组合式气浮反应器一接触氧化池工艺处理发制品废水
摘要：采用组合式气浮反应器一接触氧化池工艺处理某发制品废水，并介绍了各处理构筑物、运行参数及经济技术指标。运行结果表明，用该工艺处理发制品废水，最终出水水质为COD 97．8 mg·L-1,BOD27．5mg·L-1,ρ(SS)78．9mg·L-1,ρ(NH3-N)25mg·L-1、色度72倍，出水水质达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)二级标准。
关键词：发制品废水；气浮反应池；接触氧化池
中图分类号：X799．3 文献标识码：B 文章编号：1000．3770(2010)06．0126—003
随着生活质量的提高，配戴假发已成为一种时尚。在欧美国家，假发饰品己成为普通人日常生活和节日庆典的必备品。而中国是世界上最大的假发生产地，据预测，未来10年，中国发制品将保持l5％～20％的年增长率。2015年，中国发制品总产值将达到20亿美元[1]。然而，在发制品生产的蚀酸、染色和洗发工序排放大量的生产废水。该废水中主要含有油脂、氨基酸类，表面活性剂、染料及多种助剂等有机污染成份，其色度、COD、NH3-N含量高，可生化性较差。基于这些原因，有必要对发制品加工废水处理工艺进行研究，以确保废水的达标排放。
某美发饰品有限公司主要生产工艺发帘、人发发套等美发饰品。目前需建污水处理站，各类生产废水统一进厂内污水处理站处理，处理后的废水可以满足国家排放标准或根据实际情况重复利用。
目前，一般工业废水的处理主要采用物化法、生化法和物化一生化法联用工艺，从研究和工业应用情况看，组合工艺比单一工艺处理有更好的处理效果。通过水质分析，确定采用组合式气浮反应器一接触氧化池工艺处理该废水，处理后废水水质达到污水综合排放标准(GB8978—1996)中的二级标准限值。
1 废水水量、水质及处理标准
1．1 废水水量
该污水处理站于2008年7月投入运行，进入污水处理站的废水量为1200m3·d-1，污水处理构筑物的最高曰平均时设计流量为50m3·h-1，变化系数区1．2，则最高日最高时流量为60m3·h-1。
1．2 进水水质
该厂的主要污染物是生产废水，废水主要来源于酸洗工段、漂洗工段、染色工段、洗发工段和后处理工段，废水中主要的污染因子为SS、COD、BOD、氨氮、色度。废水中含有大量难降解有机物质，主要是染色基体渗入头发发生氧化还原反应生成分子量大的燃料分子。废水中主要的污染因子为COD为1200 mg·L-1，BOD5为350 mg·L-1，SS质量浓度350mg·L-1、NH3-N质量浓度300 mg·L-1，色度800倍，pH为8～10。
1．3 出水水质要求
根据当地环境保护部门的要求，该厂外排废水应满足污水综合排放标准(GB8978—1996)二级标准中的要求翻，具体设计出水水质为：COD 120mg·L-1，BOD5 30mg·L-1，SS质量浓度100mg·L-1，NH3-N质量浓度25mg·L-1，色度80倍，pH为6～9。
2 废水处理工艺流程
就该废水的水质特点，间歇性排放，酸碱度变化大，具有较高的色度且成分复杂，氨氮含量较高，可生化性较差，采用物化处理+生化处理是一种比较稳妥可靠的方案，即污水在生化处理前，利用物化处理，降低污水中COD、BOD 的浓度，大大降低悬浮物的含量，提高废水的可生化性。物化方法采用组合式气浮反应器处理的方法。
综合考虑该废水的实际情况，污泥处理工艺采用污泥直接进带式压滤机脱水的污泥处理工艺。
废水经格网后进入调节池，在调节池中根据水量需要加石灰乳，均化水质水量后由污水泵提升进入吹脱塔除氨，该过程氨去除率在70％左右，出水经沉淀后用离心泵提升到A/O池中，进行生化处理以保证氨氮出水的达标，生化出水再经竖流沉淀池进行泥水分离，沉淀池出水再进入活性炭吸附器，经处理后达标排放。气浮反应池产生的浮渣及竖流沉淀池产生的污泥均自流进入污泥贮池，用泵提升经带式压滤机压滤脱水后，泥饼装车运至厂外。处理工艺流程如图1所示。
图1 工艺流程
Fig．1 Technology process chart
3 主要构筑物设计参数[3]
格栅：宽度500 mm，倾角75°，栅条间隙10mm，变化系数为1．2，设计流量50 m3·h-1，过栅流速0．5 m·S-1，栅差0．2 m。
调节池：工艺尺寸为10 m×9．0 m×5．0 m，主要调节废水的流量、浓度，使其水量、水质状况稳定，减少波动，设计流量为50m3·h-1，超高0．5 m，有效容积405m3，水力停留时间8 h，内设潜污泵2台，1用1备。
气浮反应池：工艺尺寸为8．0 m×7．0 m×3．5 m，主要用于去除水中的游离氨，设计流量50 m3·h-1，水力停留时间为3．3 h。
接触氧化反应池：分2格，单格工艺尺寸为18m×3．5 m×4．0 m，对废水进一步进行生化处理，保证出水水质，设计流量为50 m3·h-1，水力停留时间为7．6h，超高0．5m，BOD5容积负荷0．56 kg·m-3·d-1，内设弹性填料640 m，曝气系统采用盘式微孔曝气器，共250套。
竖流沉淀池：分2格，单格工艺尺寸为3．5 m×3．5 m×4．5 m，设计流量为50 m3·h-1，表面负荷2 m3·m-2·h-1，沉淀时间2 h，沉淀部分有效水深3．5 m，设导流筒2个。
活性炭吸附池：分2格，单格工艺尺寸为3．5m×0．8 m×2．5 m，设计流量50 m3·h-1，接触时间30min，通水倍数6．0 m3·kg-1，活性炭填充密度0．5 t·m -3， 吸附池的总面积5m2，填充活性炭的体积12．0m3，填充活性炭的重量6．0 t。
鼓风机房：尺寸为6．0 m×4．0 m×4．2 m，室内设鼓风机2台，1用1备。鼓风机房设置隔音门窗和通风道防噪。
污泥贮池：该工程污泥产生量约70 m3·d-1，均自流进入贮泥池。工艺尺寸为4．0 m×4．0 m×4．0 m，超高0．5 m，总有效容积56 m3。
污泥脱水问：工艺尺寸为12 m×6．6 m×4．2 m，室内设带式压滤机1套、清洗泵1台、螺杆泵l台、加药装置1套、空压机l台。
4 处理效果
采用物化处理+生化处理为主的废水处理工艺能有效地去除水中的COD、BOD5、SS、色度及氨氮，排废水满足污水综合排放标准(GB 8978—1996)二级标准中的要求。2008年年底具体检测结果见表1所示。
表1 污水处理各工段出水水质
Tab．1 The efluent water quality at diferent sections ofsewage treatment
5 调试与运行
从城市污水处理厂引入活性污泥，对生物膜进行培养、驯化，其目的是选择、培养适应实际水质的微生物。然后确定符合实际进水水质水量的运行控制参数，在确保出水水质达标的前提下，尽可能简单化操作规程，以便于今后的运行指导。
在初始启动阶段，每天一次以m(BOD5)：m(N)：m(P)=100：5：1比例投加尿素、二胺、白糖等营养底物[4]。首先将接种污泥25m (5％生化有效体积)和废水按体积比1：1稀释混合后用泵打入生化池内，再用泵打入20％～40％生化池体积的生产废水，然后剩余体积加清水贮满池子，开始静态闷曝培养。生化池内填料的堆放体积按反应池有效容积35％～40％计。静置20 h不曝气，使固着态微生物接种到填料上，然后曝气24h，静置2h后排掉反应器中呈悬浮状态的微生物。再将配制好的混合液加入重复操作，6d后填料表面已全部挂上生物膜，第7天开始连续小水量进水。经过7d的闷曝培养，填料表面已经生长了薄薄一层黄褐色生物膜，故改为连续进水，进行动态培养，调整进水量，使污水在生化池内的停留时问为24h，控制溶解氧在2～4 mg·L-1。之间(用溶氧仪测定溶解氧)。约15d之后，填料上有一些变形虫、漫游虫(用生物显微镜观察)，手摸填料有粘性、滑腻感，在20d以后出现鞭毛虫、钟虫、草履虫、游离菌等原生动物。在经过20d的培养出现轮虫、线虫等后生动物，标志生物膜已经长成。
经过50d的调试运行，污水处理站各构筑物、设备均能满足设计要求，整个系统运行正常、稳定。处理规模和出水水质均能达到设计要求， 已通过相关部门验收。调试期间接触氧化池进出水COD及处理效果变化情况如图2所示。
图2 接触氧化池COD及去除率变化
Fig．2 The COD and its changes in contact oxidation pond
6 经济效益分析
工程总投资估算为130万元。包括构筑物、设备等直接投资1 10万以及设计费、调试费、运输费等间接投资20万元。运行成本主要包括电费、人工费以及药剂费等。运行费用总计980元·d-1，折合成本为0．69元·m-3。
7 结论
采用组合式气浮反应器一接触氧化池为主的废水处理工艺处理发制品废水是切实可行的，出水水质指标达到污水综合排放标准(GB 8978—1996)二级标准中的要求。
接触氧化法体积负荷高，处理时间短，节约占地面积；生物活性高，且有较高的微生物浓度；污泥产量低，不需要污泥回流；出水水质好而稳定；不存在污泥膨胀问题。
生物接触氧化在运行过程中应注意在低、中、高负荷时，DO控制不当均有可能发生生物膜的过分生长与脱落，故应控制BOD5负荷在0．2～0．3kg·kg-1MLSS·d-1之间；
培菌初期，曝气池会出现大量的白色泡沫，严重时会堆积整个生化池走道板，这一问题是培菌初期的正常现象，只要控制好溶解氧和采取适当的消泡措施就可以解决。
该方法处理的废水不但水质好，具有良好的环境效益，而且占地小，投资少，也具有较好的经济效益，且整个工艺运行效果稳定可靠，操作简单，有很高的推广价值。
参考文献：
[1] 楚君，王坤丽，吴健．发制品企业废水处理工程设计实例[J]．工业用水与废水，2008，4：85—87．
[2] GB8978—1996污水综合排放标准[S]．
[3] 崔玉川，刘振江，张绍怡，等．城市污水厂处理设施设计计算[M]．北京：化学工业出版社，2004．
[4] 郭长虹，刘怀胜，潘峥．发制品加工废水处理工艺的试验研究Ⅲ ．工业水处理，2007，10：47．50．
作者简介：张君(1962一)，女，实验师，研究方向为水处理工程。
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