_混凝协同好氧生物膜技术深度处理造纸废水的实验研究

作者简介:张苗,女,硕士研究生,主要从事水处理研究工作。＊基金项目:华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室自主研究课题。混凝协同好氧生物膜技术深度处理造纸废水的实验研究＊张苗黄少斌(华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510006)摘要:采用混凝沉淀协同好氧生物膜技术深度处理造纸废水,分别考察了PAM、FeCl3、Al2(SO4)3这3种不同种类的混凝剂对CODCr和色度去除率的影响,并特别研究了PAM投加量对反应过程的影响规律。结果表明:以FeCl3为混凝剂的协同好氧生物膜技术效果最为显著,色度去除率最高为69.30%,与单独使用FeCl3为混凝剂的混凝沉淀相比,CODCr去除率提高了73.72%;当PAM投加量分别为1.5mg/L、3.0mg/L、4.5mg/L、6.0mg/L时,以3.0mg/L时效果最佳,CODCr和色度去除率分别达到63.18%和47.64%。关键词:混凝;好氧生物膜;深度处理;造纸废水中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1671-4571(2010)01-0084-05当今国内外制浆造纸厂综合废水处理工程一般采用一级沉降,二级深化处理方法。然而,目前大部分造纸厂把二级处理后的废水直接排放,大量的二级处理废水直接排入地表水体,不仅造成水资源的大量浪费,同时增大环境污染负担[1,2]。若能将这类水进行深度处理,以便回用,不仅可以节约水资源,而且可以减少污染。以广州某造纸厂的综合排放废水为例,外排废水可能含有高达100mg/L的CODCr、20mg/L的BOD5、色度100倍和以Ca和Mg离子为主的含盐量。色度和无机盐废水的回用直接影响纸质量,而且易结垢。然而通常进一步处理的成本可能高于新购水成本,并且综合废水在经过二级生物处理,一般达不到造纸工艺用水的水质标准,生产普通纸的水质要求色度在30以下。国内的造纸厂对于提高水的重复利用动力不足,主要是因为目前采用的方法不仅难以达到重复利用的要求,而且成本偏高。因此,寻找更适合中国国情的造纸废水处理技术一直是我国造纸界重点攻关的研究课题[3,4]。本论文重点针对混凝预处理协同好氧生物膜技术深度处理造纸废水进行实验研究,通过不同类型的混凝剂以及混凝剂不同的投加量等方面系列实验,研究了协同好氧生物膜技术对废水中CODCr和色度去除率的影响。实验结果表明,二者的结合使用能有效的去除废水中的色度和CODCr,可以达到回用水质标准。1废水处理实验1.1实验水质实验处理废水取自广州某造纸厂,主要水质指标见表1。表1广州某造纸厂废水主要水质指标水质指标参数CODCr色度pH值参数值100～110mg/L80～90倍7.0～8.01.2分析方法本实验的检测项目和分析方法均按照国家有关分析方法进行[5],化学需氧量(CODCr)—重铬酸钾法;色度—铂钴比色法。1.3实验装置实验在室温下进行,采用实验室培养的高效好氧脱氮菌,研究好氧生物膜技术与混凝协同好氧生物膜技术去除废水中CODCr和色度的效果。实验装置图如图1所示。采用混凝-好氧生物膜二步法处理,先确定合适的混凝条件,在此基础上优化好氧生物膜工艺的条件。分析试验PAM、FeCl3、Al2(SO4)3共三种混凝沉淀。用六联混凝搅拌机开展混凝试验,在84PaperScience＆Technology2010Vol.29No.11000mL广口瓶中加入造纸废水600mL,投加不同量的PAM、FeCl3、Al2(SO4)3。按照1.5mg/L、3.0mg/L、4.5mg/L、6.0mg/L加入有机混凝剂PAM和60mg/L、80mg/L、100mg/L、120mg/L加入无机混凝剂FeCl3、Al2(SO4)3,投加药剂后,先快速搅拌(300r/min)1min,再慢速搅拌(70r/min)15min,静置20min后,按1∶20体积比加填料,然后按10%接种好氧脱氮菌,并适量曝气,每隔4h取上清液测定剩余CODCr及色度,同时测定原水样的CODCr及色度。图1实验装置图按下式计算色度去除率(%):色度去除率(%)=C0-C1C0×100%式中:C0—原废水样的色度;C1—反应后水样的色度。按下式计算CODCr去除率:CODCr去除率(%)=[CODCr]0-[CODCr]1[CODCr]0×100%式中:[CODCr]0—原废水样的CODCr浓度;[CODCr]1—反应后水样的CODCr浓度。最后研究了有机混凝剂PAM的投加量对混凝协同好氧生物膜技术去除CODCr和色度效果的影响。为进行对比,本实验还研究了单独的混凝沉淀和单独的好氧生物膜技术对废水中CODCr和色度的去除率的影响。2实验结果与讨论2.1混凝沉淀实验按照混凝实验方法,选用PAM、Al2(SO4)2以及FeCl3作混凝剂,主要考察混凝剂投加量对废水中CODC