淀、固化,终使水体中的有毒、有害污染物得到有效分离,且让水体的pH值保持在7.00~7.05之间。进入21世纪后,由于对自然界水体的污染降解过程进行观察研究,发现自然水体中存在耐酸、耐碱、耐盐、耐重金属、耐有毒有机物的微生物,在水体趋于正常水体时,这些微生物的生物活性降低甚至进入休眠期,而在污水环境中,这些微生物的生物活性会被激活进而大量繁殖,使污水快速得到净化。
本文研究一种具有普适性的生物强化废水处理方案,即对任何低浓度工业废水均可实现的给予生物降解法的工业工艺。
1、生化污泥的实验室培养制备
早期的生态学研究中,认为生物
图3中,其生物法
在乳液聚合丁苯橡胶装置生产过程中,使用过氧化氢对孟烷氧化剂-磷酸钾电解质体系,虽然生产效率比较高,但是其排放的废水中含有大量的磷物质,而且对其处理要求较高。磷酸钾是低温乳液聚合反应为主要的电解质,有利于提升反应质量和效果,但是在反应结束之后会随着废水排放到总废水池中,导致废水总磷含量上升,超过国家标准。
2.3 废水COD影响因素
在乳液聚合丁苯橡胶装置的废水池中,在单体回收以及凝聚单元废水池中的COD含量较高,这是因为废水中含有大量的苯乙烯,致使废水中COD含量升高。
2.4 废水电导率影响因素
在生产过程中,会在装置中添加几十种助剂,且其中含有大量的钾、钠等离子,导致废水电导率增高,严重影响了水体中微生物的正常生长。为有效控制废水电导率,需要减少对助剂的使用量,尤其是钾皂、氢氧化钾等应用量较大的助剂
①提升乳化剂监控效率,减少废水中皂液含量。
在丁苯橡胶生产过程中,乳化剂对于整体的反应体系具有重要的影响,具有提升化学反应稳定性、提升橡胶产品质量、保障废水达标排放等作用。因此,要完善对乳化剂指标的监控手段,对其进行科学全面的评价,扩大研究深度,并对其橡胶加工性能的影响进行综合性分析,为降低废水中的COD含量提供全面详细的数据依据。
②优化生产工艺。
可以通过对单体回收单元废水池进行改造的方式,提升生产工艺的环保性,减少废水中COD的含量,降低对环境的污染和破坏程度。在该单元废水池中进出水地沟内添加隔板,使其呈现S型流动,从而使其在该单元停留更长时间,对其进行充分的沉降分层,减少废水中的COD含量。
③技术改造优化。
在单体回收单元添设地下罐、废水处理塔、机泵以及调节阀等装置,并把该单元所产生的废水输送到地下罐内,将其引入废水处理塔中,对其进行有效处理,减少其COD含量,促使其达到标准水质。
④Fenton氧化法。
硫酸亚铁和过氧化氢发生反应,产生•OH自由基,该种物质对有机物具有较高的降解作用,可以从根本上减少废水中的COD。夏季外排废水温度和Fenton氧化法反应温度相契合,可以对废水中的COD进行有效分解,降低其含量。但是在冬季,气温较低,难以达到Fenton氧化反应要求,这种情况下导致碳链不能完全断裂,废水中的长链羧酸较多,致使废水中的COD含量增加。因此,可以在这一环节对废水进行加热,从而保障Fenton氧化反应的充分性
可以进一步降低废水中氮与磷等营养物质的排放量。与城市生活废水不同,工业废水具有成分多样化、处理难度大、费用高、污染物含量大等特点,一旦直接排放,就会对生态环境造成极大的影响。部分工业废水含有易燃易爆的有毒有害物质,温度较高,直接排放会造成较为严重的热污染。为重要的是,我国水资源贫乏,部分地区长期面临无水或定时供水的情况。工业废水的随意排放会使原本就紧张的水资源状况雪上加霜,由此可见,改进工业废水处理技术刻不容缓。
1、膜生物反应器技术在废水处理中的意义
近年来,我国经济取得极大的发展,但是一味加快经济增长而忽略环境保护会对环境造成较大的破坏,尤其是水污染。水是人们生存的必需物质之一,水污染给人们的正常生活带来巨大的威胁。近年来,我国工业化进程逐渐加快,工业生产效率提高,然而工业废
本次废水处理期间,水温控制在13~14℃。工业废水的进水pH为6.53~6.41,出水pH为7.02~8.43,工业废水的溶解氧控制在0.75~2.37mg/L。主要运行参数如下:出水量为115L/h,水力停留时间为9.8h,气水之比为3∶1,有机物溶剂负荷为2.61kgCOD/(m3•d),活性污泥的生长周期为49d,活性污泥浓度为16~21g/L。间歇运行模式为膜单元的主要运行方法,一般情况下,出水泵每工作12min,则会休息3min,以15min为一个循环。出水泵的表面存在曝气气流的干扰,进而导致振动的形成,致使黏附在膜表面的污泥颗粒松软,随着混合液流走,达到恢复膜通量的作用。
3.2 对COD的去除
在处理过程中,膜生物反应器在去除COD时具有两个突出作用。一是膜生物反应器中存在异养菌,异养菌在不断代谢过程中对COD进行去除。二是膜本身对COD这类大分子有机物具有良好的截留效果。当COD等大分子物质附着在膜表面时,膜生物反应器中的微生物可以与其进行长时间的充分接触并发生反应,既提高了微生物的培养速度,又加强了有机物的去除效果。一般情况下,膜生物反应器对COD的去除率高可达95%左右,出水时COD含量小于100mg/L。
3.3 对SS的去除
膜具有强化截留作用,因此膜生物反应器的固液分离效果较好。本次污水处理过程中,膜生物反应器初始阶段对于SS的去除率为96.8%,而稳定后的去除率高达99.8%。在出水后,SS的含量低于2mg/L。
3.4 对NH3-N的去除
膜本身的截留功能使得硝化细菌可以在膜表面停留较长的时间,在此期间,原本增殖速度较慢的硝化细菌可以很好地生长和繁殖。在与NH3-N发生作用后,其可以提高NH3-N硝化效率,促进NH3-N的去除。在本次污水处理过程中,膜生物反应器对NH3-N的去除率达到96.3%,出水时,NH3-N的含量小于5.1mg/L。
3.5 对浊度的去除
膜生物反应器中含有大量的微生物,微生物的降解和膜自身的截留作用都可以大幅度降低胶体物质和悬浮物的含量,终达到降低浊度的目的。在本次污水处理过程中,膜生物反应器对浊度的去除效果较好,达到出水小于2.0NTU的水平,使得出水整体看上去澄清透明,还大幅度地消除污水中的难闻气味,使得污水在整体感官上与自来水相似。
水排放导致水污染加重,同时还有很多未经处理的生活污水直接排放,二者都是造成当前水污染的重要因素。膜生物反应器是当前处理工业有机废水的有效工艺,与环保理念息息相关,人们要合理运用膜生物反应器技术,更好地处理工业废水,进而达到保护水资源的目的。
2、膜生物反应器在废水处理中的应用
2.1 膜生物反应器装置介绍
膜生物反应器的材质为不锈钢板,具体组成如图1所示,其总体积为1500m3,有效体积达到1150m3。原水经过潜水泵抽出,随后灌注到生物反应器中,并将膜组件完全浸没。膜生物反应器借助大气压的作用,内部连通,将其接到出水泵入口处,由于出水泵具有抽吸作用,使得膜的内外两层会形成膜压,已经处理过的高浓度有机废水在膜压的作用下会穿过超滤膜而出水。而高浓度有机废水中的大分子物质、胶体以及其他悬浮物则无法通过膜,会被留在反应器中。整个膜生物反应器都在可编程逻辑控制器(PLC)的控制下实现全自动运行。
,有效降低废水中的COD含量。
3.4 调整配方,降低废水电导率
引起废水电导率较高主要原因是助剂中钾皂、钠皂的含量比较高,其在反应过程中产生的金属离子提升废水电导率。因此,在确保丁苯橡胶生产质量的基础上,相应地减少阻聚剂亚xiaosuanna、凝聚剂CA、四钠盐、铁钠盐等助剂的使用量,并对污水的电导率动态变化进行实时监测,掌握基本的变化情况。此外,终止剂对橡胶产品的定伸应力具有重要的影响,其优化空间较小,因此,可以使用环保型非离子终止剂作为替代投入生产。
3.5 优化生产工艺,减少废水排放量
在传统的生产工艺中,主要是利用螺杆泵输送丁苯橡胶胶乳,并利用脱盐水对其进行冲洗,在此过程中产生大量的污水,直接排放到污水池中,导致外排废水总量增加。针对这种情况,可以对相应的生产工艺进行优化改造,利用相应的机泵装置把外置冲洗过程中使用的脱盐水全部收集起来,通过机泵进行循环利用,从而在根本上减少废水产生总量。此外,还可以把500单元凝液泵外置冷却系统中,利用循环水替代新鲜水,减少外排废水的总量;400单元中对真空泵以及压缩机机封实施优化升级,应用白油循
。
3、废水达标控制措施
3.1 应用新型环保助剂,降低废水总氮含量
随着科学技术的逐步发展,环保型的絮凝剂EEDC逐渐在丁苯橡胶装置生产过程中得到广泛应用,有效降低了废水中总氮的含量,逐渐达到了排放标准。在EEDC中含有大量的环氧氯丙烷以及二jiaan共聚物,没有CN-物质,容易被氧化分解,所以极大程度上降低了废水中总氮的含量。其中,EEDC絮凝剂在凝聚单元的应用效果佳。
3.2 应用无磷电解质,降低废水总磷含量
在装置生产过程中使用的磷酸钾电解质是导致废水中总磷含量较高的主要因素。因此,为从根本上降低废水总磷含量,需要逐渐采用无磷电解质KCI逐渐替代原有的电解质,不仅可以有效降低废水中的磷物质排放量,而且还可以优化废水处理工艺,有效控制废水处理费用,提升综合生产效率。表2为某化工厂进行无磷电解质工业化改造之后某一时间段内废水总磷含量数据统计。
和酸碱法均为简模型。但其核心步骤并无本质变化。对生物强化法来说,生化沉淀池的生物学和生态学环境必须得到充分保护,严禁在生化沉淀池中加入水质调节药品,且当其废水中污染物下降到一定程度,为保证废水中的适应菌群繁殖活性,必须将处理过的废水泵出到低浓度沉淀池中进一步沉淀。而经过生物强化法处理过的废水,水中存在较多微生物,需要使用孔径小于0.1μm的活性炭过滤系统将微生物充分过滤,且过滤器中的微生物也可以通过实验室处理进行有效回收。
3、生物强化法处理效果分析
废水水源选择某市工业区25家已经使用生物强化法的工业废水排放企业,利用其生物强化法的生化沉淀系统进行数据采集并支持该比较结果。每个企业至少采集不同时间的至少100个水样,共形成不少于2500个比较水样。
丁苯橡胶在发生聚合反应时,其废水排放量极高,且其中包含高浓度的有机物,难以降解,如果在有效处理之前将其随意排放,会对自然水体的水质造成破坏,影响其可生化性。因此,要结合实际情况,采取合理的措施,对其废水进行有效处理,降低其污染性,提升废水回收装置的处理效率,从根本上保障自然环境的持续发展。
2、废水指标影响因素
2.1 废水总氮影响因素
在装置生产过程中,会使用30种助剂,且其中9种助剂含有氨氮物质(具体数据如表1所示),且该种物质难以降解,导致下游废水回收装置中的废水总氮含量增高。
的生存环境应与常见生物一样,需要接近中性的液态水环境,以碳水化合物为主要代谢路径,适宜温度不超过30℃。但在近年的生态学研究中,发现在强酸、强碱、高温、高压等环境下,都有特定生物的生存空间。所以,研究工业废水条件下可以生存的微生物,即可通过生物过程分解废水中的有机物及沉淀废水中的无机物,从而达到废水净化的目的。
根据生物学和生态学原理,在污染区的污泥中,必然存在适应该废水环境的微生物,即将污染区污泥在实验室环境中进行培养,可以繁殖大量的污水适应性菌群,将菌群向污水沉淀池中进行移植,在沉淀池中构成不均衡生态环境,即造成污水沉淀池中适应性菌群过度分解废水的生态学状态,使该失稳过程造成污水的净化过程。见图