圖6顯示了IFAS工藝穩定運行時實驗室廢水與反應器進水(13∶00)COD濃度對比情況。工艺由圖6可看出,处理實驗室廢水波動範圍為64.42~766.99mg/L(均值為224.40mg/L),实验室废水IFAS係統進水波動範圍為76.46~403.36mg/L(均值為203.23mg/L),明顯可以對比出實驗室廢水遠遠高於反應器進水的用研波動幅度,且COD容積負荷範圍從0.15~1.84kg/m3·d變為0.18~0.97kg/m3·d,工艺COD最高容積負荷降低了47.29%。這也表明實驗室廢水與化糞池汙水以2∶1進水配比後,处理有利於對實驗室廢水的实验室废水水質水量進行調節,關兵等人研究也發現將高濃度廢水和低濃度廢水混合後進行綜合處理,用研這樣既能降低構築物的工艺處理負荷,又能確保廢水達標排放。处理同時,实验室废水添加化糞池汙水可以為實驗室廢水補充N、用研P等營養物質,工艺有助於增強IFAS工藝對汙染物的处理去除效果,以保障反應器在實驗室廢水的实验室废水衝擊負荷下,出水穩定達標。
另外,此次研究屬於室外工程應用,反應器穩定運行後(從第9d開始),NH3-N進出水平均值分別為50mg/L和10mg/L,平均去除率達到80%左右。因其出水氨氮穩定達標,後期未繼續對NH3-N變化進行相關研究。分析了穩定運行期間反應器進出水水質,處理係統對COD的去除效果如圖7所示。由圖7可知,反應器進水COD濃度為76.46~403.36mg/L(均值為203.23mg/L),IFAS工藝處理後的出水濃度為2.10~83.58mg/L(均值為31.85mg/L),COD平均去除率為83.13%。經過IFAS工藝處理後,出水COD濃度均可達到《GB8978-1996汙水綜合排放標準》中的一級排放標準,且對COD有較穩定的去除性能。
在係統穩定運行的1~30d,進水COD處於76.46~403.36mg/L(均值為194.34mg/L),出水COD為2.10~58.00mg/L(均值為27.74mg/L),去除率為66.67%~99.10%(均值為84.01%),當進水COD陡增至403.36mg/L時,COD去除率更是高達93.17%。在運行過程中,係統共受到了7次不同強度的COD進水波動衝擊(圖7),但衝擊後係統快速恢複到穩定運行,顯示出了良好的耐衝擊負荷能力。
在係統穩定運行的31~41d,反應器進水COD濃度為162.24~328.39mg/L(均值為219.13mg/L),IFAS處理後的出水濃度為19.13~83.58mg/L(均值為38.74mg/L),COD去除率在60.21%~92.89%(均值為81.68%)。與1~30d相比,進水COD濃度和去除率的變化相差不大,但第33d的出水COD濃度為83.58mg/L,達到了穩定運行期間的最高值,其較1~30d的平均出水COD濃度(27.74mg/L)增加了201.30%。在此階段主要考慮是受到有毒有害物質的影響,趙慶在處理石化廢水研究中發現,係統經受有毒有害物質的衝擊時,應停止進水,向裝置中加入蔗糖,降低曝氣池曝氣量,使微生物得到適當的恢複,然後在2~9d緩慢增加進水量,直至完全恢複。同時,可以通過延長HRT,削弱苯胺對硝化菌的毒性作用。因此,本研究在第35d停止進水,降低曝氣池曝氣量;第36d開始恢複隻進化糞池汙水0.5m3/h,反應器HRT由穩定狀態的10h延長至14h;第37d將實驗室廢水與化糞池汙水的進水比例恢複為2∶1,係統迅速恢複至穩定運行的狀態。分析其原因,一方麵由於IFAS係統的生物量高、汙泥負荷小,優於傳統的活性汙泥係統。另一方麵由於生物膜為固著生長,遭受衝擊負荷時,內層的生物膜因有外層膜的緩衝,受到的毒害作用要小,恢複也快;同時,IFAS係統中懸浮相和附著相的微生物豐富多樣,且均勻,也有利於其抗衝擊負荷能力的提高。
本工藝處理實驗室廢水實現了全自動運行,無需任何人工維護和管理。每天的直接運行費用隻有曝氣風機、兩台進水提升泵和汙泥回流泵等工作產生的電費。曝氣風機功率為0.75kW,兩台進水提升泵的功率均為0.35kW,汙泥回流泵功率為0.55kW,其中汙泥回流泵每天實際運行時間合計1h,電價按0.60元/kWh計算,則合計每天的電費(1.45×24+0.55)×0.60=21.21元,其處理成本僅為1.26元/m3。與其他處理技術相比,傳統的物理化學方法處理費用昂貴,不適於廣泛推廣;組合工藝技術處理實驗室廢水在處理效果與前期投入方麵也存在一些不足。龐誌華等人采用了“混凝沉澱-接觸氧化-過濾-人工濕地”組合處理工藝對某環境科研所分析實驗室廢水處理的運行費用也保持在1.20元/m3左右,但其前期投入費用高,出水受季節影響波動大。因此,IFAS工藝處理實驗室廢水,具有簡單高效、低成本、操作方便等優點,值得推廣應用。
為解決某科研機構實驗樓實驗室廢水的達標排放問題,本研究通過現場應用,對IFAS工藝處理實驗室廢水的可行性進行了研究,同時考察了在2∶1添加條件下係統的處理效果和抗衝擊性能,得出以下結論:
(1)不同時段下實驗室廢水的COD濃度變化波動大。從平均日變化分析,COD濃度隨著上班時間的增加而濃度上升;從上班與下班時間來分析,每天上班時間實驗室廢水的COD濃度高於下班時間,周一至周五高於周末休假時間。
(2)采用添加化糞池汙水方式處理實驗室廢水,研究發現實驗室廢水與化糞池汙水在2∶1配比進水條件下,有利於對實驗室廢水的水質進行調節,並為實驗室廢水補充了N、P等營養物質,有助於增強IFAS工藝對汙染物的去除效果,保障IF-AS工藝在實驗室廢水的衝擊負荷下,出水穩定達標。
(3) IFAS工藝處理實驗室廢水,反應器啟動快,第9d開始其出水COD、NH3-N濃度均達到了《GB8978-1996汙水綜合排放標準》中的一級排放標準,其運行成本僅需1.26元/m3。因此,該工藝處理實驗室廢水從技術和經濟上都是可行的。
(4)在實際運行中,IFAS係統在實驗室廢水COD濃度波動和有毒有害物質的衝擊時,出水均穩定達標,證明IFAS係統具有良好的耐衝擊負荷性能。
聲明:本文所用圖片、文字來源《食品與發酵工業》,版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題,請與本網聯係刪除。
相關鏈接:實驗室,水質,氨氮