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厌氧好氧接触氧化处理汽车脱脂废水研究

04/20

第4卷第5期

环境工程学报

V。1.4,N。.5

厌氧一好氧接触氧化处理汽车脱脂废水研究

张向和k2

彭绪亚h

峰3

(1.重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045;2.重庆市环境卫生监测站,重庆401121;

3.西南大学资源环境学院,重庆400715)

摘要采用厌氧UASB.好氧接触氧化工艺对汽车脱脂废水进行连续处理实验研究。结果表明,在脱脂废水进水

COD浓度为6000mg/L,厌氧水力停留时间为3.4d,好氧水力停留时间为2.5d条件下,COD总去除率平均为93%,厌氧

段平均值为38%。厌氧段可以提高出水的可生化性,厌氧.好氧接触氧化工艺效果要明显优于好氧工艺。

关键词

汽车脱脂废水

汽车涂装废水厌氧一好氧工艺文献标识码A

十二烷基苯磺酸钠

中图分类号X734.2文章编号1673.9108(2010)05—1125-04

Study

on

anaerobic.aerobic

treatmentofautomobile

PengXuyal

LiuFen93

degreasedwastewater

ZhangXianghel・2

(1.Key

Laboratory

oftheThree

GorgesReservoirRegion’sEco—Environment,MinistryofEducation,

University,Chongqing400045,China;

Chongqing

2.Environmental

HealthMonitoringStationofChongqing,Chongqing401121,China;

3.CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)

Abstract

Inorder

to

promote

theremoval

rate

ofCODofautomobiledegreasedwastewater,anaerobic-aer-

obicprocesswasemployed.WhentheinfluentCODconcentrationwas6000mg/L,HRTwas3.4dintheanae。robicreactorand2.5dintheaerobicreactor.theaverageCODremovalratewas93%.Theresultsshowthattheanaerobic

reactor

can

improve

thebiodegradabilityoftheeffluent,theeffectofanaerobic-aerobicprocessisbetter

thanaerobicprocess.

Keywords

automobiledegreasedwastewater;automobilepaintingwastewater;anaerobic-aerobicprocess;

sodiumdodecvIbenzeneSUlfonate

汽车涂装是保护和装饰汽车的主要措施,是非常重要的汽车制造工艺之一。汽车涂装废水是汽车生产废水中的主要组成部分,涂装废水种类多,且成分复杂,其中的高浓度有机废水已成为汽车涂装废水治理中的主要难题‘。“。

汽车脱脂废水产生于汽车涂装流程中的脱脂工艺,该工艺主要是用热碱液和有机溶剂清洗待涂装的车身,其中碱液由强碱弱酸盐、聚合碱性盐(如磷酸盐、硅酸盐等)和表面活性剂(阴离子型或非离子型)等适当配合而成‘41。所洗脱的车身表面的防锈油的主要成分包括硫化油脂、烷基苯磺酸盐、石油烷烃、高级脂肪酸盐和高级脂肪酸脂等。因此,在皂化作用和乳化作用下,涂装废水便形成了强碱性的脂肪酸盐。同时,废水中还含有大量的表面活性剂。上流式厌氧污泥床(up—flowanaerobicsludgeblanket,UASB)反应器是荷兰学者Lettinga等¨1在20世纪70年代初开发的,是一种简单、不用填料、没有悬浮物堵塞、处理效能很高的新型厌氧反应器№].被广泛应用于废水中COD的去除¨“…。并且,UASB

通常与厌氧一好氧装置联用【1“,用于COD较高且含有较多有机物质的废水处理中¨。”1。但UASB与好氧

接触氧化工艺用于汽车脱脂废水的处理中尚不多见。

本研究将UASB与好氧接触氧化工艺用于汽车脱脂废水的处理中,研究其对COD的去除率,并与好氧工艺进行比较,对其处理效果进行评价。

1某汽车制造厂污水处理站所存在的问题

某汽车制造厂污水处理站的工艺流程如图1

所示。

存在的主要问题:现有工艺流程以物化混凝-好氧接触氧化工艺为主,所处理的废水为常规排放的汽车生产废水,其COD为500—700mg/L。但现有工艺无法处理高浓度有机废水,外加脱脂废水是间歇排放的,所以某汽车制造厂采取先将污水储存起

收稿日期:2009—10—17;修订日期:2009—11—19

作者简介:张向和(1970一),男,博士研究生,高级工程师,主要从事废水

和同体废弃物处置研究工作。E-mail:tmst_lllI@163.咖

・通讯联系人,E・marl:xypen933@126.coin

1126

环境工程学报第4卷

淼《孙盎艟到班

排放4忑K磊瞩哥亿瓣

图l

沉降器,亦为有机玻璃制造。底部设有小型曝气头4个,连接空气压缩机。安装填料后的有效容积约

为12L。

生活2.3分析项目及方法

行小

某汽车制造厂污水处理站工艺流程图

Processchartforsewagestationof

one

对于UASB反应器,每天测定进出水的COD、pH值以及出水的挥发酸。对于好氧接触氧化反应器,仅测定出水COD值。

COD测定采用标准重铬酸钾法¨引;pH值采用pH值测定仪;挥发酸采用滴定法¨7】。

Fig.1

treatment

automobilefactory

3实验结果与讨论

来,再外运处理的方式,其运行成本较高。

3.1厌氧反应器运行结果

2研究内容与方法

2.1废水水质与水量

汽车脱脂废水水量为400m3/a。其水质情况为:COD浓度8000~14000mg/L,pH值9~10,电

根据脱脂废水的水质特征,将脱脂水进行稀释后再进入厌氧反应器,进水用盐酸调节pH值。由于甲烷菌的最佳pH值范围为6.8—7.2…。,因此,将进水pH值调节为7左右。同时,为促进甲烷菌的生长,进水中添加微量元素Fe、Co和Ni,浓度分

别为1、0.1和0.2mg/(L・d)。

导率20—25mS/cm,碱度10

离子表面活性剂浓度27

2.2

000—25000

mg/L,阴

mg/L。

实验装置

厌氧反应器进水流量保持在4.75L/d,水力停

留时间为3.4d。实验阶段,通过提高进水浓度来改

针对汽车车间所存在的主要问题,以及高浓度有机废水的水质特点。在利用现有工艺流程的基础上,拟重点解决脱脂废水在高有机物浓度特点下的处置问题。拟采用厌氧.好氧联合生物处理工艺进行实验,实验装置如图2所示。

沿气

变反应器的容积负荷。在运行阶段,共提升了3次负荷。反应器启动期,用配置好的葡萄糖液作为进水,产气后,开始打入脱脂水。

反应器中进出水的COD浓度以及反应器中挥发酸的变化情况如图3所示。

—o一进水—o一厌氧出水—。-挥发酸_1卜去除率

UASB

反应器

Fig.2

丘=

test

静篮

凸oU

图2实验装置示意图

Schematicdiagramfor

equipment

UASB反应器:外径6200mill,内径巾115mm,反

应区高度l

500

500

mm,由两端高度分别为1000mm和

图3厌氧反应器运行情况

Fig.3

Operatingconditionofanaerobic

reactor

mm的有机玻璃管通过法兰连接而成。沉淀区高度450mm。反应区有效容积约为16L。

反应器采用中温厌氧反应,恒温加热器中的水通过潜水泵打人夹套中,通过夹套水循环保证温度恒定,温度控制在35±2℃。废水通过计量泵由底部进入反应器.产生的沼气通过水封后排出。出水经反应器顶部溢流出后进入接触氧化反应器,作为

好氧反应器的进水。

在最初的28d内,反应器处于启动阶段,进水COD为2000—2700mg/L,厌氧反应器的容积负荷为0.52—0.8kgCOD/(m’・d),出水COD为l236

mg/L,COD去除率平均为3l%。挥发酸是

实验中的一个重要监测指标,从挥发酸的情况能判断出反应器运行情况的好坏¨“。此阶段出水挥发酸浓度从第一天的987mg/L逐渐降低,并稳定在176—472mg/L之间,挥发酸占出水COD的16%一

—1876

内循环好氧反应器:总高度约1000mm,内径约145mill,中心管的内径约50mill,反应装置内设有夺100mm弹性生物填料。反应器上部带有折流

第5期张向和等:厌氧.好氧接触氧化处理汽车脱脂废水研究

1127

36%,提高了废水的可生化性。说明反应器中的产酸菌和产甲烷菌对废水开始适应,并且进水中所添加的微量元素能够提高甲烷菌的活性。

从第29d起,增加了进水浓度,此阶段维持39d。进水COD浓度为3255~4755mg/L,厌氧反应器的容积负荷为O.97—1.41kgCOD/(m3・d),出水COD浓度为1430—2072mg/L,COD去除率平均为55%。由于受进水浓度升高的影响,挥发酸在出水中的含量出现暂时性的升高,达到542mg/L,而后基本稳定在400mg/L左右。

从第68d起,将进水COD浓度维持在

6000

3.3厌氧-好氧工艺与好氧工艺运行情况比较

在进水浓度为4000mg/L时(第34d起),运行单独好氧工艺,以对比好氧工艺与厌氧.好氧工艺的处理效果。单独好氧工艺所采用的反应器为有效容积12L的好氧接触氧化反应器,内部装有与以上工艺相同的立体弹性纤维填料。两工艺进水保持一致,停留时间总和一致,均为5.9d。

进水和好氧工艺出水,以及厌氧.好氧工艺出水情况如图5所示,COD去除率情况如图6所示。

mg/L左右(进水COD浓度提高到8000mg/L

时,出水情况恶化,出水带出黑色厌氧污泥)。此阶段反应器的有机负荷为1.61—2.42kgCOD/(m3・d),出水COD基本在3000mg/L左右,去除率平均为38%。出水挥发酸由于受进水冲击的影响,最大值达到889mg/L,而后随进水浓度降低,出水挥发酸浓度也逐渐稳定在500mg/L左右。出水挥发酸占COD的16%一36%。

3.2好氧接触氧化反应器运行结果

在UASB反应器运行的同时,启动了好氧接触氧化反应器。在厌氧反应器启动成功的同时,好氧反应器内填料上的生物膜形成,呈黄褐色。厌氧反应器的出水作为进水,直接进入好氧接触氧化反应器中,水力停留时间为2.5d。好氧反应器内的溶解氧浓度在3~4mg/L之间。进出水COD及去除率情况如图4所示。在启动初期(前28d),好氧反应器的出水浓度经历了先增加再逐渐趋于稳定的过程。此阶段COD的去除率达到80%以上,最高时为86%。随着进水浓度的增加,好氧反应器出水波动变小,去除率集中在70%一80%之间。在进水COD浓度稳定在6000mg/L时(第68d起),好氧反应器出水在此后第15d时达到364mg/L,去除率为89%。

—“进水—o一好氧出水—士广-去除牢

图5好氧工艺与厌氧.好氧工艺出水情况对比

Fig.5

Effluentcomparisonbetweenaerobicprocess

andanaerobic・aerobic

process

单独好氧反应器出水波动比较大,且一直维持在1

II]tg/L以上,而厌氧.好氧反应器出水基本

在500一l000mg/L之间。在进水COD浓度提升为6000mg/L时,组合工艺的出水COD达到

000

364

mg/L,而好氧工艺的出水COD仍高达1093mg/L。厌氧.好氧工艺的COD总去除率均在85%以上,最高为93%,而好氧工艺的COD去除率均低于80%。

哥篮啪

ooU

毫三

童苣

凸oU

时间(d)

图6好氧工艺与厌氧-好氧工艺COD去除率情况对比

Fig.6

CODremoval

rate

comparisonbetweenaerobic

process

processandanaerobic-aerobic

图4好氧反应器运行情况

Fig.4

Operatingconditionofaerobic

reactor

与好氧工艺比较,在进水浓度与停留时间参数完全相同的条件下,厌氧.好氧组合工艺出水要比好氧工艺出水稳定、波动小。主要原因在于:废水在经过厌氧处理时,产气量极小,出水中挥发酸的含量相

1128

环境工程学报

forvarious

of

第4卷

types

对较高,所以反应过程主要以水解酸化作用为主,对于废水中所含有的高分子有机物,尤其是高级脂肪酸盐等,产酸菌将废水中的部分大分子物质转化为易生物降解的小分子物质,在去除COD的同时,出水COD中30%左右是挥发酸。因此,厌氧.好氧组合工艺明显优于好氧工艺。

3.4脱脂废水难降解原因分析

wastewaters.WaterScienceandTech-

nology,1991,24(8):87—107

[6]胡纪萃.废水厌氧生物处理理论与技术.北京:中国建

筑工业出版社,2∞3.155—156[7]尹炜,李培军,程经华,等.天然色素生产废水的生物

处理研究.环境污染治理技术与设备,2005,6(7):53

_57

[8]Huo

S.L.,Xi

B.D.,YuH.C.,eta1.Insitusimulta—

landfill

结果表明,厌氧工艺对脱脂废水的COD去除率仅有40%,且挥发酸的含量高,说明在厌氧反应过程中,挥发酸并没有作为甲烷菌的底物得到分解。整个实验过程中,产生的沼气量较小,甲烷茵不活跃。其主要原因在于,脱脂废水中含有的表面活性剂等物质对厌氧菌有强烈的抑制作用。

阴离子表面活性剂在厌氧反应过程中,对产酸菌和产甲烷菌都会产生强烈的抑制作用¨“。研究表明,当直链烷基苯磺酸钠(1inearalkylbenzenesul.

fonate,LAS)浓度为18.9mg/L时,对厌氧产酸菌的

neous

organicsandnitrogenremovalfromrecycled

an

leachateusing

anaerobic-aerobic

process.Bioresource

Technology,2008,99(14):6456~6464

[9]Tawfik

tem

A.,El-GoharyF.,OhashiA。,eta1.Optimization

an

oftheperformanceof

fordomestic

integratedanaerobic—aerobicsys-

treatment.WaterScienceand

wastewater

Technology,2008,58(1):185—194

[10]ZhangB.,ZhaoH.,ZhouS.,eta1.AnovelUASB・

system

MFC-BAFintegrated

wastewater

source

forhigh

strength

molasses

treatment

andbioelectricitygeneration.Biore-

Technology,2009,100(23):5687—5693

抑制作用到50%,当LAS浓度为6.3mg/L时,对厌氧产甲烷菌的抑制作用也达到50%,并且LAS对厌氧产甲烷菌的抑制作用呈线性增长¨9’驯。本文中脱脂废水中LAS浓度在27nlg/L左右,对厌氧产酸菌和产甲烷菌的抑制作用都在50%以上,尤其是对产甲烷菌的抑制作用更为明显。

[11]郑淑文,王淑莹,张树军,等.两级UASB与好氧组合

工艺处理城市生活垃圾渗滤液的启动研究.环境污染

治理技术与设备。2006,7(10):88—92

[12]BragaC.M.P.,SperlingM.V.,BragaA.R.,eta1.

Controlstrategiesfor

combinedanaerobic(UASB)一aero—

bie(ActivatedSludge)wastewatertreatmentsystem.En-

vironment

Technology,2005,26(12):1393—1401

anae-

结论

[13]BanuJ.R.,KaliappanS.,YeomI.T.Two・stage

dairy

wastewater

robictreatmentof

using

HUASBwith

(1)采用厌氧UASB.好氧接触氧化工艺处理汽车脱脂废水是可行的。脱脂废水进水COD浓度为

6000nlts/L,厌氧有机负荷为1.61—2.42kgCOD

PUFandPVCcarrier.BiotechnologyandBioprocessEn-

gineeriug,2007,12(3):257—264

[14]杨春,张维.UASB一好氧工艺处理碳酸饮料废水.环境

工程,2008,26(SI):1—2,8

(In3・d)时,COD去除率可达到40%,好氧处理后出水COD为364ms/L,去除率达到89%,总COD去除率达到94%。工艺出水可与其他常规废水一起排入现有的污水处理系统。

(2)与好氧工艺运行情况相比,厌氧工艺在去除COD的同时,能有效地将大分子有机物转化为易生物降解的小分子物质。

(3)废水中厌氧菌的抑制剂的含量偏高,若不经稀释而直接进入到反应器中,则很容易造成反应

器情况恶化。

[15]Aratijo

bic

M.,ZaiatM.Anupflowfixed-bedanaerobic・aero-

forremovaloforganic

matter

reactor

andnitrogenfrom

L.1ysineplantwastewater.CanadianJournalofCivilEngi.

neering,2009,36(6):1085—1094

[16]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第4

版).北京:中国环境科学出版社,2002.21l一213

[17]贺延龄.废水的厌氧牛物处理.北京:中国轻工业出

版社,1998.427—43l,509—5ll

[18]Rojas

the

M.D.A.,NettoA.0.,ZaiatM.Specificmetha-

an

nogenicactivityin

treatment

anaerobic・aerobic

residual

reactor

applied

to

ofdomestic

water.Interciencia,

参考文献

[1]蒋宏国,潘剑波.汽车电泳磷化废水的特点及处理.环

境污染治理技术与设备,2003,4(4):85—87

[2]刘启东.汽车涂装废水处理系统的优化.环境工程,

2005,23(1):23—24

2008,33(4):284—289

[19]应启锋,肖昌松,纪树兰,等.直链烷基苯磺酸盐

(LAS)的生物降解性.微生物学通报,2002,29(5):

85—90

[20]Gareia—Morales

tion

caused

by

J.L.,NebotE.,RomeroL.I.,eta1.

[3]朱乐辉,付朝臣.曝气生物滤池工艺处理汽车涂装废

水.环境工程,2006,24(1):76—78

Comparisonbetweenaeidogenicandmethanogenicinhibi.

Linear

Alkylbenzene—Sulfonate(LAS).

Quarterly,2001,

[4]刘绍根,黄显怀.物化・生化法处理汽车废水.给水排

水,2001,27(12):53—56

Chemical

andBiochemicalEngineering

15(1):13一19

[5]Letfinga

G.,HulshoffP.,Look

W.UASB.processdesign


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