混凝-生物強化聯(lián)合處理環(huán)氧樹脂高鹽廢水
環(huán)氧樹脂是一種熱固性樹脂，由于其獲取渠道方便，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。但是在環(huán)氧樹脂生產(chǎn)過程中，其所產(chǎn)生的高鹽度、高有機物都會造成嚴重的廢水問題。據(jù)統(tǒng)計，每噸固態(tài)的環(huán)氧樹脂會生成超過20噸的高鹽廢水，而受到高鹽廢水污染的水資源，則無法繼續(xù)生產(chǎn)和使用。由此可見，環(huán)氧樹脂高鹽廢水，已經(jīng)成為現(xiàn)階段環(huán)境污染的重要源頭。
1、混凝生物強化聯(lián)合實驗
1.1 實驗材料選擇
為了能夠精準地對廢水處理過程進行客觀的模擬，本文在進行實驗材料時，從某工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)地X化工公司提取了一定數(shù)量的環(huán)氧樹脂高鹽廢水，廢水當(dāng)中還有大量的有機物和化合物。通過化學(xué)檢驗的方式，對水質(zhì)指標和主要成分進行了全面分析，作為數(shù)據(jù)內(nèi)容支持帶入到實驗當(dāng)中。數(shù)據(jù)顯示，有機廢水當(dāng)中所含有的COD、CL以及NH+4-N等離子均已經(jīng)超過了既定標準，每升有機廢水，COD含量約為4000毫克，CL離子含量約為35克，而離子NH+4-N的含量約為1.5毫克。通過石蕊的檢驗，有機廢水的pH值高達12.73，標簽為強堿性。為了能夠模擬生產(chǎn)環(huán)境，本文選用了X化工企業(yè)的二沉池污泥作為反應(yīng)器接種，同時向其中投入了嗜鹽菌株J1以及J2，用以進行分離篩選。
1.2 混凝實驗開展
在所選用的有機廢水中，有機懸浮物含量極高，部分粒徑較大的懸浮物可以直接通過肉眼進行觀察，而在實驗當(dāng)中，實驗環(huán)境需要保證一定的COD負荷，因此需要通過混凝處理實驗對所選用的廢水進行預(yù)處理，從而對有機廢水內(nèi)部所存在的有毒物質(zhì)和微生物進行一定程度的抑制，最終使后續(xù)處理當(dāng)中的生化池工序降低負擔(dān)。通過混凝實驗和生物實驗，共同構(gòu)成混凝生物的強化處理。具體來說，混凝實驗由于主要的目的是降低COD負載，去除掉有機廢水當(dāng)中懸浮的有機顆粒物，因此本文結(jié)合相關(guān)的化學(xué)經(jīng)驗，選用了聚合氯化鋁作為整個實驗的混凝劑材料，而選用了聚丙烯酰胺作為助凝劑。通過對pH值的考察，設(shè)定了混凝劑的投加量。在本文中，有機廢水的pH值較高，為強堿性液體，其水力條件所表現(xiàn)出的振動強度極高，因此本文通過L16的正交實驗，對混凝處理工藝進行了充分優(yōu)化。混凝正交實驗將實驗過程分為了十六個步驟，并根據(jù)具體的影響因素，將影響因素分為甲乙丙丁四個種類，并形成4*16的實驗矩陣[1]。通過實驗步驟與實驗的影響因素的數(shù)值意義對應(yīng)，獲取混凝實驗在不同因素作用下的濁度去除效率以及COD去除效率，增強混凝實驗的真實性。
1.3 活性污泥耐鹽馴化
在完成了混凝實驗的設(shè)計之后，本文進行了混凝生物的強化聯(lián)合馴化設(shè)計。系統(tǒng)通過進水方式在生化池中進行處理，通過無機鹽的MS培養(yǎng)基進行混合。在設(shè)計時，筆者選用了間歇式方式進行有機廢水的進水，以十二個小時為一個進水周期，其中八個小時進行系統(tǒng)的曝氣，曝氣的主要目的是為了對DO溶解氧進行合理的控制，使其能夠保持在每升4毫克的比例之內(nèi)。剩余的四個小時作為閑置時期，其中排除的上清液占據(jù)總體比例的一半，隨后檢驗COD的具體濃度。在整個測試的過程中，MS培養(yǎng)基需要在原廢水混凝后加入無機鹽來形成。在完成混凝后，水中的COD濃度為每升550毫克左右，培養(yǎng)基則需要經(jīng)過NH4CL、K2HPO、CuSO4、H3BO、MnCl?4H2O、ZnSO4等進行混合，按照一定比例進行詳細配置。在完成配置后，需要按照五個梯度依次進行等體積的CL離子溶液的添加，并設(shè)置五天為一個馴化期，進行每個梯度的馴化。在梯度馴化過程中，每一次梯度，都需要進行每升1克的CL離子溶液的添加。隨著有機廢水的氯離子濃度逐漸提高，可以對COD的去除率進行重新確定，一般來說，當(dāng)氯離子達到每升10克以后，COD的穩(wěn)定去除率約為80%，既可以認定為污泥耐鹽馴化已經(jīng)完成。
完成耐鹽馴化之后，有機廢水需要流入到生化池中進行生物處理。生物處理實驗主要由兩個圓柱形的反應(yīng)器來完成。兩個圓柱形的反應(yīng)器為體積相同溶劑相同的特制反應(yīng)池，其中一個反應(yīng)器為處理樣本，不進行任何嗜鹽菌的投加，而另一個反應(yīng)器則需要投加一定數(shù)量的嗜鹽菌，由于嗜鹽菌每升含量約為0.3克，因此需要加入原始體積10%的符合嗜鹽菌株菌懸液，用以進行與第一個反應(yīng)器的對比查看[2]。兩個反應(yīng)器的有效工作體積為2升，進行處理的有機廢水為完成混凝和污泥馴化的，具有每升550毫克進水COD濃度的基本特性。通過在不同鹽度之下進行對比觀察，能夠?qū)τ袡C廢水所處的各個梯度時所具有的氯離子濃度進行掌握。經(jīng)過計算，有機廢水在第一梯度時，氯離子的濃度為每升12克，此后的四次梯度，均以上升3克的趨勢進行增長。其中每個梯度的監(jiān)測時間設(shè)置為240個小時，并且對COD含量，污泥沉降情況、混合液揮發(fā)性懸浮固體、污泥容積指數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進行定期取樣測定，從而保證實驗的準確性。
2、集成處理工藝設(shè)計
為了能夠使混凝生物強化聯(lián)合處理能夠進行大面積的推廣和使用，本文依據(jù)實驗的基本原則，對當(dāng)前混凝生物工藝進行了集成處理的設(shè)計。作為一種獨特的厭氧反應(yīng)過程中，混凝生物處理應(yīng)當(dāng)具備基本的厭氧處理環(huán)境。因此需要具備以下幾個方面的工藝步驟。
2.1 生化池集成處理設(shè)計
首先，作為整個實驗處理的重要環(huán)節(jié)，生化池的處理需要具備一定的細節(jié)設(shè)定。本文在進行設(shè)計時，兼顧了多種環(huán)氧樹脂高鹽廢水的使用環(huán)境，從而設(shè)計了厭氧生物濾池作為主要的生化池處理場景。在濾池進水方面，根據(jù)計算，取值為900ppm，而進水時間則設(shè)定在了四個半小時。通過這種設(shè)計方式，能夠?qū)⒄麄€生化池的處理時間大大縮短，并盡可能多地降低后續(xù)生物處理的負擔(dān)，提升廢水的可生化性質(zhì)[3]。其次，要進行膜生物氧化器的設(shè)置，在原有的生物接觸氧化工藝當(dāng)中，生物質(zhì)存在一定的低濃度問題，可能會引發(fā)廢水處理的效果不佳。為了解決這一問題，本文采用了膜生物反應(yīng)器，在污泥處理的過程中，通過提高生物質(zhì)濃度的方法，延長SRT泥齡，最終降低了污泥的產(chǎn)生了出，提升反應(yīng)器的處理速度。在實際使用過程中，反應(yīng)器的應(yīng)用體積還可以進一步縮小，從而提升處理效率。
2.2 膜組件設(shè)計
在膜反應(yīng)器的設(shè)計時，膜組件的設(shè)計最為關(guān)鍵。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗，膜組件一般會選用微濾膜或者超濾膜，其目的就在于對活性污泥進行節(jié)流，從而提升反應(yīng)器中的污泥濃度和SRT泥齡，但反應(yīng)器中的污泥生物學(xué)性質(zhì)則不會輕易發(fā)生改變。從本質(zhì)上來看，傳統(tǒng)的活性污泥的變化規(guī)律與反應(yīng)器當(dāng)中所具有的膜組件微生物、膜組件底料之間存在一定的守恒關(guān)系，而這一守恒關(guān)系能夠通過數(shù)學(xué)模型的方式進行優(yōu)化和分析，因此在設(shè)計當(dāng)中，一般的設(shè)計者會采用膜通量臨界值的方式對反應(yīng)器進行參數(shù)的優(yōu)化，從而達到處理能力的最大化。在數(shù)學(xué)模型當(dāng)中，膜反應(yīng)器的參數(shù)優(yōu)化主要由污泥的濃度參數(shù)、進水的停留時間參數(shù)以及膜組件的流通量參數(shù)三個部分組成，其中，前兩種參數(shù)是以往傳統(tǒng)工藝當(dāng)中進行廢水處理時所必須運用的設(shè)計參數(shù)，而膜組件的流通量參數(shù)則是指膜反應(yīng)器中單位面積下膜組件在單位時間內(nèi)的有機廢水流通數(shù)量，因此流通量的大小與操作周期和膜組件的面積大小有著密切關(guān)聯(lián)，是整個膜反應(yīng)器中的特有參數(shù)。在參數(shù)優(yōu)化中，一般設(shè)計人員對泥齡延長和水力停留的實踐增加較為青睞，但是隨著反應(yīng)器當(dāng)中的污泥濃度提升，這兩個參數(shù)的控制往往無法奏效，因此本文從經(jīng)濟和實用兩個角度進行考量，選用了污泥處理和供氧處理最優(yōu)質(zhì)的計算，形成最優(yōu)的參數(shù)選擇。
3、結(jié)語
綜上所述，在眾多的廢水處理工藝當(dāng)中，混凝-生物強化聯(lián)合處理技術(shù)在實驗當(dāng)中擁有兩個部分的應(yīng)用，首先通過混凝技術(shù)去除水中COD，再通過耐鹽馴化使其能夠在生化池當(dāng)中完成凈化處理。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過混凝-生物強化聯(lián)合處理的有機廢水，在馴化期的COD去除效果十分明顯。(來源：江蘇揚農(nóng)錦湖化工有限公司)