新闻中心
公司新闻
行业动态
产品知识
联系我们
联系人:刘经理
电话:0533-2091133
传真:0533-2091097
手机:13969324170
邮箱:youyi@zbyouyi.com
MSN::liu.zhenglei@hotmail.com
地址:山东省淄博市张店区良乡工 业园东区一号路
产品知识当前位置:首页 > 新闻中心 > 产品知识

氧化沟处理制革废水运行参数的优化研究

出自:http://www.sdmicrofiber.com 发布时间:2013年4月7日

超纤皮革在制造时会产生废水臭味大、碱度大、色度高、悬浮物多,而且COD、NH3-N、 CI-、铬、硫化物等含量均很高。此外,制革废水含有从皮上脱落的表皮、毛以及其它蛋白质,含有大量的有机物。制革废水本身含有较多的有机氮,并且由于技术、经济等因素,许多制革企业仍大量使用铵盐,导致制革废水中氨氮浓度很高。近年来,制革行业面临更加严峻的环保问题,排放标准更加严格,氨氮指标己列入制革废水排放考核指标。而对制革废水中氨氮处理方法的研究也一直未间断, 对于制革废水这一类高浓度有机废水,针对其良好的可生化性,现在合理并普遍采用的方法是生物降解。目前关于制革废水的生化处理上艺有SBR法、氧化沟法、生物接触氧化法、A/O 法、A2/0法等。

氧化沟又称为连续循环曝气池, 是活肚污泥法的一种变形,近年来,连续循环曝气池技术在我国制革废水治理中广为应用,国家环保总局2000年确认氧化沟处理制革技术为国家重点环境保护实用技术(编号100),其技术成果己在国内大、中型制革企业中得到推 广“。氧化沟技术处理制革废水的适用性表现在几个方面:
(1)技术针对制革废水的特点,实用性强;
(2)处理效果稳定性好能够做到长期稳定运行,国内第一家采用氧化沟技术处理制革废水的南京制革厂,己连续运行了10a;
(3)可操作性强,维护管理高,设备可靠,维修工作量少;
(4)工程投资和运行费用相对较低。本试验旨在优化研究氧化沟的运行参数,使得氧化沟处理制革废水的出水水质更加优良,运行更加高效清洁。

材料与方法

试验装置

试验装置见图1,氧化沟反应器采用有机玻璃制作,氧化沟的整体长度为110cm,高度为15cm。氧化沟设计按照沟宽是沟深的2倍计算,有效水深为50mm,沟宽为100mm,其小圆弧内半径为100mm,大圆弧内半径为200mm,总有效体积为20.7L,通过转子流量计来控制反应器曝气区的溶解氧,通过机械搅拌装置控制流速。

图1

试验材料及仪器

制革废水的配制

5g的氧氧化钙和60g的Na2S,用2L的水溶解,然后加入适量牛毛,升温到40℃将牛毛慢慢水解,当牛毛水解完全后依次加入2gKH2PO4、2g(NH4)2SO4、0.2g荆树皮栲胶、0 .15g黑染料2GB、0.73gSE加脂剂、0.5g标准铬粉、2gNaCI,最后用乙酸调节pH值到7.5左右,测定COD和NH3-N, 根据实际需求稀释制革废水。

仪器

pHS - 2F型pH计,BS224S型电子天下,ACO-003型电磁式空气泵, BT100 - 2T蠕动泵,JJ -1精密增力电动搅拌器。

测定项目及方法

COD采用重铬酸钾法测定,NH.-N采用纳氏试剂比色法测定,pH值用pH计测定。

结果与讨论

氧化沟处理制革废水HRT的确定本试验参考实际工程中氧化沟进水COD和NH3-N浓度,将反应器进水COD控制在1500mg/L左右、NH3-N在180mg/L左右,沟内流速大约在0.3 -0 5m/s,通过蠕动泵控制进水流量,根据计算公式HRT= VlQ计算在不同流量下的水力停留时间,为使测定结果稳定并具有代表性,每种流量的进水保持3个周期,取第3周期的数据为准,其试验结果见图2。

由图2可知:当HRT<20h时,由于微生物呈对数期增长,所以COD和NH; NF降速率很决。当HRT=28h时,COD去除率最高,达到95.78%,但NH3-N的去除率为82.06%,当HRT - 30h时,COD去除率最高为95.43%,NH3-N去除率86.27%,由于制革废水属于高浓度有机废水,COD和NH3-N的浓度都比较高,综合考虑确定曝气时间为30h。

图2

进水pH对氧化沟工艺的影u向

试验中进水COD控制在1500mg, L左右、NH3-N在180mg/L左右,反应时间为30h,控制活性污泥浓度在30g/L左右,考虑活肚污泥对进水pH变化的适应和驯化为使测定结果稳定并具有代表性,每种pH的进水保持3个周期。整个研究过程小,进水pH先由7逐渐降低到3,再将反应器的pH值恢复到7,驯化稳定后,将进水pH=7驯化后逐渐提高到11。不同进水pH处理过程中检测的COD和NH3-N去除率结果见图3。



图3

由图3可以看出:当pH<60时, 进水pH对COD的去除率具有较大的影响,过低的pH会影响外酶和存在于细胞质和细胞肇内酶的催化作用:由于H+和OH-不能穿透细胞壁,因此 外部介质的H+浓度的改变不会影响细胞质的H+浓度,但是有机化台物的离子化作用却能够影响细胞膜的电荷变化,这一过程的变化会改变细菌生长坏境中营养物质的供给性,也会增加有害物质的毒性,从而对微生物代谢过程中总酶的活性造成影响,最终影响微生物对营养物质的吸收。当pH >8.0时,COD去除率开始下降,但下降幅度较小。这是因为,随着进水pH的增高,能给硝化反应提供足够的碱度,但过高的pH也会改变环境中营 养物质的可利用性及有害物质的毒性,使得反硝化速率大大降低,而出水增加的COD应该是由亚硝酸根氧化造成的。当pH值在8.0时,微生物能将绝大部分底物较彻底地降解成 CO2、H2O等,COD去除率能达到95%、NH3-N的去除率达到86%。

污泥装载量对氧化沟工艺的影响

在试验中控制进水COD,使得反应器初始COD浓度大约在1500mg/L 左右,NH3-N大约在180mg/L,调节pH值在8.0左右,反应器的水力停留时间为30h。为使测定结果稳定并具有代表性,在反应器中添加不同体积的已经驯化好的活肚污泥(由于氧化沟为连续式进水出水,不能够精准地控制整个反应器的污泥浓度)后运行 3个周期,测定其污泥浓度和进水前后的COD,其试验结果见图4。

图4

由图4可以发现:随着污泥装载量的提高,COD的去除率也在逐渐增大。污泥浓度在2 6g/L和30g/L的时候,COD和NH、N的去除效率最好,但随着污泥浓度的继续提高,COD和NH、N的去除率却缓慢的下降。从机理来看,废水中的有机质主要靠活性污泥中微生物的分解去除,而污泥浓度实际上与微生物的生物浓度是密切相关的。一般来说,污泥浓度越高,说明反应器含有的微生物越多。但是再种微生物的相互关系是极其复杂的:有些是表现为协同作用,有些表现出竞争关系。应此当COD浓度一定时,污泥浓度的提高使得微生物之间的竞争关系更加显著,应此污泥浓度的过高反而会影响反应器的正常运行。

COD负荷对氧化沟工艺的影响

试验中控制不同的进水COD,停留时间为30h,进水pH值控制在8.0左右,活肚污泥浓度控制在3.0g/L左右。为使测定结果稳定并具有代表性,每种进水COD保持3个剧期。整 个研光过程的COD从低到高,测定反应前后的COD。其试验结果见图5。

由图5可以看出:在试验条件下,当COD≤2500mg/L左右时,反应器在HRT - 30h的时候,绝大部分的有机物都被降解,COD去除率都能达到94%左右。当COD>2 500mg/L 时,随着化学需氧量负荷的提商,反应器出水COD明显增大,能被降解COD的总量维持在2 500mg/L左右,也就表明该反应器在停留时问为30h、进 水pH值约为8.0、污泥浓度在3.0g/L左右所能承受的COD负荷极限,在2500mg/L左右。

图5

NH3-N浓度对氧化沟工艺的影响

在试验配置进水过程中,通过添加不同量的(NH4)2SO4。使得进水氨氮浓度不同,所有试验进水初始COD大约在1500mg/L左右,调节pH值在8.0左右,在反应器中添加已经驯化好的活性污泥,并将反应器的污泥浓度控制在30g/L。其试验结果见图6。

从图6可以看出:当NH.-N浓度< 200mg/L时,随着NH3-N浓度的增大,COD的去除率随之增大,尤其是当氨氮浓度为200mg/L时,不仅氨氮的去除率达到91.3%,而且(C/OD的 去除率达到最高的94.3%。可见,在一定范围内,由于氨氮的存在能够为微生物提供必须的营养元素氮, NH3-N浓度的增加有利于微生物的代谢活动,所以较低浓度的氨氮存在 是有利于反应器的运行。但随着NH3一N浓度的继续增大,微生物的活性开始受到抑制,而且浓度越大,抑制作用越明显。这可能是由于大量NH3 - N的存在会引起微生物的脱水,同时能引起环境pH的变化,使得微生物处在不适宜生长繁殖的pH环境而使其中毒,如果变化更大,整个反应体系将完全被抑制。也有研究认为,铵盐对于微生物的毒性作用源自于NH4+,NH4+在反应器中可能起着多重作用,一方面,NH4+是微生物需要的营养元素来源之一,并提供了反应体系的部分碱度,另一方面,随着NH4+浓度的提高,体系中游离氨的浓度不断上升,从而对体系产生较强的抑制作用,还有一方面,细胞一般带负电,NH4+可以接近并透过细菌的细胞膜,改变细菌细胞膜上的带电状况, 从而影响细胞的活数。

图6

优化后氧化沟处理制革废水运行状况

根据试验中的优化参数,反应器进水COD控制在l500 -2500mg/L、 NH3-N控制在180- 200mg/L,pH值为8.0,污泥浓度在26-30g/L左右,反应器的水力停留时间在30h,反应该器运行30d的结果见图7。

图7

通过图7可以看出:反应器在进水COD控制在1500 -2000mg/L、 NH3-N控制在ISO - 200mg/L,pH 为8 0,污泥浓度在2 6 -30g/L左右,水力停留时间为30h。氧化沟反应器的COD去除率能达到94%左右,NH4-N去除率能达到85%左右。

结论

根据本论文的试验可以得出结论:氧化沟反应器在进水COD为1500 -2 500mg/L、NH3-N为180 - 200mg/L,pH值为8.0,运行污泥浓度在2.6 -3.0g/L左右,水力停留时间为30h,氧化沟反应器的COD去除率能达到94%左右,NH3.-N 去除率能达到85%左右,并且运行 平稳。

上一篇:超细纤维合成革产品的主要消费去向及现状分析
下一篇:超纤皮革常见问题