物化_生化组合工艺处理皂素废水_解清杰

2陈润铭,何炜光,朱锡海等.阳离子染料废水的脱色方法及其机理的研究.环境化学,1994.13(2):163～169.3上海市纺织工业局(染料应用手册)编写组.染料应用手册(第四分册阳离子染料),北京:纺织工业出版社,1984:2～19,51,57,99,102,141.4A.MahdaviTalarposhti,T.DonnellyandG.K.Anderson.Colourremovalfromasimulateddyewastewaterusingatwo-phaseanaerobicpackedbedreactor.Wat.Res.,2001,35(2):425～432.作者通讯处刘正芹226071青岛市香港东路7号青岛大学纺织系E-maillucyliuqdu@126.com2004-07-20收稿物化-生化组合工艺处理皂素废水解清杰吴晓晖陆晓华章北平刘礼祥(华中科技大学环境科学与工程学院,武汉430074)摘要皂素废水CODCr高、pH低、色度高以及可生化性差,很难被常规生物处理系统降解。本文介绍了采用物化+生化工艺处理皂素废水的工程实例。在废水中的CODCr、BOD5、色度、SS分别为23250mgL、3600mgL、216倍、260mgL的条件下,经过处理后,出水CODCr、BOD5、色度、SS分别为92mgL、20mgL、20倍、27mgL,均可达到《污水综合排放标准》中的一级标准,废水中CODCr、BOD5、色度、SS的平均去除率分别为99.6%、99.4%、90.7%、90.4%。关键词皂素废水处理物化生化1前言皂素是一种具有独特生理活性的甾体类化合物,广泛用于医疗和农业等领域,以它为原料可以合成200余种价值较高的激素药物[1]。湖北某药业公司郧西分公司是华中地区规模较大的皂素生产企业。该厂以黄姜为原料,每生产1t皂素会产生废水约700t。生产过程中产生的废水是酸性高浓度有机废水,可生化性差,色度和SO2-4浓度高,温度高,且因生产情况随市场供求变化而变化,其排放的废水水质、水量波动很大,相应处理难度也较大。该公司所在地郧西县属于南水北调中线工程的水源地,为了保障丹江口水库的水质,该皂素生产废水必须达标排放。而目前关于皂素废水处理文献多为实验室研究成果[2～4],未见有成功的工程实例报道。本工程经过试验、分析、充分论证,对于皂素废水确定了1套物化+生化的组合处理工艺。经工程调试、运行表明,该处理系统运行效果好,各项指标均达到国家污水综合排放(GB8978-1996)一级标准。2设计水质、水量该公司的皂素废水主要来自浸泡、发酵和洗酸阶段。浸泡阶段废水主要污染物成份为泥沙,黄姜表皮等大颗粒固体物质;发酵阶段废水主要污染物成份为淀粉、纤维素、木质素、细小纤维和少量小分子有机物质;洗酸阶段废水主要污染物成份为硫酸、皂甙,糖类、淀粉及少量有机酸。该公司综合废水排放量为120m3d,水质情况见表1。表1设计水质与排放标准项目CODCrmg·L-1BOD5mg·L-1色度倍SSmg·L-1SO2-4mg·L-1pH温度℃监测水质17230～314503100～4250171～255232～2957450～141200.5～1.038～63设计水质220003600200260120000.850排放标准100305070—6～940该公司皂素生产废水的主要特点有可生化性差BOD5CODCr约为0.16;温度高综合废水最高温度达63℃,冬季略低,平均为50℃;污染负荷重综合废水的CODCr平均值为22000mgL;酸度高pH值低至0.8;盐份高SO2-4大量存在。3设计思路针对以上所述的废水特性,皂素废水治理的难点是如何提高废水的可生化性,减少SO2-4干扰,适应高的污染负荷。由于皂素废水为有机废水,分析其可生化性差的原因主要包括:一是废水中含有大量在发酵和水解阶段产生的大分子有机物质,要提高废水的可生化性,26环境工程2005年6月第23卷第3期DOI:10.13205/j.hjgc.2005.03.008必须使这些大分子物质转化成小分子易降解物质。对于此类物质常规的解决办法是采用厌氧水解工艺[5]。二是废水中含有大量的还原型糖。当这些糖份进入生物反应器后,极易造成可挥发性有机酸(VFA)的快速大量积累。VFA对厌养微生物的半数抑制效应浓度为2000mgL。还原型糖、VFA的大量存在,造成系统pH值下降,ORP上升,抑制厌养微生物,同时极易引起后续好氧污染膨胀[3]。本工程经过试验研究发现,可通过电化学方法氧化废水中的还原型糖。SO2-4在厌氧生物处理过程中转化为硫化物,而硫化物(S2-)的存在可抑制甲烷菌的生长,极限毒性体积质量为140mgL[6],60mgL时使甲烷菌活性下降50%[7]。实测综合废水中SO2-4的