水解酸化—厌氧—两级接触氧化工艺处理多晶硅废水中CODCr

2012-08-14刘鲁建吴靖霆刘卫勇张双峰

化学与生物工程 2012年12期

董俊，刘鲁建，吴靖霆，刘卫勇，王芳，张双峰

（1．武汉长江工商学院科亮生物工程研究院，湖北武汉430065；2．湖北科亮生物工程有限公司，湖北武汉430065）

江西九江某太阳能多晶硅片生产企业的硅片清洗及生活污水处理规模为3000m3·d－1，主要来自切片／开方车间，含有硅粉、碳化硅、聚乙二醇、清洗液和乳酸等物质，废水的CODCr值和SS值较高，由于聚乙二醇具有一定的生物稳定性［1］且其它N、P等营养微量元素欠缺，导致处理困难［2～4］。

目前处理多晶硅废水的常规工艺［5］为：废水进入调节池后曝气均质→氢氧化钠中和→加入PAC以及PAM絮凝沉淀→经水解酸化和好氧的生化作用→混凝气浮进一步优化出水水质。该工艺存在污泥膨胀、需大量补充碳源、处理成本高、工艺控制要求严格等缺点。

作者在此对该工艺絮凝后出水的生化工艺进行改进，采用水解酸化—厌氧—两级接触氧化工艺，去除多晶硅废水中CODCr，以期为多晶硅废水的处理提供新途径。

1 实验

1．1 废水水质

多晶硅废水经絮凝处理后的水质如下：pH值8～9、CODCr2000～2400mg·L－1、BOD5500mg·L－1。

1．2 工艺流程

生化处理的核心工艺是水解酸化－厌氧－两级接触氧化工艺，处理系统最基本单元是一系列圆形和矩形生物反应池，池之间水力相通，反应池设有曝气系统、生物带，并投加科利尔复合活菌净水剂。利用生物带的高比表面积及生物易吸附性，在生化系统内保持较大规模的生物量，充分利用微生物的降解作用去除表面活性剂、降解有机物。工艺流程如图1所示，装置主要参数见表1。

图1 水解酸化－厌氧－两级接触氧化工艺流程示意图Fig．1 Schematic diagram of hydrolysis acidificationanaerobic－two level contact oxidation

表1装置主要参数Tab．1 The main parameters of device

1．3 主要工艺说明

1．3．1 水解酸化

多晶硅废水成分复杂，可生化性差（BOD5／COD＝0．22），含有大量难以降解的聚乙二醇。水解酸化能有效提高废水的可生化性，缩短废水在接触氧化池的停留时间。

由于好氧的负荷高、进水浓度高，因此，将接触氧化池1的水回流至水解酸化池，可以稀释进水浓度、降低冲击负荷、提高处理系统的稳定性，同时有利于一些未被生物降解的有机物的进一步处理。

1．3．2 厌氧

利用水解酸化菌和厌氧菌的作用，去除废水中的有机物，主要是将水中大分子有机酸分解为小分子有机酸，同时利用小分子有机物增殖并产生二氧化碳和甲烷。

1．3．3 接触氧化

生物接触氧化池采用两级，曝气方式采用橡胶盘中孔鼓风曝气，内置生物带，水解酸化出水由接触氧化池下部流入，与曝气气流形成逆流，增大气、水接触面积。采用多级反应池，可提高处理效果。

2 结果与讨论

2．1 水解酸化阶段的去除效果

经过水解酸化处理后，BOD5／COD值由0．22升至0．36，可生化性大大提高，为后续接触氧化去除CODCr提供了有利的条件。

2．2 系统对CODCr的去除效果

系统调试阶段各单元出水CODCr值随处理进程的变化情况如图2所示。

图2 各单元CODCr的去除效果Fig．2 CODCrRemoval efficiency in different units of process

由图2可以看出，进水CODCr浓度范围为2000～2400mg·L－1，进水浓度和容积负荷波动较大，平均浓度为2200mg·L－1；水解酸化段CODCr去除效果不明显，主要依靠回流稀释作用；厌氧段去除了大部分有机物，去除率不断升高，CODCr值由1200mg·L－1左右降至400mg·L－1，去除率达60%；接触氧化段CODCr去除效果稳定，CODCr值不断下降，最后稳定在100mg·L－1以下；调试后期阶段CODCr的去除率稳定在96%以上，出水符合GB 8978－1996《污水综合排放标准》的一级排放标准（CODCr≤100mg·L－1、BOD5≤30mg·L－1、NH3－N≤15mg·L－1、pH 值6～9）。表明改进的生化段微生物的活性较高，能抵抗冲击负荷，是一种高效的生物处理方式。