1、引言
染料、顏料行業(yè)產(chǎn)生的高鹽、高有機(jī)物濃度廢水面臨著處理的難題,國內(nèi)多家染料企業(yè)因?yàn)檫_(dá)不到國家的環(huán)保要求而停產(chǎn)或者轉(zhuǎn)行。本文以嘉禾宜事達(dá)(沈陽)化學(xué)有限公司為例,就染料行業(yè)廢水中鹽度對生化系統(tǒng)的影響規(guī)律進(jìn)行探討。
染料、顏料在生產(chǎn)過程中使用大量酸、堿參與反應(yīng),包括硫酸、鹽酸、醋酸、甲酸等,產(chǎn)生的廢水使用碳酸鈉中和后進(jìn)入污水生化系統(tǒng)。廢水中鹽度可達(dá)到3.7%,SO42-離子占41%,Cl-濃度占10%,還有CH3COO-,Na+,Mg2+,Ca2+和染料中間體硝基(-NO2)、亞硝基(-NO)、偶氮基(-N=N-)等。
2、廢水系統(tǒng)整體情況
2.1廢水主要來源
該公司廢水主要來源于生產(chǎn)工藝廢水、廢氣吸收廢水、設(shè)備及地面清洗水、鍋爐蒸汽冷凝水及生活污水等,總廢水產(chǎn)生量386t/d。具體包括以下幾個方面:
(1)高濃度廢水量為82t/d,含鹽濃度在37000mg/L,重鉻酸鉀法測COD為45000mg/L,主要污染物是醇類、酸類和酯類等。
(2)低濃度廢水量為156t/d,主要污染物為顏料生產(chǎn)過程中的中間體等雜質(zhì)。
(3)廢氣吸收廢水量為15t/d,主要污染物為醋酸等有機(jī)物。
(4)其他污水,主要包括少量清洗設(shè)備及地面產(chǎn)生的廢水等。
2.2廢水系統(tǒng)工藝及排放情況
高濃度廢水經(jīng)過鐵碳微電解反應(yīng)后進(jìn)入調(diào)節(jié)池,與低濃度廢水調(diào)節(jié)后進(jìn)入水解酸化池,污泥經(jīng)過沉淀池后回流到水解酸化池前端,上清液溢流進(jìn)入好氧生化池,出水經(jīng)過脫色絮凝沉淀后進(jìn)入在線監(jiān)測設(shè)備后外排。
3、高鹽度有機(jī)廢水生化系統(tǒng)處理現(xiàn)狀
污水車間平穩(wěn)運(yùn)行時的數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表1,每組數(shù)據(jù)為15d運(yùn)行數(shù)據(jù)的平均值。
該公司采用水解酸化加好氧處理工藝。水解酸化是控制厭氧系統(tǒng)在水解酸化階段的工藝,是將染料、顏料合成過程中產(chǎn)生的大分子中間體轉(zhuǎn)化為小分子的有機(jī)物,提高污水的可生化性,為后續(xù)的好氧處理提供有利條件。
污水車間運(yùn)行時控制水解酸化進(jìn)口鹽度在1%以下,由于生產(chǎn)產(chǎn)品不同所使用的酸量有差異,進(jìn)入生化系統(tǒng)的廢水鹽度會根據(jù)產(chǎn)品變化而變化。
4、結(jié)果與討論
(1)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)鹽度從0.5425%升高到0.894%時,水解酸化池消耗CODCr量有明顯的下降趨勢,好氧池CODCr消耗量變化幅度不明顯。該公司污水系統(tǒng)通過長時間高鹽度運(yùn)行,水解酸化池和好氧池微生物已經(jīng)適合1%鹽度以下的運(yùn)行狀態(tài),大多數(shù)微生物能夠進(jìn)行正常的存活并繁殖,污泥呈現(xiàn)大絮體,此時污水系統(tǒng)有較高的處理效果,容積負(fù)荷達(dá)到1.595kgCOD(/m3·d)。這表明微生物在鹽度小于1%時,微生物本身能夠通過自身的滲透壓調(diào)解機(jī)制來平衡細(xì)胞內(nèi)的滲透壓以保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)。
(2)當(dāng)鹽度在1.064%時,水解酸化池消耗量進(jìn)一步降低,是0.5425%鹽度時的58%;好氧池消耗量下降幅度達(dá)到23.6%,容積負(fù)荷為1.17kgCOD(/m·3d)。廢水系統(tǒng)中可見污泥絮體,上清液渾濁,污泥沉降比(SV30)下降,污泥有解體現(xiàn)象。這表明微生物活性受到抑制,但是微生物自身細(xì)胞結(jié)構(gòu)沒有受到破壞,仍能夠進(jìn)行正常的呼吸、合成等新陳代謝作用。
(3)當(dāng)鹽度提高到1.36%時水解酸化、好氧池COD消耗量下降明顯,水解酸化CODCr消耗量只是0.5425%鹽度時的21%,好氧池CODCr消耗量是0.5425%鹽度時的39%左右,容積負(fù)荷為0.65kgCOD(/m3·d),污泥解體嚴(yán)重,沉降比無明顯界線,出水渾濁,加絮凝劑后污泥沉降性能不好。這表明微生物已經(jīng)基本失去活性,微生物細(xì)胞遭到破壞,生化系統(tǒng)基本崩潰。
5、結(jié)論
染料、顏料高鹽工業(yè)廢水適用于生化系統(tǒng),當(dāng)鹽度低于1%時,生化系統(tǒng)通過馴化微生物后能夠達(dá)到較高的CODCr處理能力,運(yùn)行過程中不必刻意考慮鹽度對廢水生化系統(tǒng)的影響。
生化系統(tǒng)運(yùn)行過程中,鹽度高于1%時,需要對廢水系統(tǒng)進(jìn)行人為干預(yù),最直接有效的方法是降低廢水的含鹽量。如果鹽度短時間內(nèi)不能降到安全限值時,必須采取降低系統(tǒng)的容積負(fù)荷,同時添加適量的微量元素來激活微生物的活性,以此來保證系統(tǒng)的處理能力。