小型污水處理設備水質工程師實驗檢測

　該印刷廠主體生化處理工藝為：厭氧池→好氧池采用厭氧池前置的AO工藝處理廢水。由于該廠COD值較高，BOD/COD較低可生化性差，色度與SS都較高，因此在進入生化池前需對其進行絮凝處理，用于部分脫色及除去大部分的SS，COD以提高廢水的可生化性。但還原染料、硫化染料、冰染料的大量使用使得該廢水的化學絮凝效果相對較差，且化學絮凝劑的投加量較大，絮凝污泥的產生量隨之增加，加重系統的負擔。因此本文開發出相對高效的微生物絮凝劑并復配PAC應用于該系統以解決上述問題。并通過實驗論述其處理效果。

　　1.2 菌種的來源

　　菌種取自該廠生化處理池中的活性污泥和剩余污泥經過篩選，培養及馴化后得到的高效穩定的優勢菌種Q03。

　　1.3 化學試劑

　　PAC：無機絮凝劑聚合氯化鋁，工業級，其中Al2O3含量為29%~30%。

　　1.4 微生物絮凝劑(MBF)的制備

　　將菌株接種到發酵培養基中(接種量為體積的2%)，振蕩培養96h(120r/min，30℃)所得發酵菌液即為本實驗采用的微生物絮凝劑XQ03。

　　1.5 主要儀器

　　立式壓力蒸汽滅菌器(LDZX-75KB);高效離心機(AvantiJ-25XP);六聯攪拌器(JJ-6);電子天平(AL204-IC);恒溫振蕩培養箱(HZQX100);分光光度計(752S)

處理方面已有應用，尤其在高鹽廢水的處理實方面已有應用的案例。而在多晶硅行業中，目前生產的工業廢水大多未實現本文通過對比分析各行業污技術應用，并分析結合多晶硅行業的污水特點，重點分析能夠適用于多晶硅生產污水術的應用可行性。

　　1、工業廢概念

　　工業廢水概念是美國1970年提出并由美國電力研究中心定義，定義為“不向地面水域排放任何形式的水(包括排出或滲出)，所有電廠排放的水都是以固化在灰渣中或者濕氣的形式”。簡單地說廢是指在生產過程中，廢水經處理后得到回用，不外排，達到綠色環保、循環可持續發展。而工業廢水的關鍵在于能否有效降低工業廢水中的含鹽量。

　　2、廢技術對比

　　(1)焚燒技術

　　焚燒技術一般在800～950℃的溫度下，工業廢水中的可燃性有機物或通過添加助燃劑的有機物，與氧氣反應產生水、CO2、無機物灰分以及熱能，實現過程。該過程主要工序，包括進料預處理，高溫焚燒，熱量回收及煙氣處理等。焚燒技術主要針對有機物含量高的廢水，對于有機物含量低的廢水，因熱值低，難以燃燒，通常需要將廢水濃縮，提高熱值后再燃燒，否則能耗高、投資大。焚燒技術一般會存在設備結焦、粉塵二次污染、尾氣含二噁英等問題。

　　(2)蒸發結晶技術

　　蒸發結晶技術，是工業生產中比較中成熟的化工單元。在冶金、化工、污水處理、海水淡化等過程中得到廣泛使用。對于廢水深化處理形成的高鹽廢水，一般采用蒸發結晶工藝能夠實現。現階段，國內外主要的蒸發技術包括多效蒸發(MEE)、機械蒸汽再壓縮蒸發(MVR)、臥式薄膜噴淋蒸發(MVC)等。

　　MEE主要流程為，多個蒸發器連接操作，上一級蒸發器副產的二次蒸汽，作為下一級蒸發器的熱源，提高熱利用率。其優點在于進水預處理簡單，應用靈活，系統穩定，但需要持續補充熱源。MVR在多效蒸發的基礎上，通過一次性補充蒸汽，正常運行后不再補充，節能，設備占地小，但投資較高。MVC較MVR，二次蒸汽利用要求相同，提高了蒸發效率，在重力作用下形成蒸發膜，受熱時間短，蒸發效率較高。

　　(3)蒸發聯合技術

　　目前工業廢水主要分為有機廢水和無機廢水，其中包括低鹽廢水和高鹽廢水。根據不同物料的廢水，采用蒸發聯合技術針對性的處理不同種類的廢水，選擇合適的組合，則能夠限度的實現，并在節能，降低設備投資、節約運營費用起到較好的作用。

　　當廢水含高濃度有機物時，可以選用蒸發結晶-焚燒技術處理，實現且流程簡單，處理當廢水量較大，有機物和鹽分較低的廢水，如果直接采用蒸發處理，備投資較大，一般先通過膜法預濃縮后，降低蒸發處理水量。當對蒸發冷凝液水質要求較高時，蒸發冷凝液還要結合生化法、膜法、離子交換吸附法等方法對其進行深度處理。在進一步降低能耗方面，國內外研究者考慮將太陽能和風能等新能源應用于機械蒸汽再壓縮過程。

　　3、多晶硅生產過程中廢水的可行性

　　多晶硅生產過程中的廢水，主要為無機廢水，主

　　1.6 實驗方法

銨，就會產生大約0.5~0.8t的廢水，并且在這廢水中含有濃度較高和氨，而和氨在水中發生反應形成的硝酸鹽由于穩定性好、溶解度高，采用傳統的如石灰軟化、過濾等工藝很難脫除水中的硝酸鹽。而電滲析技術則是在不添加任何化學試劑的情況下就能通過較簡單的工藝流程將硝酸鹽的質量分數

　　為了滿足廢液處理回收需要，公司設計了一個由24個子單元組成的電滲析裝置系統，其中淡化回收和循環濃縮系統分別各12臺電滲析單元，每3臺組成一個串聯系統運行，以量進行冷凝液廢水處理。具體的實現過程就是，首先對產生的冷凝液廢水經過中和調節系統進行處理，使得廢液pH值在6左右，然后進入廢水收集罐，經過冷卻處理后用水泵輸送到能夠有效過濾雜質的過濾器內，進而再將這些廢液輸入到電滲析系統進料罐，

對UASB反應裝置處理該企業精細化工廢水的試運行可得:

　　1)污泥接種初期(0d～30d)。在污泥接種初期，UASB裝置中幾乎沒有氣體產生，COD的去除效率不高，低于50%，且出水COD不穩定。可能是由于污泥接種初期微生物對底物需要有一個適應過程，大多數微生物還未適應環境條件，因此達不到正常新陳代謝水平，不能發揮應有作用。

　　2)接種污泥形成期(31d～60d)。在此階段，厭氧細菌得到了有效的生長和繁殖，并有少量的氣體產生，COD去除率不斷提高，可達60%～70%，且出水COD逐漸穩定。可能是由于污泥經過上一個階段的馴化過后，體系內的顆類較小和沉降性能較差的污泥基本被淘汰，厭氧細菌得到了有效的生長和繁殖，其通過正常的生長代謝不斷分解并降低COD。

　　3)接種污泥成熟期(61d～94d)。在接種污泥成熟期內的第80天，在廢水中原有的及由產酸菌產生的VFA合并分解作用下，COD的去除效率較高，可達到75%～85%，且出水COD已基本穩定。可能是由于污泥經過前兩個階段的不斷馴化及生長繁殖，體系中產甲烷的細菌和產乙酸的細菌達到一種平衡狀態，而在這種狀態下，對廢水的處理

　　2.3 影響COD去除的因素分析

　　在試驗期間，對影響COD去除的因素進行了研究，結果如下。

　　1)水力停留時間(HRT)。

　　本試驗考察了HRT為12h、18h、24h、30h、36h時COD的去除率。結果表明，初期的12h，COD去除率較低，約為60%。當HRT從12h增加到24h，COD去除率上升較快，升至75%。之后，隨著HRT的不斷增大，COD去除率變化不大。可能是因為當水力停留時間較短，污染物與活性污泥接觸不充分，甲烷化還沒有完成，因此COD去除率較低。考慮到時間效率，綜合各種因素，確定水力停留時間HRT為24h。

　　2)溫度。

　　本試驗考察了溫度為20℃、30℃、35℃、40℃時COD的去除率。結果表明，在20℃～35℃，COD的去除率隨溫度的升高而逐漸增大，之后變化不明顯。可能是因為我們研究的是中溫區域的厭氧細菌，溫度太低厭氧細菌處于凝膠狀態，失去活性，溫度升至35℃時，此時反應內產酸菌和甲烷菌相對平衡，系統有效運行，COD去除率約75%。因此，最終確定最適溫度為35℃。

　　3)堿度。

　　本試驗考察了堿度為500、800、1100、1400、1700、2000mg/L時COD的去除率。結果表明，COD的去除率隨堿度的升高呈“凸”型拋物線形狀，堿度在1100mg/L時，COD去除率，約為75%。可能是因為堿度較低時，不僅甲烷菌的生長受到了抑制，產甲烷菌和產酸菌比例失衡，而且會因緩沖能力不夠而使反應器內消化液的數值偏低，因此COD去除率較低。而堿度較高時，pH值也同步升高，不利于產酸菌的生長，進而得體系失衡，影響去除率。因此，確定堿度為1100mg/L。

　　4)pH值。

　　本試驗考察了pH值為6、6.5、7、7.5、8時COD的去除率。結果表明，COD的去除率隨pH值的升高也呈“凸”型拋物線形狀，pH值在7時，COD去除率，約為75%。可能是因為pH值的變化會影響體系內的微生物生長環境，進而影響生物酶的活性，導致微生物細胞內的代謝發生異常，造成COD去除率較低。由于pH值為7～8時，拋物線右端較高緩，因此，選擇最適宜的pH值是7～8。

　　3、工程運行結果

　　本次試驗結束之后，經過調試后，運行參數條件為水力停留時間(HRT)為24h，溫度為35℃，堿度為1100mg/L，pH值在7～8時，體系正常運行，UASB運行后COD去除率保持70%以上，平均74.3%，且好氧出水COD皆在300mg/L(國家廢

隨后進入電滲析裝置，冷凝液中的NH4+和NO3-通過離子交換膜進行離子遷移，完成濃縮和淡化處理，所得的淡水回到循環水系統作補充水用，濃縮水回到硝酸生產系統循環使用。

　　小型污水處理設備水質工程師實驗檢測產生的冷凝廢水經電滲析裝置循

該實驗應用的為靜態實驗設備，先在電解槽中將陽極板以及陰極板固定好，將曝氣管放入其中，取提前準備好的實驗廢水1L，將其加入到電解槽當中，并在陽極板和陰極板中對電極夾進行固定，調節好直流電源，使其為恒流輸出的狀態。在開始實驗之后，定時在取樣口進行取樣。在電解之前，陰極電極碳纖維氈與活性炭填料，在實驗濃度相同的廢水中進行浸泡，使其處于吸附飽和的狀態。

　　(4)分析方法

　　對于廢水當中的C3H3NaO2以及對磺酸鈉成份濃度，可使用離子色譜儀實施相關的測定。使用化學需氧量速測儀對COD成份進行測定。

　　2、結果與討論

　　(1)二維與三維電機處理效果比對分析

　　在實驗當中，針對丙烯酸丁酯廢水在二維平板電極以及三維電極反應設備中，對產生的最終處理效果進行了詳細的比對分析，其結果如圖2所示。通過對圖2的分析可知，三維電極去COD的效果要比二維平板電極去除的效果要好。在何國建等學者的相關研究中也得出了相同的結論，三維電極去除污染物的能力比二級電極明顯是因為：與二維電極進行比較，存在于三維電極反應器內部的活性炭填料，將單位槽體積的電極表面積進行了增強，使其反應速度有了明顯的提升。此外，在三維電極反應器當中存在的粒子間距比較小，傳質效果與二維電極進行比較，有了十分明顯的改善，所以電流效率更高，去除COD的效果也更加明顯。

環濃縮、淡化處理后，回收率達99%以上，廢水回收率按90%計算，不僅達到了減少廢水排放量，消除污染的目的，而且還提高了資源綜合利用率，取得了顯著的環保效益和經濟效益。

　　這次進行的電滲析廢液處理回收工藝是從把冷凝液首先引入污水處理系統開始的，經過設計的完整處理工藝及成套裝置后，冷凝液中的游離氨、硝酸、全部回收利用，排放水也完符合排放標準。

降低50%以上，將廢水中去除氨氮含量85%以上，并獲得9%作業的濃氨水，優勢明顯。

　　2.1 裝置設計靈活簡單

　　電凝析裝置可根據實際需要靈活地進行裝置系統設計，可根據脫鹽和回收的需要進行增減串并聯設計及調節工藝流程，同時能實現裝置自動化控制。

　　2.2 裝置能耗低

　　電滲析工藝流程簡單，在常溫下就可進行，其反應過程中用電量少，能耗很低，經濟效益明顯。

　　2.3 不產生污染

　　電滲析工藝流程簡單，中間不需要另外再添加各種化學試劑就可以實現廢水中氨氮的分離，對環境沒有污染。

　　2.4 設備使用壽命長

　　裝置設備耐用，使用時間長且維護方便，其中的分離專用膜最長可用5a，電極最長可用8a，隔板最長可用15a左右。

　　3、冷凝液電滲析技術處理實例

　　某生產裝置每年產生大量的廢液，前期采用稀釋方法進行處理，效果很差，廢水中游離氨

　　根據GBT16881-2008《水的混凝沉淀試杯試驗》進行絮凝試驗1.6.1MBF或PAC單獨應用處理印染廢水取500mL廢水于1L燒杯中然后置于六聯攪拌器上，在120r/min轉速下快速攪拌，加入不同量的XQ03或PAC或兩者復配藥劑，然后在120r/min下攪拌1min后慢速(40r/min)攪拌10min，沉降15min后取上清液在550nm波長下測吸光度值，以蒸餾水代替絮凝劑做空白對照。其中絮凝效果用絮凝率表示：