn)步進(jìn)水流量,且隔天投加PAC,直抵達(dá)到設(shè)計(jì)進(jìn)水范圍,出水水質(zhì)穩(wěn)定時(shí),闡明中試設(shè)備啟動(dòng)勝利。

     

      A/O-PACT一體化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后,分別研討了水力停留時(shí)間、氣水比、回流比和粉末活性炭投加量關(guān)于出水水質(zhì)的影響,最后得出,當(dāng)HRT24h,氣水比為20,回流比為200%PAC的投加量為1.0g/L時(shí),設(shè)備處置效率最高,COD去除率為78.1%,NH3-N去除率到達(dá)了59.4%,處置效果優(yōu)于園區(qū)污水處置廠現(xiàn)有處置工藝。而污水處置廠原有A/O工藝COD的去除率為56.2%NH3-N去除率為38.6%。

     

      3、影響要素剖析

     

      3.1 水力停留時(shí)間的影響

     

      逐漸進(jìn)步進(jìn)水流量(6.9、10.4、13.9L/h,)以調(diào)查水力停留時(shí)間(36、24、18h)對(duì)A/O-PACT工藝處置效果的影響,結(jié)果見(jiàn)圖2、圖3。圖2顯現(xiàn),隨著水力停留時(shí)間的縮短,出水COD逐步上升。當(dāng)HRT36h時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)定后出水COD均勻值約為59.4mg/L;當(dāng)HRT24h時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)定后出水COD均勻值約為66.0mg/L;當(dāng)HRT18h時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)定后出水COD均勻值約為109.9mg/L;相應(yīng)的COD去除率分別為79.7%、77.3%、62.9%。圖3顯現(xiàn)了氨氮隨水力停留時(shí)間的變化趨向。當(dāng)HRT分別為36、24、18h時(shí),出水氨氮均勻值分別為3.1、3.8、7.2mg/L;氨氮去除率分別為72.1%、62.1%29.6%??梢?jiàn)當(dāng)HRT36h降低至24h時(shí),出水COD和氨氮升高的幅度均不大,但是當(dāng)HRT降低至18h時(shí),出水COD和氨氮均大幅度上升。這是由于水力停留時(shí)間短時(shí),一方面氨氮負(fù)荷升高,硝化菌不能有效氧化氨氮,另一方面異養(yǎng)菌不能有效降解水中COD,形成出水COD高,而異養(yǎng)菌又與自養(yǎng)的硝化菌搶奪溶解氧,同時(shí)高COD也抑止硝化菌的活性,因而形成出水氨氮也大幅度進(jìn)步??梢?jiàn)從處置效果和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看最佳HRT24h。

     

     

     

      3.2 氣水比的影響

     

      在HRT24h時(shí),改動(dòng)曝氣量以調(diào)查氣水比(15、20、25)對(duì)A/O-PACT工藝處置效果的影響,結(jié)果見(jiàn)圖4、5。圖4顯現(xiàn),當(dāng)各條件下運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后,氣水比為15、20、25時(shí),相應(yīng)的出水COD均勻值分別為112.2、72.3、59.5mg/L;COD去除率分別為59.9%74.1%、78.7%??梢?jiàn)隨著氣水比的增大,出水COD濃度逐步降落。圖5顯現(xiàn)氨氮隨氣水比的變化與COD變化趨向相同。當(dāng)氣水比為15、2025時(shí),出水氨氮濃度均勻值分別為6.63.8、3.4mg/L;氨氮去除率分別為38.4%、62.1%、74.9%??梢?jiàn)當(dāng)氣水比由15升高到20時(shí),出水COD和氨氮降低的幅度較大,但是當(dāng)氣水比繼續(xù)升高到25時(shí),出水COD和氨氮均變化不大。這同樣是由于曝氣量小時(shí)溶解氧缺乏,好氧異養(yǎng)菌不能有效降解水中COD,形成出水COD濃度高,而異養(yǎng)菌又與自養(yǎng)的硝化菌搶奪溶解氧,因而形成出水氨氮也大幅度進(jìn)步,可見(jiàn)從處置效果和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看最佳氣水比為20。

     

     

     

      3.3 回流比的影響

     

      混合液回流對(duì)A/O-PACT工藝處置效果的影響見(jiàn)圖6、圖7、圖8。圖6顯現(xiàn),當(dāng)HRT24h,氣水比為20時(shí),回流比為100%、200%、300%、500%時(shí),相應(yīng)的出水COD濃度均勻值分別為74.166.4、65.574.4mg/L;COD去除率分別為75%77.6%、78%、74.4%??梢?jiàn)隨著回流比的增大,出水COD濃度先降低后升高。圖7顯現(xiàn)氨氮隨回流比的變化與COD變化趨向相同。當(dāng)回流比為100%、200%、300%、500%時(shí),出水氨氮濃度均勻值分別為6.24.0、3.9、7.1mg/L;氨氮去除率分別為43.4%、55.5%、62.3%、35.7%。圖8顯現(xiàn)總氮隨回流比的變化與COD、氨氮的變化趨向也類(lèi)似。當(dāng)回流比為100%、200%300%、500%時(shí),出水總氮濃度均勻值分別為18.2、16.1、16.820mg/L;總氮去除率分別為40.9%、51.2%50.1%、39.9%??梢?jiàn)當(dāng)回流比由100%升高到200%時(shí)出水COD、氨氮和總氮濃度降低幅度較大,當(dāng)回流比繼續(xù)升高到300%時(shí)出水COD、氨氮和總氮濃度均變化不大,而當(dāng)回流比升高到500%時(shí),出水COD、氨氮和總氮濃度反而升高。這是由于回流比過(guò)低時(shí),來(lái)水中的一些有毒物質(zhì)對(duì)微生物有抑止作用,降低了COD去除;而當(dāng)回流比加大時(shí),回流水的稀釋作用降低了有毒物質(zhì)的濃度,減少了其對(duì)微生物的抑止作用;但是當(dāng)回流比過(guò)大時(shí),由于微生物在A/O系統(tǒng)缺氧和好氧單元停留時(shí)間過(guò)短,形成微生物在缺氧和好氧單元頻繁遷移,招致特異性降解菌的活性在短暫的停留時(shí)間下不能恢復(fù),因而高回流比下COD、氨氮和總氮去除率降落。從處置效果和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看,最佳回流比為200%。

     

     

     

     

      3.4 粉末活性炭添加量的影響

     

      當(dāng)各條件肯定后,調(diào)查粉末活性炭投加量對(duì)A/O-PACT工藝處置效果的影響見(jiàn)圖9、圖10。圖9顯現(xiàn),當(dāng)粉末活性炭投加量為0.51.0、1.5g/L時(shí),相應(yīng)的出水COD濃度均勻值分別為74.1、64.4、59.2mg/L;COD去除率分別為75.1、78.1、79.6%??梢?jiàn)隨著粉末活性炭投加量的增大,出水COD濃度逐步降落。圖10顯現(xiàn)當(dāng)粉末活性炭投加量為0.5、1.01.5g/L時(shí),出水氨氮濃度均勻值分別為5.34.0、3.2mg/L;氨氮去除率分別為49%、59.4%、67.7%??梢?jiàn)出水氨氮濃度隨粉末活性炭投加量的增加而降落。當(dāng)粉末活性炭投加量由0.5g/L進(jìn)步到1.0g/L時(shí),出水COD和氨氮濃度降低幅度較大,但是當(dāng)粉末活性炭投加量進(jìn)步到1.5g/L時(shí),出水COD和氨氮濃度降低幅度較小。這是由于粉末活性炭能夠吸附有機(jī)物,并使微生物附著其上,增加生物量。當(dāng)粉末活性炭投加量為1.0g/L時(shí),系統(tǒng)內(nèi)增加的微生物量足夠滿足該系統(tǒng)碳化和硝化作用的需求,再增加粉末活性炭固然仍能遲緩增加COD和氨氮去除作用,但不夠經(jīng)濟(jì),并且當(dāng)粉末活性炭的投加量繼續(xù)增大時(shí),惹起出水的色度和懸浮物增加??梢?jiàn)從處置效果和經(jīng)濟(jì)性來(lái)看,最佳粉末活性炭投加量為1.0g/L。

     

     

     

      4、結(jié)論與倡議

     

      (1)PACT工藝能夠起到增強(qiáng)生化系統(tǒng)處置效果的作用。

     

      (2)在處置綜合工業(yè)廢水時(shí),當(dāng)HRT24h,氣水比為20,回流比為200%,粉末活性炭添加量為1.0g/L時(shí),PACT工藝的運(yùn)轉(zhuǎn)效果穩(wěn)定,污染物的去除效率最高,其中COD去除率為78.1%,NH3-N去除率達(dá)59.4%。

     

      (3)PACT處置綜合工業(yè)廢水過(guò)程中PAC投加量要適合,不宜過(guò)大,否則會(huì)對(duì)出水產(chǎn)生負(fù)面影響,形成出水色度和懸浮物(粉末活性炭)增加。

     

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