水解酸化工艺处理印染废水的机理.docx

水解酸化工艺处理印染废水的机理摘要：为了研究水解酸化工艺处理印染废水机理及其必要性尝试用分子量及其分布和聚乙烯醇(PVA)降解程度作为论证指标并综合后续好氧生物处理。提出以VFA产生和pH显著下降作为印染废水水解酸化的评判标准是不适用的;印染废水水解酸化的作用主要在水解阶段COD虽没有明显降低但分子量和PVA随着反应过程有显著下降;印染废水水解酸化可以大大降低好氧生物处理的难度经过水解酸化的印染废水比未经水解酸化的印染废水好氧生物处理后COD去除率高40.2%分子量下降率高66.2%。印染行业是工业废水排放大户[1]一直是废水治理的重点和难点。聚乙烯醇(polyvinyalcoholPVA)、聚丙烯酸酯和羧甲基纤维素等高分子难降解有机物的加入给印染废水的处理增加了难度[2-4]其中PVA因其优良的浆膜性、粘附性、耐磨性及易与其他浆料相容的特点使用最为广泛[5]。PVA的COD很高BOD5很低可生化性很差;其进入水体会使泡沫增多黏度增大影响好氧微生物的活动[67]。JiM.等[8]人工配制PVA废水在MBBR中进行好氧降解去除率很低(<8%)。为了进一步提高含PVA印染废水的可生化性很多工艺将水解酸化作为预处理手段以降低后续好氧处理难度[910]。水解酸化原理是将厌氧过程停留在前两个阶段即水解和酸化阶段。水解是将难降解大分子水解为可溶性小分子;酸化是将小分子进一步酸化为挥发性脂肪酸(volatilefattyacidVFA)VFA的生成和pH显著下降是水解酸化完成的标志[1112]。虽然水解酸化预处理印染废水应用广泛但已有文献对其工艺机理未作深入研究没有明确交代在水解酸化时间内VFA是否产生及废水pH变化规律[13-15];或因研究中添加淀粉、奶粉等易降解有机物[1617]作为共基质来产生VFA并不能准确阐述水解酸化在印染废水中的原理及机制。水解酸化工艺在实际工程中的应用也多处于按经验调控的状态[18]不少污水处理站甚至出现了测定COD不降反升的情况因此水解酸化工艺饱受质疑。本研究针对印染废水水质特征提出水解酸化工艺处理印染废水主要停留在水解阶段即难降解大分子水解为溶解性小分子因此以VFA产生和pH显著下降作为印染废水水解酸化的评判标准并不适用;提出以分子量及其分布和PVA降解程度为依据考察印染废水水解酸化效果并综合后续好氧生物处理论证水解酸化工艺在印染废水中的作用机理。1、印染废水水解酸化论证指标1.1PVA聚乙烯醇(PVA)是一种普通微生物难以降解的水溶性大分子有机物(1mg/LPVA=1.76mg/LCODBOD5/COD=0.07)[19]在印染行业使用最为广泛。因此用PVA来考察水解酸化工艺处理印染废水的效果十分必要。1.2平均分子量及其分布水解酸化的标志是产生VFA但前提应该是废水中存在易于生物降解、可产生有机酸的有机物如碳水化合物和蛋白质等。由于印染废水中缺乏此类有机物VFA产生困难是可以理解的因此应该关注水解酸化过程当中分子量的变化。1.2.1数均分子量MnMi代表单链分子量Ni代表具备相应分子量的链数目。其意义是某体系的总质量m被分子总数所平均。低分子量部分对数均分子链有较大的贡献。相对于MnMw测定平均分子量时把单链分子量大小对Mw的贡献也考虑进去。链的质量越大对Mw的贡献也越大。1.2.3分散度Mw/Mn它是用来表征混合物分子量分布宽度的。其值越大说明分子链长短分布不均不集中。1.3对后续好氧生物处理的影响印染废水经水解酸化后经常出现COD没有降低甚至升高的情况。因此对后续好氧处理的预处理效果是论证水解酸化工艺必要性的关键。将水解酸化后的废水进行好氧生物处理与未经水解酸化的废水比较可以充分说明水解酸化在印染废水预处理中的作用。2、研究与分析实验用水为绍兴某厂污水处理站混凝后的实际印染废水B/C<0.1可生化性很差COD为1325mg/LpH为8.4。接种污泥取自该站水解酸化池污泥与上海市曲阳污水厂的厌氧污泥相混合单纯用实际废水培养以期与实际工况相吻合因此驯化时间较长经过2个月至出水稳定。反应器为序批式反应器(sequencingbatchreactorSBR)为了让反应控制在水解酸化阶段不进行长时间的厌氧过程而产生沼气水力停留时间设置较短为24h。周期12h反应10h沉降1.75h进水10min出水5min。取样时间分别为0、0.5、1、2、4、6和10h。2.1VFA与pH变化印染废水水解酸化过程当中VFA始终检测不到pH也没有明显降低。说明印染废水经水解酸化处理后还没有显著的酸化过程。2.2COD变化由图2可以看出前30minCOD