物化預(yù)處理-生化法處理冷軋廢水室內(nèi)試驗(yàn)研究

李玉善（遼寧華孚環(huán)境工程股份有限公司 研發(fā)中心，遼寧 盤(pán)錦 124013）

為適應(yīng)并提高各行業(yè)對(duì)用鋼的要求，冷軋帶鋼表面處理中逐步增加了帶鋼處理種類(lèi)，諸如金屬鍍層薄板（鍍錫板、鍍鋅板），深沖鋼板、電鍍硅鋼板、不銹鋼板和涂層（或復(fù)合）鋼板等，而每一類(lèi)鋼板隨著深加工的要求，其表面處理工藝也趨于復(fù)雜，所產(chǎn)生的廢水種類(lèi)也較多，如酸洗廢水、含油廢水、含鉻廢水、平整液廢水等等。冷軋平整工藝中產(chǎn)生的平整液廢水主要成分為脂肪酸、鏈脘醇胺和表面活性劑等，其中乳化液成分較為復(fù)雜，含有大量的礦物油或植物油，乳化劑及其他有機(jī)物，乳化程度高，性質(zhì)穩(wěn)定，去除難度較大。由于平整液相對(duì)分子質(zhì)量小且其主要成分為有機(jī)堿(鏈烷醇胺)，能夠完全溶于水，去除難度較大[1,2]。針對(duì)平整液中有機(jī)物較難降解的問(wèn)題，筆者將化學(xué)破乳、微濾、臭氧氧化組合成物化預(yù)處理工藝，將物化法與生化法相結(jié)合，考察了活性污泥的馴化過(guò)程及物化預(yù)處理和生化處理對(duì)平整液廢水COD去除的效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

ACQ-003電磁空氣壓縮機(jī)，XSP-M生物顯微鏡，中空纖維微濾膜組件（孔徑0.2μm），HF-10G臭氧發(fā)生器，F(xiàn)A2004B分析天平。

硫酸，分析純；NaOH，分析純；白糖；蒸餾水。

1.2 污泥的來(lái)源

華錦化工活性污泥

1.3 培養(yǎng)基

1.4 實(shí)驗(yàn)廢水的水質(zhì)

試驗(yàn)廢水為某鋼鐵廠冷軋工藝所產(chǎn)生的含油廢水和平整液廢水。其中，含油廢水的pH為6，CODcr為1430mg/L，BOD5為540mg/L，總油為240mg/L（石油類(lèi)為170mg/L）；平整液廢水的pH為9，CODcr為7331mg/L，BOD5為3300mg/L，總油為863mg/L（石油類(lèi)為698mg/L），有機(jī)物的主要成分為有機(jī)堿（鏈烷醇胺等）和表面活性劑等。

1.5 污泥的馴化

活性污泥需要接觸一段時(shí)間才能適應(yīng)廢水并具有較好降解能力，因此需要進(jìn)行污泥的馴化。先將新取回的活性污泥與原生活環(huán)境污水一同曝氣16h，沉降30min后，棄去上清液，將約250mL污泥加入到2L的反應(yīng)器中，加入培養(yǎng)基，使用空壓機(jī)進(jìn)行曝氣，連續(xù)馴化5天（每次23小時(shí)，靜置0.5h），逐步增加馴化培養(yǎng)基及含油廢水的比例（每24h更換一次混合液），使微生物逐步適應(yīng)含油廢水環(huán)境。馴化過(guò)程中對(duì)上清液的COD進(jìn)行了連續(xù)檢測(cè)并對(duì)水中微生物進(jìn)行了觀察。

圖1 污泥馴化過(guò)程中系統(tǒng)中CODcr值的變化

圖2 馴化后污泥中微生物的照片（400倍）

通過(guò)對(duì)上清液的CODcr的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，CODcr的去除率比較穩(wěn)定；顯微鏡觀察到水中微生物的數(shù)量較多，上清液較清，污泥的外觀狀態(tài)較好。

1.6 實(shí)驗(yàn)方法

由于平整液廢水的COD較大（CODcr=7331mg/L），且成分較復(fù)雜，難以直接進(jìn)入生化系統(tǒng)，首先對(duì)平整液原水進(jìn)行物化預(yù)處理。

圖3 平整液物化預(yù)處理+生化處理流程示意圖

1.7 分析方法

生化反應(yīng)進(jìn)出水取樣方法：（1）進(jìn)水水樣，將預(yù)處理后的水樣與污泥充分混合后，待污泥靜沉后，取上層水樣；（2）出水水樣，實(shí)驗(yàn)周期結(jié)束后，停止曝氣裝置，待污泥靜沉后，取上清液。

COD的測(cè)定按照GB/T 11914-1989《水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定重鉻酸鹽法》執(zhí)行。

BOD的測(cè)定按照HJ 505-2009《水質(zhì)五日生化需氧量的測(cè)定稀釋與接種法》執(zhí)行。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

圖4 各處理工藝中CODcr值與BOD5值的變化

圖5 生化24h后污泥中微生物照片（400倍）

通過(guò)投加硫酸破乳后，水中產(chǎn)生了不溶性絮體，過(guò)濾后水樣明顯變得清澈，CODcr由7331mg/L降低至3668mg/L，CODcr去除率為50%，再經(jīng)過(guò)微濾膜過(guò)濾后CODcr降低到3355mg/L，這表明平整液廢水中有機(jī)物分子質(zhì)量較小，絕大部分可以穿過(guò)微濾膜。

微濾膜濾后的出水經(jīng)臭氧氧化2h，CODcr由3355mg/L降低至2753mg/L，BOD5由1340mg/L降低至1230mg/L，B/C由0.40提高至0.45。這表明經(jīng)過(guò)臭氧后，水中的可溶性有機(jī)物被進(jìn)一步去除，同時(shí)廢水的可生化性提高。

生化反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，進(jìn)水CODcr為1978mg/L，生化24h后，出水CODcr為850mg/L，48h后出水CODcr為555mg/L。活性污泥法主要去除水中溶解性和膠體有機(jī)物，生化反應(yīng)24h COD的去除率已經(jīng)達(dá)到了72%。

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 逐漸增加混合培養(yǎng)基的方法在污泥的馴化中起到了較好的效果。

3.2 酸化破乳可以使水中大量有機(jī)物形成不溶物從而通過(guò)過(guò)濾分離法而被去除，該步驟去除了絕大部分不溶性有機(jī)物及少量可溶性有機(jī)物，而膜分離法進(jìn)一步去除了細(xì)小的不溶性有機(jī)物。

3.3 臭氧對(duì)水中可溶性的有機(jī)物有一定的氧化去除作用，并且廢水的B/C提高，可生化性提高。

3.4 經(jīng)過(guò)馴化后的污泥適應(yīng)性較好，對(duì)廢水的CODcr去除率較高。

3.5 通過(guò)對(duì)活性污泥的馴化及平整液的綜合處理，證明活性污泥法在處理高COD廢水中是可行的，物化預(yù)處理在整個(gè)工藝中也尤為重要，如何設(shè)計(jì)更加合理、有效的預(yù)處理工藝，進(jìn)一步降低生化進(jìn)水的COD，還有待進(jìn)一步研究。

[1]鄭書(shū)忠.工業(yè)水處理技術(shù)及化學(xué)品[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.4:311-320.

[2]王邵文,錢(qián)雷,鄒元龍等.鋼鐵工業(yè)廢水資源回用技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008:293-325.