郭遠(yuǎn)杰

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 北京 100083）

水力停留時(shí)間對(duì)水解酸化預(yù)處理造幣廢水影響的實(shí)驗(yàn)研究

郭遠(yuǎn)杰

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 北京 100083）

本實(shí)驗(yàn)采用水解酸化工藝對(duì)造幣廠排出的廢水進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)觀察CODcr，TOC，BOD5，可生化性，VFA指標(biāo)的處理效率，確定最佳的水力停留時(shí)間，研究結(jié)果表明：當(dāng)水力停留時(shí)間為6h時(shí)，水解酸化預(yù)處理反應(yīng)器對(duì)各個(gè)指標(biāo)的處理效率與其他水力停留時(shí)間相比都處于較高的水平，且為后續(xù)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(shí)間；水質(zhì)指標(biāo)

造幣廢水主要來(lái)自造幣廠。造幣廠是國(guó)家指定的專門從事法定貨幣生產(chǎn)的特殊企業(yè)，主要生產(chǎn)國(guó)家法定流通紙幣、硬幣、普通紀(jì)念幣、金銀紀(jì)念幣、紀(jì)念章，兼營(yíng)生產(chǎn)銅合金坯餅和工業(yè)金銀材[1]。此次需要的處理的廢水主要來(lái)自于生產(chǎn)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的廢水，國(guó)內(nèi)外關(guān)于此種廢水處理的相關(guān)文獻(xiàn)很少，因此以印染廢水為參考，對(duì)比幾種印染廢水現(xiàn)今比較常用及經(jīng)濟(jì)的預(yù)處理方法，最后選定利用水解酸化預(yù)處理此種廢水，確定處理造幣廢水的最佳水力停留時(shí)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(yīng)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(dá)到較好處理效果的廢水，經(jīng)過(guò)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(shí)間是水解酸化工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要參數(shù)[2]，本實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)控制水力停留時(shí)間來(lái)達(dá)到水解酸化的目的，總體來(lái)說(shuō)，水解酸化反應(yīng)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(yàn)水質(zhì)及方案

1.1 廢水水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)廢水取自某造幣廠某生成環(huán)節(jié)后所產(chǎn)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(duì)其與進(jìn)行稀釋處理，這樣可以減小處理難度，節(jié)約處理成本。廢水未稀釋前水質(zhì)，進(jìn)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(yàn)方案

將從廠里取回的水稀釋約10倍后進(jìn)入水解酸化反應(yīng)器中進(jìn)行水解酸化預(yù)處理。水解酸化反應(yīng)器由有機(jī)玻璃制成，有效容積為11.2L。水解酸化池內(nèi)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(yīng)器及污泥馴化工作完成后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究不同的水力停留時(shí)間對(duì)進(jìn)出水CODcr，TOC，BOD5，可生化性，VFA處理效果的影響，對(duì)上述參數(shù)的處理效果進(jìn)行分析，從而確定最佳的水力停留時(shí)間，為水解酸化預(yù)處理造幣廢水提供有用的運(yùn)行參數(shù)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法

CODcr、BOD5、SS、VFA、pH的測(cè)定采用常規(guī)水質(zhì)分析方法進(jìn)行測(cè)定，TOC采用實(shí)驗(yàn)室儀器進(jìn)行測(cè)定。

1.4 反應(yīng)器的啟動(dòng)

初期采用間歇進(jìn)水，水力停留時(shí)間定為12h，廢水稀釋25倍，與營(yíng)養(yǎng)液按比例混合進(jìn)水，控制進(jìn)水濃度在1000mg/L左右。一周后，逐漸提高進(jìn)水濃度；20天后開(kāi)始連續(xù)進(jìn)水；30天后原水稀釋10倍直接進(jìn)水；50天后，水解酸化反應(yīng)器污泥呈黑褐色，CODcr的去除率較為穩(wěn)定，此時(shí)說(shuō)明反應(yīng)器已成功啟動(dòng)。

2 結(jié)果與討論

2.1 水力停留時(shí)間對(duì)出水VFA的影響

廢水經(jīng)過(guò)水解酸化預(yù)處理后，被降解的部分主要產(chǎn)物是揮發(fā)性脂肪酸即VFA，在后續(xù)的好氧或者厭氧的工藝中，它很容易被微生物利用并轉(zhuǎn)化[3]。通過(guò)試驗(yàn)可以得出，不同的水力停留時(shí)間下其揮發(fā)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(shí)間為10h時(shí)表現(xiàn)最為明顯即VFA含量升高了約0.7mg·L-1，在水力停留時(shí)間為 12h、6h、4h時(shí)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(wú)顯著的變化。

2.2 水力停留時(shí)間對(duì)出水COD及TOC去除的影響

對(duì)污染物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變是水解酸化工藝的重點(diǎn)，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(jī)物質(zhì)的沉淀作用為完成的。

從試驗(yàn)中可得出HRT為12h時(shí)，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(shí)間為10h、8h及4h的CODcr及TOC的去除效率不及水力停留時(shí)間為6h時(shí)，即16.22%及13.29%。

2.3 水力停留時(shí)間對(duì)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(dāng)水力停留時(shí)間大于8h時(shí)，隨著時(shí)間的增加可生化性并沒(méi)有發(fā)生特別顯著的變化。但是當(dāng)水力停留時(shí)間在6h和4h時(shí)，可以看出進(jìn)出水的可生化性分別由0.096升至為0.12和0.18。這說(shuō)明經(jīng)過(guò)水解酸化反應(yīng)可以有效的提高廢水的可生化性。

3 結(jié)語(yǔ)

本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究在不同水力停留時(shí)間下對(duì)廢水CODcr，TOC，BOD5，B/C，VFA的處理效果可知，雖然隨著水力停留時(shí)間的減少，這些指標(biāo)在整體上并沒(méi)有固定變化趨勢(shì)，但是綜合各個(gè)指標(biāo)的處理情況可知在水力停留時(shí)間為6h時(shí)，CODcr及TOC的去除率較高，可生化性較好，揮發(fā)性脂肪酸的含量增加，為后續(xù)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(yīng)器的最佳水力停留時(shí)間為6h。此次實(shí)驗(yàn)僅僅改變了廢水在水解酸化池中水力停留時(shí)間，并沒(méi)有考慮其他因素譬如pH，溫度，C/N等的影響。

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

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

[3]張安龍，吳冰華，朱友勝，劉怡.水解酸化預(yù)處理廢紙?jiān)旒垙U水[J].紙和造紙，2013，（07）：50-54.