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经过观察发现pH对COD去除率的影响也较明显,资料显示pH的升高能够促进O3的分解,增加体系中的˙OH浓度,加快有机物的氧化分解,使很多具有毒性的物质转化为低毒或无毒状态,最终导致废水的生物毒性显著下降[2]。分析前期数据,同时兼顾后续ABAF的好氧微生物活性,认为pH在6.5~8.5较为适宜[3],确定进水pH控制在7.5~8.5,进一步稳定了出水水质。
3.2 ABAF池的调试
ABAF池的调试主要是活性污泥的培养、驯化工作。鉴于来水复杂、变化频繁的特点及水量不足5 000m3/d的现状,决定采用直接培养方法。从5月5日开始每天分阶段少量进水进行闷曝,控制DO在2.5~4 mg/L,5d后进行镜检并测定COD,无明显变化。5月17日开始投加工业葡萄糖,经过1个月的培养,滤池内开始有轮虫、尖毛虫出现,标志污泥已成熟[4]。从6月22日开始COD 去除率基本保持在 70%左右,出水COD在30 mg/L上下。
整个过程无法去除氨氮,且氨氮有升高现象。分析原因可能为来水有机氮含量较高,经氨化反应后转化为氨氮[5]。为使出水达标购置了硝化菌种,经过筛选后选用北方某厂家菌剂,氨氮去除率可达到20%~50%。从硝化反应的物料平衡入手,分析可能影响的因素,发现进水碱度偏低且碱度不稳,理论上1g氨氮氧化为硝酸盐需消耗约7.07g重碳酸盐(以碳酸钙计)碱度[6] ,于是增加了加碱的自动装置,通过加入碳酸氢钠来调整水中碱度。经过一段时间的摸索,发现对应这种进水水质碱度应为理论消耗量的1.3倍以上;硝化反应后碱度应保持不低于70mg/L时,方可保证硝化反应较完全。后考虑到硝化菌生长周期慢、世代期长的特点,减少了硝化池反冲洗次数,提高了处理效果的稳定性。
随着园区企业逐渐运行正常,生产规模加大,处理水量逐步提高到7 000m3/d以上,进水水质也相对趋于稳定,未对出水造成影响。因前面工序都达到单段设计要求,UV/H2O2工序只开启了紫外线作消毒使用。
3.3 运行阶段
经过4个多月的调试水量逐渐增加,又经过近2个月的运行,设备运转正常,系统运行稳定,出水水质可达到设计要求,COD <50 mg/L、氨氮<5 mg/L。COD、氨氮的去除率变化情况如图2、图3所示。
由图2、图3可以看出,该系统对氯碱化工废水有良好的处理效果,COD去除率为73.2%,氨氮去除率为84.6%,且进水出现波动时,出水水质波动不大,说明该系统的抗冲击负荷能力较强。环保验收监测数据见表4。
4. 经济技术分析
该工程占地10 000 m2,构筑物占地3 600 m2,总投资约7600万元,系统运行的主要成本是电费、药剂费、人工费。与预计值相比,吨水电费1.69元,降低0.32元,液氧费0.86元,降低0.29元,增加小苏打费用0.16元,人工费为0.24元,与预计持平,检修费0.28元,略低于预计值0.32元,UV/H2O2工序只启用了消毒功能,H2O2基本没有加入,减少0.15元,运行初期污泥产生量较少,暂不考虑。不计折旧、污泥处理及财务费用,综合计算实际吨水处理成本为3.23元,比预计成本低0.6元。
5. 小结
运行结果表明,只要严格监测进水指标,及时调整运行参数,出水各项指标均能稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级A排放标准,出水清澈,水质良好,借助企业废水水温的相对稳定性,出水指示池中的各色鱼种常年自由游弋。采用连续流砂滤+O3+ABAF+UV/H2O2工艺处理化工废水,效果显著,切实可行,为难降解、生化性差的化工废水处理提供了一种思路。
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