水力停留時間對水解酸化預處理造幣廢水影響的實驗研究

郭遠杰

（中國礦業大學（北京）環境與化學工程學院 北京 100083）

水力停留時間對水解酸化預處理造幣廢水影響的實驗研究

郭遠杰

（中國礦業大學（北京）環境與化學工程學院 北京 100083）

本實驗采用水解酸化工藝對造幣廠排出的廢水進行預處理，通過觀察CODcr，TOC，BOD5，可生化性，VFA指標的處理效率，確定最佳的水力停留時間，研究結果表明：當水力停留時間為6h時，水解酸化預處理反應器對各個指標的處理效率與其他水力停留時間相比都處于較高的水平，且為后續的處理提供了較為有利的條件。

造幣廢水；水解酸化；最佳水力停留時間；水質指標

造幣廢水主要來自造幣廠。造幣廠是國家指定的專門從事法定貨幣生產的特殊企業，主要生產國家法定流通紙幣、硬幣、普通紀念幣、金銀紀念幣、紀念章，兼營生產銅合金坯餅和工業金銀材[1]。此次需要的處理的廢水主要來自于生產環節所產生的廢水，國內外關于此種廢水處理的相關文獻很少，因此以印染廢水為參考，對比幾種印染廢水現今比較常用及經濟的預處理方法，最后選定利用水解酸化預處理此種廢水，確定處理造幣廢水的最佳水力停留時間，并研究其處理效率。

水解酸化處理工藝的一般作為厭氧、好氧的前處理工藝在各種污水處理工程中有著較為廣泛的應用，其主要作用就是提高廢水的可生化性，可以使得原本難以生物降解的廢水或者可以采用生物降解但不能達到較好處理效果的廢水，經過水解酸化處理后可以用生物處理取的更好的處理效果[3]。水力停留時間是水解酸化工藝設計和運行的重要參數[2]，本實驗就是通過控制水力停留時間來達到水解酸化的目的，總體來說，水解酸化反應是集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解功能于一體的多功能水處理工藝[3]。

1 試驗水質及方案

1.1 廢水水質

實驗廢水取自某造幣廠某生成環節后所產生的廢水，這種廢水氣味大，色度很高，可生化性較差。那么可在處理之前對其與進行稀釋處理，這樣可以減小處理難度，節約處理成本。廢水未稀釋前水質，進水 pH為 7.62,，CODcr為 17508.25mg·L-1，TOC為7475.67mg·L-1，BOD5為 1714.84mg·L-1，B/C為 0.0980，VFA為23.67mg·L-1。

1.2 試驗方案

將從廠里取回的水稀釋約10倍后進入水解酸化反應器中進行水解酸化預處理。水解酸化反應器由有機玻璃制成，有效容積為11.2L。水解酸化池內的接種污泥取自于北京市密云某污水處理廠的消化污泥。反應器及污泥馴化工作完成后，通過實驗研究不同的水力停留時間對進出水CODcr，TOC，BOD5，可生化性，VFA處理效果的影響，對上述參數的處理效果進行分析，從而確定最佳的水力停留時間，為水解酸化預處理造幣廢水提供有用的運行參數。

1.3 指標測定方法

CODcr、BOD5、SS、VFA、pH的測定采用常規水質分析方法進行測定，TOC采用實驗室儀器進行測定。

1.4 反應器的啟動

初期采用間歇進水，水力停留時間定為12h，廢水稀釋25倍，與營養液按比例混合進水，控制進水濃度在1000mg/L左右。一周后，逐漸提高進水濃度；20天后開始連續進水；30天后原水稀釋10倍直接進水；50天后，水解酸化反應器污泥呈黑褐色，CODcr的去除率較為穩定，此時說明反應器已成功啟動。

2 結果與討論

2.1 水力停留時間對出水VFA的影響

廢水經過水解酸化預處理后，被降解的部分主要產物是揮發性脂肪酸即VFA，在后續的好氧或者厭氧的工藝中，它很容易被微生物利用并轉化[3]。通過試驗可以得出，不同的水力停留時間下其揮發性脂肪酸的含量在處理前后都有不同程度的升高或降低，在水力停留時間為10h時表現最為明顯即VFA含量升高了約0.7mg·L-1，在水力停留時間為 12h、6h、4h時分別為 0.41mg·L-1，0.1mg·L-1，0.13mg·L-1,，而在 HRT為 8h的條件下并無顯著的變化。

2.2 水力停留時間對出水COD及TOC去除的影響

對污染物質化學結構和性質的改變是水解酸化工藝的重點，并不在于其量的去除，且COD的去除主要是依靠污泥層的截留作用和大顆粒有機物質的沉淀作用為完成的。

從試驗中可得出HRT為12h時，CODcr和TOC的去除效率為所有HRT下最高分別為23.12%和27.44%，而在水力停留時間為10h、8h及4h的CODcr及TOC的去除效率不及水力停留時間為6h時，即16.22%及13.29%。

2.3 水力停留時間對出水BOD5及可生化性的影響

由于造幣廢水其成分特殊難于降解，因此其可生化性比較低。當水力停留時間大于8h時，隨著時間的增加可生化性并沒有發生特別顯著的變化。但是當水力停留時間在6h和4h時，可以看出進出水的可生化性分別由0.096升至為0.12和0.18。這說明經過水解酸化反應可以有效的提高廢水的可生化性。

3 結語

本次實驗通過研究在不同水力停留時間下對廢水CODcr，TOC，BOD5，B/C，VFA的處理效果可知，雖然隨著水力停留時間的減少，這些指標在整體上并沒有固定變化趨勢，但是綜合各個指標的處理情況可知在水力停留時間為6h時，CODcr及TOC的去除率較高，可生化性較好，揮發性脂肪酸的含量增加，為后續的好氧或者厭氧處理提供有利條件。綜合考慮，確定水解酸化反應器的最佳水力停留時間為6h。此次實驗僅僅改變了廢水在水解酸化池中水力停留時間，并沒有考慮其他因素譬如pH，溫度，C/N等的影響。

[1]徐新陽，胡春雷.沈陽造幣廠銅合金坯餅光飾廢水處理工藝研究[J].水處理技術，2004，（02）:119-121.

[2]李亞新.活性污泥法理論與技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2007：511-526.

[3]張安龍，吳冰華，朱友勝，劉怡.水解酸化預處理廢紙造紙廢水[J].紙和造紙，2013，（07）：50-54.