混凝-生物強(qiáng)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(jī)物都會(huì)造成嚴(yán)重的廢水問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每噸固態(tài)的環(huán)氧樹脂會(huì)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(qiáng)化聯(lián)合實(shí)驗(yàn)

　　1.1 實(shí)驗(yàn)材料選擇

　　為了能夠精準(zhǔn)地對(duì)廢水處理過程進(jìn)行客觀的模擬，本文在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，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(jī)物和化合物。通過化學(xué)檢驗(yàn)的方式，對(duì)水質(zhì)指標(biāo)和主要成分進(jìn)行了全面分析，作為數(shù)據(jù)內(nèi)容支持帶入到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。數(shù)據(jù)顯示，有機(jī)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(biāo)準(zhǔn)，每升有機(jī)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(yàn)，有機(jī)廢水的pH值高達(dá)12.73，標(biāo)簽為強(qiáng)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(shí)向其中投入了嗜鹽菌株J1以及J2，用以進(jìn)行分離篩選。

　　1.2 混凝實(shí)驗(yàn)開展

　　在所選用的有機(jī)廢水中，有機(jī)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(jìn)行觀察，而在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)境需要保證一定的COD負(fù)荷，因此需要通過混凝處理實(shí)驗(yàn)對(duì)所選用的廢水進(jìn)行預(yù)處理，從而對(duì)有機(jī)廢水內(nèi)部所存在的有毒物質(zhì)和微生物進(jìn)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(fù)擔(dān)。通過混凝實(shí)驗(yàn)和生物實(shí)驗(yàn)，共同構(gòu)成混凝生物的強(qiáng)化處理。具體來說，混凝實(shí)驗(yàn)由于主要的目的是降低COD負(fù)載，去除掉有機(jī)廢水當(dāng)中懸浮的有機(jī)顆粒物，因此本文結(jié)合相關(guān)的化學(xué)經(jīng)驗(yàn)，選用了聚合氯化鋁作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)的混凝劑材料，而選用了聚丙烯酰胺作為助凝劑。通過對(duì)pH值的考察，設(shè)定了混凝劑的投加量。在本文中，有機(jī)廢水的pH值較高，為強(qiáng)堿性液體，其水力條件所表現(xiàn)出的振動(dòng)強(qiáng)度極高，因此本文通過L16的正交實(shí)驗(yàn)，對(duì)混凝處理工藝進(jìn)行了充分優(yōu)化?；炷粚?shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)過程分為了十六個(gè)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(gè)種類，并形成4*16的實(shí)驗(yàn)矩陣[1]。通過實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)的影響因素的數(shù)值意義對(duì)應(yīng)，獲取混凝實(shí)驗(yàn)在不同因素作用下的濁度去除效率以及COD去除效率，增強(qiáng)混凝實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。

　　1.3 活性污泥耐鹽馴化

　　在完成了混凝實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)之后，本文進(jìn)行了混凝生物的強(qiáng)化聯(lián)合馴化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)通過進(jìn)水方式在生化池中進(jìn)行處理，通過無機(jī)鹽的MS培養(yǎng)基進(jìn)行混合。在設(shè)計(jì)時(shí)，筆者選用了間歇式方式進(jìn)行有機(jī)廢水的進(jìn)水，以十二個(gè)小時(shí)為一個(gè)進(jìn)水周期，其中八個(gè)小時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的曝氣，曝氣的主要目的是為了對(duì)DO溶解氧進(jìn)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(gè)小時(shí)作為閑置時(shí)期，其中排除的上清液占據(jù)總體比例的一半，隨后檢驗(yàn)COD的具體濃度。在整個(gè)測(cè)試的過程中，MS培養(yǎng)基需要在原廢水混凝后加入無機(jī)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(jìn)行混合，按照一定比例進(jìn)行詳細(xì)配置。在完成配置后，需要按照五個(gè)梯度依次進(jìn)行等體積的CL離子溶液的添加，并設(shè)置五天為一個(gè)馴化期，進(jìn)行每個(gè)梯度的馴化。在梯度馴化過程中，每一次梯度，都需要進(jìn)行每升1克的CL離子溶液的添加。隨著有機(jī)廢水的氯離子濃度逐漸提高，可以對(duì)COD的去除率進(jìn)行重新確定，一般來說，當(dāng)氯離子達(dá)到每升10克以后，COD的穩(wěn)定去除率約為80%，既可以認(rèn)定為污泥耐鹽馴化已經(jīng)完成。

　　完成耐鹽馴化之后，有機(jī)廢水需要流入到生化池中進(jìn)行生物處理。生物處理實(shí)驗(yàn)主要由兩個(gè)圓柱形的反應(yīng)器來完成。兩個(gè)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(gè)反應(yīng)器為處理樣本，不進(jìn)行任何嗜鹽菌的投加，而另一個(gè)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(jìn)行與第一個(gè)反應(yīng)器的對(duì)比查看[2]。兩個(gè)反應(yīng)器的有效工作體積為2升，進(jìn)行處理的有機(jī)廢水為完成混凝和污泥馴化的，具有每升550毫克進(jìn)水COD濃度的基本特性。通過在不同鹽度之下進(jìn)行對(duì)比觀察，能夠?qū)τ袡C(jī)廢水所處的各個(gè)梯度時(shí)所具有的氯離子濃度進(jìn)行掌握。經(jīng)過計(jì)算，有機(jī)廢水在第一梯度時(shí)，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(shì)進(jìn)行增長(zhǎng)。其中每個(gè)梯度的監(jiān)測(cè)時(shí)間設(shè)置為240個(gè)小時(shí)，并且對(duì)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(jìn)行定期取樣測(cè)定，從而保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

　　2、集成處理工藝設(shè)計(jì)

　　為了能夠使混凝生物強(qiáng)化聯(lián)合處理能夠進(jìn)行大面積的推廣和使用，本文依據(jù)實(shí)驗(yàn)的基本原則，對(duì)當(dāng)前混凝生物工藝進(jìn)行了集成處理的設(shè)計(jì)。作為一種獨(dú)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(gè)方面的工藝步驟。

　　2.1 生化池集成處理設(shè)計(jì)

　　首先，作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)處理的重要環(huán)節(jié)，生化池的處理需要具備一定的細(xì)節(jié)設(shè)定。本文在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)了厭氧生物濾池作為主要的生化池處理場(chǎng)景。在濾池進(jìn)水方面，根據(jù)計(jì)算，取值為900ppm，而進(jìn)水時(shí)間則設(shè)定在了四個(gè)半小時(shí)。通過這種設(shè)計(jì)方式，能夠?qū)⒄麄€(gè)生化池的處理時(shí)間大大縮短，并盡可能多地降低后續(xù)生物處理的負(fù)擔(dān)，提升廢水的可生化性質(zhì)[3]。其次，要進(jìn)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(huì)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(zhǎng)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(shí)際使用過程中，反應(yīng)器的應(yīng)用體積還可以進(jìn)一步縮小，從而提升處理效率。

　　2.2 膜組件設(shè)計(jì)

　　在膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì)時(shí)，膜組件的設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)，膜組件一般會(huì)選用微濾膜或者超濾膜，其目的就在于對(duì)活性污泥進(jìn)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(huì)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(jìn)行優(yōu)化和分析，因此在設(shè)計(jì)當(dāng)中，一般的設(shè)計(jì)者會(huì)采用膜通量臨界值的方式對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化，從而達(dá)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(jìn)水的停留時(shí)間參數(shù)以及膜組件的流通量參數(shù)三個(gè)部分組成，其中，前兩種參數(shù)是以往傳統(tǒng)工藝當(dāng)中進(jìn)行廢水處理時(shí)所必須運(yùn)用的設(shè)計(jì)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(shí)間內(nèi)的有機(jī)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(gè)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(jì)人員對(duì)泥齡延長(zhǎng)和水力停留的實(shí)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(gè)參數(shù)的控制往往無法奏效，因此本文從經(jīng)濟(jì)和實(shí)用兩個(gè)角度進(jìn)行考量，選用了污泥處理和供氧處理最優(yōu)質(zhì)的計(jì)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(qiáng)化聯(lián)合處理技術(shù)在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中擁有兩個(gè)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(qiáng)化聯(lián)合處理的有機(jī)廢水，在馴化期的COD去除效果十分明顯。(來源：江蘇揚(yáng)農(nóng)錦湖化工有限公司)