有机硅生产 废水 厌氧处理研究

2009年2月第2期(总第123期)广西轻工业GuANGXIJoURNALoFLIGHTINDusTRY资源与环境有机硅生产废水厌氧处理研究石秀旺，周元祥，吴淼(合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥23l009)【摘要】采用厌氧、水解酸化与厌氧组合、共代谢等方式处理有机硅生产废水，探索有机硅生产废水生化处理的可行性。比较其出水效果，选择出合适的厌氧处理方式。经过水解酸化处理后，厌氧处理出水的情况较好；采用共代谢方式处理对整体的处理效果影响不明显。【关键词】有机硅废水；厌氧处理；水解酸化；共代谢【中图分类号】X78【文献标识码】A【文章编号】1003—2673(2009)02—89—021引言随着有机硅产品中硅油、硅橡胶和硅树脂的应用越来越广泛，全球有机硅工业自2O世纪90年代以来，一直保持高速发展，而中国成为增长最快的市场。但是有机硅工业废水的COD浓度高、酸性强、毒性大、处理难度大。目前，对于有机硅废水处理的研究很少，少量研究采用物理化学方法处理，如Fenton氧化【l1、气提目、催化氧化DI等，而关于生化处理的研究更是少有报道。本文旨在探索对有机硅废水进行生化处理的可行性，为有机硅废水的处理提供新的途径，并通过对不同的厌氧处理方式的比较，选择最佳的处理工艺参数。2材料与方法2．1实验用水及其特性废水来自某有机硅生产企业，是氯甲烷、精馏、硅油、合成和水裂解等车间的混合废水。废水中含有的有机物包括甲醇、氯甲烷、有机卤硅烷，无机物有盐酸、氢氧化钠等，还含有高聚物硅油、硅树脂、硅橡胶、硅中间体等。废水的成分复杂，除了甲醇外，都属于难生物降解污染物，可生化性较差，有机硅废水的BOD／COD一般约为0．15~0．25t3]。废水中含有不少浮油，因此需除油。除水裂解车间排放少量碱性废水外，其他生产单元都是强酸性废水，各车间废水混合后pH约为1左右，需要进行中和处理，废水中的酸主要为生产过程中产生的盐酸，氯离子含量达到9970mgL～。各车间废水混合后，废水的COD在3500mgL左右，氮、磷含量很少，无法满足微生物生长的需要，需补充适量的氮和磷。在实验中分别投加氯化铵和磷酸二氢钾作为氮源和磷源，按照COD：N：P=350：5：1的比例投加。2．2分析测试方法分析测试方式：COD：重铬酸钾法；pH：精密pH计和pH试纸。2．3实验运行方式和条件实验在500mL锥形瓶中进行，置于恒温水浴振荡箱中，保持水浴温度在33~C左右，按厌氧序批式反应器(AsBR)工艺的方式运行；水浴振荡也可以提供适当的搅拌，促进泥水混合。Sung和Dague等的研究证实间歇混合和连续混合的处理效果【作者简介】石秀旺(1985一)，男，在读硕士，研究方向：水污染控制技术。相近。本实验中在水浴振荡的基础上辅以间歇机械搅拌，连同厌氧反应的产气搅拌作用，保证了良好的相间传质作用，使生化反应顺利进行。2．4接种污泥锥形瓶中接种实验室已有的化工废水厌氧污泥100mL，黑褐色，镜检观察到大量杆菌、球菌和丝状菌，污泥的活性较好，实验中用配制的营养液培养几天，观察到明显的产气现象后，再进工业废水开始驯化。3实验结果与讨论3．1废水预处理因为废水酸性强，pH在1左右，首先需进行中和处理。往废水中加入氧化钙粉末，中和后的pH控制在7．5±0．3。废水中和后，有机卤硅烷可能发生水解反应产生硅醇，进而有聚硅氧烷产生，从水中析出。为减少其对微生物的影响，在实验过程中采用加PAC混凝，沉淀去除。预处理后废水的COD为3000mgL左右，与原水相比有所降低，在一定程度上减轻了生化处理的负荷。3．2厌氧处理研究将预处理过的废水直接通入反应器中进行培养和驯化。重点考察容积负荷对进出水COD变化和去除率的影响，分析有机硅废水厌氧处理的可行性。进水COD稳定在3000mgL一-左右，通过排水比来调控容积负荷。3．2．1容积负荷对出水coD和去除率的影响400036003000：2f~O0E20o0§伽10005000706050柏未30鐾20100图1容积负荷对处理效果的影响从图l可以看出，启动初期由于接种污泥对新进的废水还89没有适应，反应器主要是混合液的稀释作用和污泥的吸附作用，随着稀释作用的减弱，反应器中COD缓慢上升。随着污泥的驯化，COD也开始下降随后趋于稳定。第19天时，排水比从115增加到3／10时，容积负荷从0．6增加到0．8kgCODm。L～，出水COD出现一个短时期的波动，去除率的波动幅度较大，但在几天后趋于稳定。随着污泥的成熟，再将排水比增大到2／5，容积负荷从0．8增加到1．0kgCODm。L时，出水COD的波动变化不明显。从去除率变化的曲线看，有随容积负荷的增大而变小的趋势，其原因可能是随着负荷增大，有毒物质对微生物的抑制作用加强，处理能力有所下降。继续增加负荷可能会导致去除