洗涤剂废水处理工程设计和运行

洗涤剂废水处理工程设计和运行
类别：
水处理工业
∙作者：
梁延周齐吉山马健驹屈燕
∙关键词：
洗涤剂废水,LAS,混凝沉淀,水解酸化,接触氧化
∙【内容】
∙ 0概述
北京熊猫宝洁洗涤用品有限公司(以下简称宝洁公司),是一家生产洗衣粉的合资企业｡生产过程中产生的洗涤剂废水的主要污染物是阴离子表面活性剂LAS和COD｡受宝洁公司的委托,我院承接了该公司的废水治理工程设计｡
1废水设计水量､水质
1.1 设计水量
宝洁公司废水水量见表1｡在设计水量方面,除考虑远期规划排水量外,还考虑对厂区初期降水量的处理｡设计平均小时水量Q=41.7m3/h｡
1.2 设计进出水水质
在进行工程设计之前,宝洁公司进行了大量的日常监测｡并连续72h(每小时取样监测一次)对总排口处的主要污染物取样监测｡在对上述监测数据进行分析后,确定废水设计进出水水质如表2｡
2工艺流程
洗涤剂废水的主要污染物是阴离子表面活性剂LAS,高浓度的LAS对微生物细胞的活性和增殖具有一定的阻碍作用,因此使此类废水的生物降解难度加大｡废水呈碱性,pH值通常在9~12｡另外废水中缺少微生物合成细胞质必不可少的氮元素｡根据此类废水的特点结合我院在承担山东潍坊洗涤剂厂､湖北沙市日用化工厂和湖南丽臣实业总公司废水治理工程中的经验,确定宝洁公司废水处理工艺流程如图1所示｡
由图1可看出,本流程是由物化处理和生化处理工艺组合而成｡物化处理采用混凝沉淀,生化处理采用水解酸化和接触氧化｡
3主要处理构筑物及设计参数
为了便于灵活运转,从混凝沉淀池开始至二沉池,处理系统均由A,B两组尺寸相同的构筑物并联组成｡
3.1 混凝沉淀池
设计前采用硫酸铝､硫酸亚铁和三氯化铁3种混凝剂进行对比试验｡试验结果表明,在去除LAS方面,硫酸亚铁和三氯化铁的混凝沉淀效果较硫酸铝好｡而硫酸亚铁较三氯化铁价格便宜且易采购,因此设计中选用硫酸亚铁作为混凝剂｡
混凝沉淀池由混合反应池和沉淀池组成,反应池内设有搅拌器,反应时间为20min｡沉淀池设计表面负荷
q=1.5m3/(m2·d)｡
3.2 水解酸化池
水解酸化池为上流式污泥层形式,水力停留时间为4h｡为防止污泥流失,提高池内污泥浓度,在池内安装组合填料｡
3.3 接触氧化池
接触氧化池水力停留时间为8h｡池内安装组合填料和散流式曝气头｡供气采用3台三叶罗茨风机,2用1备｡在接触氧化池结构上除设置2组独立的水池外,还在2组水池间设置连接管道,使其既能并联运行又能串联运行,增强了构筑物运行的灵活性｡
4调试及运行结果
调试分三个阶段进行｡第一阶段:清水试车阶段,接触氧化池和水解酸化池微生物接种驯化,全流程试车｡第二阶段:连续3d全流程满负荷运行,要求最终出水达标率100%｡第三阶段:连续21d全流程满负荷运行,要求最终出水达标率99%｡
表3显示了第二阶段各构筑物的处理效果｡从表3中的数据可以看出,LAS和COD两项污染物指标在经过各构筑物处理后最终出水均达到了排放标准,实际运行达标率为100%｡
第三阶段的调试运行结果由表4可以看出,各项污染物指标也已达到排放标准,实际运行中出水达标率仍为100%｡
宝洁公司废水处理厂经过上述阶段的调试后,于1998年9月经北京市环保监测中心监测,100%达标通过验收｡目前该废水处理厂运转情况仍稳定,出水水质良好｡
5讨论
5.1 pH值对混凝反应效果的影响
采用硫酸亚铁作混凝剂,废水的pH在8.5~10.0之间混凝效果最好｡由于生产废水本身呈碱性,因此本工程在运行中投加硫酸调节废水的pH,使其值接近9｡此时混凝反应效果较好,矾花形成较快,矾花颗粒大易沉淀｡经沉淀后,LAS去除率可达50%以上｡沉淀后的污泥易脱水,产泥量在满负荷条件下约为40m3/d,含水率为99.5%,经浓缩､脱水后的污泥含水率约为80%,脱水后的污泥作为工业垃圾外运｡
5.2 水解酸化处理效果
设置水解酸化池的最初目的是考虑利用厌氧菌去除废水中的部分LAS和其他难降解有机物,同时改善废水的可生化性,降低进入接触氧化池的LAS负荷｡但从上述的实际运行数据可以看出,水解酸化池对LAS和COD的去除率很低｡出现这种情况的原因仍需进一步试验和探讨｡
5.3 微生物经驯化后对LAS的降解效果明显
好氧接触氧化池中微生物对LAS的适应过程是处理过程的关键,本工程接触氧化池中的填料挂膜和驯化过程采用异步培驯法｡即首先用一般城市污水厂的剩余污泥接种和投加所需的营养进行填料挂膜,待填料挂膜后,再在进水中逐渐加入含LAS的工业废水,并逐步提高LAS的浓度,使填料表面上的生物膜逐渐适应废水中的LAS｡
微生物对LAS完全适应后可以通过以下两方面反映出来｡一方面LAS的降解速率会迅速提高,这是通过考察第二阶段运行时,在接触氧化池中部取样分析,发现LAS浓度已达到排放标准得出的｡即废水进入接触氧化池约4h后,就有约87%的LAS被降解｡另一方面,在微生物尚未驯化时,接触氧化池水面上会产生大量的泡沫,
但当微生物驯化后,水面上的泡沫会迅速减少｡利用这一现象可以用来判断接触氧化池内生物膜是否处于正常运转状态｡
6结论与建议
(1)宝洁公司排放的生产废水属难降解废水｡在废水中的LAS和COD分别为180mg/L和450mg/L的条件下,废水经过混凝沉淀生化工艺处理后,出水可以达到预定的出水水质｡LAS和COD的总去除率分别可达到99.3%和85%｡
(2)混凝淀淀去除LAS的效果明显｡当pH控制在8~9之间时,采用硫酸亚铁混凝剂,经混凝沉淀后可去除废水中50%的LAS｡但应妥善处置沉淀污泥,避免污泥中LAS对环境造成二次污染｡
(3)本工程中设置的水解酸化池对LAS几乎无去除效果｡
(4)采用接触氧化法处理洗涤剂生产废水,LAS去除率可以稳定达到98%以上｡当接触氧化池内的生物膜一旦被驯化后,接触氧化池内的泡沫明显减少,LAS的降解速率提高｡当接触氧化池的进水LAS浓度在75mg/L左右时,停留时间约4h后,废水中的LAS浓度就可以达到10mg/L以下｡
(5)根据本工程的实践经验,对于类似宝洁公司的洗涤剂废水处理工艺流程提出以下建议:①取消厌氧水解酸化处理单元｡②对类似废水作进一步试验,验证是否可适当延长接触氧化池水力停留时间,取消混凝沉淀处理单元,简化工艺流程｡。