UASB—SBR联用处理印染废水的实验研究

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简介： 摘要 实验利用上流式厌氧污泥床（UASB）和序批式反应器（SBR）设备，模拟工业厌氧—好氧生物法处理印染废水，通过控制停留时间和反应温度来研究这两个因素对CODcr和色度去除率的影响。结果表明：温度35℃、停留时间18 h为厌氧阶段的理想工艺条件，此时，色度和CODcr去除率分别为87.5%和78.8%；温度30℃、反应时间为4 h为好氧阶段的理想工艺条件，色度和CODcr去除率分别为90%和87.8%，而且操作管理非常方便。
关键字：印染废水 UASB SBR

　　随着染料纺织工业的迅速发展，染料品种和数量日益增加，印染废水已成为水系环境重点污染源之一。目前印染废水处理的常用方法有物化法和生化法。尽管物化法能起很大作用，但由于耗资大、运行费用高及适用条件的限制，目前国内外仍以生化法处理为主。近年来由于化纤织物的发展和印染后整理技术的提高，PVA浆料、新型助剂等降解物大量进入印染废水，使印染废水CODcr达到2000～3000 mg/L，因此传统的处理工艺已很难适应印染废水的处理要求，其CODcr去除率一般仅能达到30%~50%。现在，厌氧一好氧工艺处理印染废水已引起国内广泛的重视和关注，并得到了较深入的研究和应用，取得了明显的效果^[1，2]。

　　某毛毯厂新建了一个印花车间，该车间废水主要来自冲版和染整两个工段，所排废水pH为6~7，CODcr、色度等均较高，根据水质特点，在反复实验的基础上，采用UASB—SBR联用的方法对该废水进行了实验处理，在CODcr及色度的去除率等方面均取得了良好的效果，出水水质达到了国家一级排放标准。

　　1废水水质及排放标准

　　1.1废水水质、水量及排放标准

　　根据厂家提供的数据及实际监测，该车间日（24 h）排废水300 m³，废水水质如表1。

　　表1  废水水质

指标CODcr/（mg_˙L^-1）色度/倍pH废水水质400014006.5～7.0

　　由于该车间位于白洋淀地区，废水排放执行《纺织染整工业污染物排放标准》（GB4287—92）中的一级标准^[3]，见表2。

　　表2  排放标准（GB4287—92）

指标CODcr/（mg_˙L^-1）色度/倍pH废水水质100406～9

　　1.2实验工艺流程与特点

　　实验工艺流程见图1。本实验所用UASB装置与SBR装置主体部分均采用不锈钢材料制成。其中，UASB装置的设计流量为1～10 L／h，SBR装置的设计流量为16～160 L／h。

　　图1  实验工艺流程

　　原水的pH及SS符合排放标准故可直接进入厌氧反应器（UASB）中，废水在其中停留18 h后进入好氧反应器（SBR），充水2 h，4 h的反应时间，1 h沉淀及排水。

　　2 结果与讨论

　　2.1 工艺分析

　　  本实验采用UASB—SBR联合工艺, 此工艺具有普通工艺所不具有的明显的优点：（1）UASB工艺对废水的降解作用主要发生在污泥床；反应器内的三相分离器能自动地将泥、水、气加以分离并起到澄清出水、保证集气室正常水面的功能；反应器的搅拌功能是通过产气的上升迁移作用来实现的，因此无需安装任何搅拌装置。（2）SBR工艺的主体设备只有一个SBR反应器，工艺简单，造价低；在时间上是一个理想的推流过程，但反应器本身的混合状态又保持了典型的完全混合特性，具有较强的耐冲击负荷能力；沉淀阶段反应器中保持较高的MLSS浓度；而反应器中较大的底物浓度梯度、厌氧和好氧状态的交替、泥龄短、污泥比增速率大均能有效地控制丝状菌的过量繁殖利于杜绝污泥膨胀^[5]。

　　2.2 温度和停留时间对UASB段实验结果的影响

　　影响印染废水厌氧处理的最主要因素是温度和停留时间，本实验就是通过控制这两个条件，来研究它们对印染废水处理效果的影响。在不同温度和不同停留时间下，处理后印染废水的CODcr去除率、色度去除率、pH等水质情况如图2。

　　图2 温度和停留时间对UASB处理段CODcr及色度去除率的影响

　　由图2可得：① 印染废水CODcr的去除率与停留时间、温度成正比；② 脱色率与温度和停留时间成正比；③ 色度去除率较高，在80%以上。当温度为35℃，停留时间为18 h时，色度去除率可高达87.5%。

　　2.3 温度和反应时间对SBR段实验结果的影响

　　图3为温度和反应时间对SBR处理段CODcr及色度去除率的影响。

　　由图3可得：①反应温度和进水流量相同条件下，在间歇曝气法中反应时间越长，CODcr去除率越高。反应时间为4 h左右时，CODcr的去除速率达到最大，20℃、30℃、40℃时平均去除率分别为16.5％、21.9％和16.9％。②一般情况下，进水流量和反应时

　　图3 温度和反应时间对SBR段CODcr及色度去除率的影响

　　间相同，反应温度越高，废水CODcr去除率越高。由实验数据可知好氧生物处理的最适温度大约为20~30℃,温度不能太高，当温度达到40℃左右时由于活性污泥中微生物细胞的组成物质受到破坏,其净化能力降低，废水CODcr去除率也随之降低。③一定条件下脱色率与温度和停留时间成正比。④色度去除率较高，一般在80%以上。当温度为30±1℃，反应时间为4 h时，色度去除率最高可达90%。

　　2.4 UASB-SBR联合工艺处理该废水的效果

　　表3为UASB-SBR联合工艺处理废水的各段出水水质。

　　表3 各段工艺出水水质

段UASB厌氧SBR好氧指标CODcr/（mg_˙L^-1）pH色度/倍悬浮物CODcr/（mg_˙L^-1）pH色度/倍悬浮物8507175少量絮体86718无絮体

　　3 结论

　　利用UASB—SBR联用工艺对该毛毯印染废水进行处理，取得了良好的效果，出水达到了《纺织染整工业污染物排放标准》（GB4287—92）中的一级标准。工艺运行可靠、管理方便，可以作为本行业废水实际处理的参考数据。

　　参考文献

　　1  沈东升，冯孝善，沈益民，等. 我国印染废水处理技术的现状和发展趋势.环境污染与防治，1996，18（1）：2

　　2  付永胜，鄂铁军. 水解酸化—UASB—SBR组合法处理印染废水.化工环保，2002，（6）：155～157

　　3  国家环保总局. GB4287—92, 纺织染整工业污染物排放标准

　　4  沈耀良，王宝贞. 废水生物处理新技术—理论与应用.北京：中国环境科学出版社，1999. 90，338

　　（收到修改稿日期：2004-10-15）

　　[1] 第一作者：李占臣，男, 1964年生,本科，河北大学副教授,，主要研究方向水污染控制工程及评价。