建筑廢水生化處理工藝與應用技術創新研究

摘 要：為了提升建筑廢水凈化處理效果，考察了聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）投加量，pH值和預曝氣對不同建筑廢水樣本進行處理的效果，對比分析了懸浮物（SS）、生化需氧量（COD）、濁度去除率的變化。結果表明，在PAC投加量為1 200 mg時，COD、SS、NTU去除率取得最大值。在PAM投加量為20 mg時，COD、NTU去除率取得最大值；在PAM投加量為15 mg時，SS去除率取得最大值。在pH值為5時，COD、NTU去除率取得最大值；在pH值為7時，SS去除率取得最大值。經過預曝氣30 min處理后，建筑廢水的COD、SS、濁度去除率都較未經過預曝氣樣品有所上升。

關鍵詞：建筑廢水；工藝優化；去除率；懸浮物；生化需氧量

中圖分類號：TQ085+.41"""""""""""""""""""""""""" 文獻標識碼：A"""""""""""""""""""""""" 文章編號：1001-5922（2024）07-0132-04

Research on biochemical treatment process and application technology innovation of construction wastewater

WANG Jihao1.2， LI Zhongren1

（1. Shanghai Ninth People’s Hospital， Shanghai Jiao Tong University School of Medicine，

Shanghai 200011， China；2. Shanghai University of Engineering Science，Shanghai 201620，China）

Abstract： In order to improve the purification treatment effect of construction wastewater，the effects of polyaluminum chloride （PAC）， polyacrylamide （PAM） dosage， pH value and pre?aeration on the treatment of different construction wastewater samples were investigated， and the changes of suspended solids （SS）， biochemical oxygen demand （COD） and turbidity removal rate were compared and analyzed." The results showed that when the amount of PAC added was 1 200 mg， the COD removal rate， SS removal rate， and NTU removal rate reached their maximum values. When the dosage of PAM was 20 mg， the COD removal rate and NTU removal rate reached their maximum values， while when the dosage of PAM was 15 mg， the SS removal rate reached its maximum value. At a pH value of 5， the COD removal rate and NTU removal rate reached their maximum values， while at a pH value of 7， the SS removal rate reached its maximum value. After 30 min of pre?aeration， the removal rates of COD， SS and turbidity of construction wastewater increased compared with those of the non?pre?aerated samples.

Key words： construction wastewater；process optimization；removal rate；suspended solids；biochemical oxygen "demand

隨著建筑行業的快速發展，生產過程中產生的建筑廢水體量不斷增多，需要對這些建筑廢水進行生化處理［1］，才能達到國家允許的排放標準。尤其是在牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念，以及各級政府對生態環境監管日益加強的背景下，急需對建筑廢水進行有效生化處理［2?3］，一是解決生態環保要求，也有助于凈化后廢水的再利用［4］。在實際生產過程中，建筑廢水的組成復雜，排放量較大，如何通過生化處理的方法，在提高建筑廢水凈化效果前提下降低處理成本是大家共同關注的課題［5?7］，而目前采用傳統的凈化方法已不能滿足現代化企業的生產需求［8?10］。為了提升建筑廢水凈化處理效果，建筑廢水滿足CJ 343—2010《污水排入城市下水道水質標準》要求，以期為建筑廢水處理工藝優化提供參考。

1""" 材料與方法

1.1""" 試驗原料

試驗原料為某車間在生產過程中產生的由酸、堿性廢水和其他生產廢水組合而成的建筑廢水，其水質較差，建筑廢水中的懸浮物（SS）、生化需氧量（COD）、濁度和總磷等指標不符合再使用要求［11］。經過測試，試驗用建筑廢水的主要水質參數為：pH值4.5～10.5、COD為320～490 mg/L、NH3-N為28～40 mg/L、電導率1 500～1 700 [μ]S/cm、總硬度460～810 mg/L、SS為160～460 mg/L、Cl-質量濃度310～420 mg/L、全鐵0.8～1.0 mg/L、總磷4～6 mg/L、30～50濁度NTU。化學廢水處理用試劑包括：HCl溶液、NaOH溶液、10 g/L聚合氯化鋁（PAC，混凝劑）、聚丙烯酰胺（PAM，助凝劑）。

1.2""" 試驗設計

在車間進行建筑廢水處理過程中，常規流程如圖1所示［12］。

在中和池處理后，需要達到相應地排放標準才能外排，如要求COD去除率達到38.7%、SS去除率達到33%、NH3-N去除率達到25%、濁度去除率達到60%等［13］。為了取得較好的建筑廢水處理效果，設計了4種建筑廢水處理工藝：

（1）PAC投加量。取6份建筑廢水各1 000 mL置于燒杯中，采用攪拌機均速攪拌15 min（轉速100 r/min），然后在燒杯中加入不同量的PAC，靜置0.5 h后取上層清液150 mL，分別測試COD、SS和NTU；

（2）PAM投加量。取6份建筑廢水各1 000 mL置于燒杯中，采用攪拌機均速攪拌15 min（轉速100" r/min），然后在燒杯中加入1 000 mL PAC，再繼續進行50 r/min持續2 min的攪拌。之后加入不同量的PAM，靜置0.5 h后取上層清液150 mL，分別測試COD、SS和濁度；

（3）pH值。取6份建筑廢水各1 000 mL置于燒杯中，分別采用酸溶液和堿溶液調節溶液pH值至4～9，采用攪拌機均速攪拌15 min（轉速100 r/min），然后在燒杯中加入1 000 mL PAC，靜置0.5 h后取上層清液150 mL，分別測試COD、SS和NTU；

（4）預曝氣。取2份建筑廢水各1 000 mL置于燒杯中，對2#燒杯進行通氣，持續0.5 h后停止；采用攪拌機均速攪拌15 min（轉速100 r/min），然后在燒杯中加入1 000 mL PAC，，靜置0.5 h后取上層清液150 mL，分別測試COD、SS和NTU。

1.3""nbsp; 測試方法

采用速測法［14］測試COD值；采用MHY-ZL-TP210型酸度計測量pH值和濁度［15］；采用納氏比色法［16］測試NH3-N。

2"" 結果與分析

2.1"" PAC投加量

表1為不同PAC投加量對建筑廢水處理效果的影響，分別列出了COD、SS和濁度的去除率測試結果。

由表1可知，建筑廢水樣本1中COD、SS和濁度分別為450.88、320.67 mg/L和39.24 NTU；當在建筑廢水中加入200 ～1 800 mg PAC后，隨著PAC投加量從200 mg增至1 800 mg，COD先減小后增大，SS先減小后增大，濁度也表現為先減小后增大。此外，隨著PAC投加量增加，COD去除率、SS去除率和濁度去除率都表現為先增加后減小，在PAC投加量為1 200 mg時，COD去除率、SS去除率和濁度去除率取得最大值。這說明PAC投加量并不是越多越好，在PAC投加量為1 200 mg時，建筑廢水的凈化效果最好。

2.2"" PAM投加量

表2為不同PAM投加量對建筑廢水處理效果的影響，分別列出了COD、SS和濁度的去除率測試結果。

由表2可知，建筑廢水樣本2中COD、 SS和濁度分別為409.36、405.36 mg/L和37.43 NTU；當在建筑廢水中加入1～25 mg PAM后，隨著PAM投加量從1 mg增至25 mg，COD先減小后增大，SS先減小后增大，濁度也表現為先減小后增大。此外，隨著PAM投加量增加，COD去除率、SS去除率和濁度去除率都表現為先增加后減小，在PAM投加量為20 mg時，COD去除率和濁度去除率取得最大值；在PAM投加量為15 mg時，SS去除率取得最大值。這說明PAM投加量并不是越多越好，在PAM投加量為20 mg時對建筑廢水的凈化效果最好。

2.3"" pH值

表3為不同pH值對建筑廢水處理效果的影響，分別列出了COD、SS和濁度的去除率測試結果。

由表3可知，建筑廢水樣本3中COD、SS和濁度分別為369.39 、278.96 mg/L和34.63 NTU；當建筑廢水pH值在4～9變化時，隨著pH值從4增至9，COD先減小后增大，SS先減小后增大，濁度也表現為先減小后增大。此外，隨著pH值增加，COD去除率、SS去除率和濁度去除率都表現為先增加后減小趨勢，在pH值為5時，COD去除率和濁度去除率取得最大值，在pH值為7時，SS去除率取得最大值。這說明pH值并不是越大越好，在pH值為5時建筑廢水的凈化效果最好。

2.4"" 預曝氣

表4為預曝氣對建筑廢水處理效果的影響，分別列出了COD、SS和濁度的去除率測試結果。

由表4可知，建筑廢水樣本4中COD、SS和濁度分別為433.56 、445.20 mg/L和44.38 NTU；對2#試樣進行預曝氣30 min處理，1#試樣不經過預曝氣處理。1#試樣的COD去除率、SS去除率和濁度去除率分別為41.2%、47.1%和44.0%；對于進行預曝氣30 min處理的2#試樣，COD去除率、SS去除率和濁度去除率分別為43.4%、48.5%和46.2%。對比分析可知，經過預曝氣處理后，建筑廢水的COD去除率、SS去除率和濁度去除率都相較未經過預曝氣樣品有所上升，表明預曝氣有助于提升建筑廢水的凈化效果。

2.5"" 應用技術分析

從上述PAC投加量、PAM投加量、pH值和預曝氣對不同建筑廢水樣本進行處理的效果可知，在建筑廢水中投加PAC有助于提升建筑廢水的凈化效果，COD去除率和濁度去除率可達40%以上，均滿足回收用水品質要求。從PAM投加量對建筑廢水凈化效果上來看，雖然PAM能夠一定程度上提高COD去除率、SS去除率和濁度去除率，但是提高幅度有限，且由于PAM價格較高，如果不是其他手段無法滿足回收用水品質要求，盡量建議不要使用PAM來對建筑廢水進行處理［17］。從pH值對建筑廢水的COD去除率、SS去除率和濁度去除率影響上看，pH值對COD去除率、SS去除率和濁度去除率都有較明顯影響，且在pH值為5時，COD去除率和濁度去除率取得最大值，在pH值為7時，SS去除率取得最大值。即pH值并不是越大越好，在pH值為5時建筑廢水的凈化效果最好，但是提升幅度有限，且溶液處于弱酸性狀態，對回收設備等有一定侵蝕作用［18］。從預曝氣對建筑廢水的COD去除率、SS去除率和濁度去除率影響上看，經過預曝氣處理后，建筑廢水的COD去除率、SS去除率和濁度去除率都相較未經過預曝氣樣品有所上升，表明預曝氣有助于提升建筑廢水的凈化效果，且不會對回收設備等產生不利影響，經濟性也較高［19］。整體而言，為了取得較好的建筑廢水凈化效果，PAC適宜投加量為1 200 mg、PAM適宜投加量為20 mg、pH值為5、預曝氣30 min，從實際可行性以及成本控制考慮，無需在建筑廢水中添加PAM和調節pH值，在經過預曝氣處理后加入1 200 mg PAC即可取得較好的凈化效果。

3"" 結語

（1）隨著PAC投加量從200 mg增加至1 800 mg，COD先減小后增大，SS先減小后增大，濁度也表現為先減小后增大；隨著PAC投加量增加，COD去除率、SS去除率和濁度去除率都表現為先增加后減小，在PAC投加量為1 200 mg時，COD去除率、SS去除率和NTU去除率取得最大值；

（2）隨著PAM投加量從1 mg增至25 mg，COD先減小后增大，SS先減小后增大，濁度也表現為先減小后增大。隨著PAM投加量增加，COD去除率、SS去除率和濁度去除率都表現為先增加后減小，在PAM投加量為20 mg時，COD去除率和濁度去除率取得最大值，在PAM投加量為15 mg時，SS去除率取得最大值；

（3）隨著pH值從4增至9，COD、SS、濁度均表現為先減小后增大。隨著pH值增加，COD去除率、SS去除率和濁度去除率都表現為先增加后減小趨勢，在pH值為5時，COD去除率和濁度去除率取得最大值，在pH值為7時，SS去除率取得最大值；

（4）未進行預曝氣的1#試樣的COD、SS和濁度去除率分別為41.2%、47.1%和44.0%；對于進行預曝氣30 min處理的2#試樣，COD、SS和濁度去除率分別為43.4%、48.5%和46.2%。

【參考文獻】

［1］""" YOU X G， YANG L B， ZHOU X F， et al. Sustainability and carbon neutrality trends for microalgae?based wastewater treatment： A review［J］. Environmental Research，2022，209： 112860?112869.

［2］""" 張以堅. 危險化工工藝安全評估系統構建［J］. 粘接. 2022，49（6）： 77?82.

［3］""" 馬小博， 劉鴻斌. 廢水處理過程的降維方法綜述［J］. 造紙科學與技術，2022，41（1）：1?11.

［4］""" 張文蕾， 張小憶. 城市生活廢水處理及環境保護措施研究［J］. 大眾標準化，2023，388（4）：113?115.

［5］""" LIN Q S， YUAN Y C， ZAN F X， et al. A novel online analyzer for accurate and rapid measurement of volatile fatty acids in anaerobic wastewater treatment［J］. Journal of Environmental Sciences，2022，122： 72?82.

［6］""" 陳蔚和. 工業廢水處理中厭氧生物技術的應用分析［J］. 皮革制作與環保科技，2022，3（23）：8?10.

［7］""" 尚濤， 闞思蒙， 羅文君. 人工砂石加工系統廢水處理工藝設計及應用［J］. 四川水力發電，2022，41（3）： 24?26.

［8］""" 張汕. 碎煤加壓氣化廢水處理中低壓脫酸脫氨改造技術運用分析［J］. 中國石油和化工標準與質量， 2022， 42（22）： 178?180.

［9］""" 李杜霞， 蘇小平， 申濤. 電鍍廢水處理中的問題及路徑［J］. 化工設計通訊，2022，48（9）：67?69.

［10］""" 闞子建. 化工企業廢水處理現狀及處理工藝研究［J］. ""化工管理，2022，642（27）：27?29.

［11］""" 樊祥德. 關于化學工藝在廢水處理中的應用研究［J］. ""現代工業經濟和信息化，2022，12（5）：79?81.

［12］""" 郭杰，趙勝男，唐建東，等. 云管控技術在印染廢水處" 理中的應用研究［J］. 紡織器材，2022，49（S1）：60?64.

［13］""" 朱瑾. 城市生活廢水處理及環境保護措施研究［J］. 皮" 革制作與環保科技，2022，3（9）：142?144.

［14］""" 王曉利. 無機化學藥劑在工業廢水處理中的應用［J］. ""黑龍江環境通報，2022，35（2）：144?145.

［15］""" 張立果. 高級氧化技術在工業廢水處理中的運用探" 析［J］. 資源節約與環保，2022，246（5）：100?102.

［16］""" LI H， ZHANG L X， YE L， et al. Arsenic biotransformation nbsp;"in industrial wastewater treatment residue： Effect of co" ?existing Shewanella sp. ANA?3 and MR?1［J］. Journal"" of Environmental Sciences， 2022，118： 14?20.

［17］""" 徐文哲，朱麗梅，范海莉，等. 基于神經網絡算法的造" 紙生產線廢水處理水質預測［J］. 造紙科學與技術， ""2022， 41（2）：39?43.

［18］""" ZHANG" M" R ， HAN" F ， CHEN" H ， et" al. The effect of salinity" on ammonium?assimilating biosystems in hypersaline ""wastewater treatment.［J］. The Science of the total ""environment， 2022，829： 154622?154629.

［19］""" 闞子建. 化工企業廢水處理現狀及處理工藝研究［J］. ""化工管理，2022，642（27）：27?29.

［20］""" 李曉英. 碘量法測定化工污水中的硫化物及試驗結" 果分析［J］. 粘接. 2022，49（12）： 108?112.