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树脂吸附-A/O组合工艺处理莠去津生产废水的小试研究
【摘要】文章介绍了采用树脂吸附-A/O组合工艺处理莠去 津生产废水的研究。以废水中TOC为指标,考察莠去津实际生 产废水处理过程中TOC降解效果。实验果表明,用树脂吸附 法处理该类莠去津农药废水,在酸性条件下可提高 TOC 吸附量; 通过树脂吸附后经生化小试评价实验,该类废水能满足排放标准。 【关键词】莠去津生产废水,大孔树脂吸附,TOC去除率; 可生化性评价 doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.31.3624
引言 莠去津,化学名为 2- 氯 -4- 乙胺基 -6- 异丙胺基 -1,3,5- 三嗪, 为三嗪类化合物,分子式为C8H14ClN5,相对分子质量215.69, 密度1.23g/cm3(22℃ ),难溶于水(70ppm,25℃ ),易溶于乙醚 (12000ppm,25℃)、甲醇 (18000ppm,25℃) 和氯仿 (52000ppm,25℃) [1]。莠去津被广泛应用于农作地、林地等杂草的控制,而每生产 1t 莠去津会产生约 2.5t 的废水 [2]。随着我国莠去津农药的使用逐 年增加,莠去津废水对环境的严重污问题也日渐棘手。莠去津 废水水质复杂,组分中含有构高度稳定的莠去津、大量的副产 物以及较高含量的盐。莠去津因其难降解性、生物毒性对生物体 以及环境存在严重的负面影响,因此有必要科学地进行莠去津生 产废水的处理,极大程度降低其对环境的影响,并为工业化处理 提供理论依据。 树脂吸附方法树脂吸附利用吸附树脂巨大的比表面积,通过 与有机物之间形成范德华力或产生氢键,从溶液中有选择地吸附 有机物质,从而达到分离提纯的目的。树脂吸附具有吸附选择性 好、吸附量大、处理工艺简单、适用范围广、受外界条件影响小、 再生简单等特点,被广泛应用于环保领域中,是近 20 年来发展起 来的新兴水处理技术 [3]。针对莠去津废水水质特点,采用树脂吸 附处理工艺进行预处理试验研究,以去除废水中的大分子有机物, 并建立树脂吸附 -A/O 组合工艺进行小试试验,为实际废水处理工 程提供实验依据。 1 实验部分 1.1 试验目的 通过试验验证树脂吸附可提高莠去津生产废水的可生化性 以及树脂吸附-A/O 组合工艺对莠去津生产废水具有较好的去除 效果。 1.2 废水来源及特点 以吉林省某农药公司为例。废水主要为莠去津生产工艺装置 混合出水,废水含有大量的COD、甲苯、有机胺、SS 和大量的 无机盐,BOD5/COD < 0.25,可生化性差。 1.3 废水水量水质 废水经检测后TOC=1750mg/L,CODCr=4673mg/L,NH3N=230mg/L,SS=750mg/L,pH=12( 注: 本 方 案 中CODCr 均由 TOC 换算得出,实验果以 TOC 为准)。 1.4 树脂吸附实验 本小试实验将废水pH 值、吸附倍数等因素作为控制变量。 取莠去津生产废水,调节 pH 值后经过滤后取出废水中的 SS,将 经过滤后的废水以1bv/h(bv 为树脂体积的倍数)的流速通过 交换柱,保证树脂层中不能有气泡;连续收集并定点取样检测 TOC、氨氮。吸附束后,排干树脂吸附柱里的残余废水,以一 定流速的清水进行清洗,而后用解吸液对树脂进行解吸。解吸完 成后将柱体内的液体排干,用一定量的清水冲洗,冲洗后吸附柱 进入下一周期使用。 1.5 生化可行性评价实验 A 池采用厌氧罐装置,取一定量经驯化的水解酸化污泥于设 置 A 池中,经树脂吸附处理后的废水并稀释,处理后的废水加入 至 A 池中,用保鲜膜进行封口,用电动增力搅拌机搅拌,每 24h 进行换水。O 池采用生化管中放入毛刷,取一定量经驯化的活性 污泥于 O 池中,进行曝气,使污泥充分附着在毛刷上。加入经水 解酸化处理后的废水,曝气,每24h 进行换水,测定出水TOC、 氨氮,以考察树脂吸附出水的生化可行性。 2 果分析与讨论
pH 值对大孔吸附树脂去除 TOC 有较明显的影响。图 2 表明, 在保持其他实验条件一致的情况下,pH=12 时初始 TOC 去除率较 高,随着吸附倍数的增加,树脂对 TOC 的去除率降低较快,当吸 附倍数达到 12bv 时,TOC 去除率已低至 50% 以下。pH=5 时初始 TOC 去除率小于pH=12 条件下的初始TOC 去除率,但TOC 的 去除率随着吸附倍数的增加保持平稳态势,当吸附倍数达到 24bv 时,TOC 去除率仍保持在 50% 以上。图 3 表明,进水 pH=12 时, 初始吸附氨氮去除率较高,随着吸附倍数的增加,树脂对氨氮的 去除率在 10~12bv 区间里迅速降低,从 15bv 后去除率逐渐达到平 稳;进水 pH=5 时,初始吸附氨氮去除率很低,且从 12bv 后氨氮 去除率为 0。 造成pH=12 初始吸附TOC 去除率比pH=5 高的可能原因在 于:氨可以以离子化形式(酸性条件下)和非离子化形式(碱性 条件下)存在,该废水中的氨氮主要由可挥发性的有机胺组成。 大孔吸附树脂可以吸附非离子化形式的氨。pH=12 时树脂吸附了 大量的有机胺,贡献了 TOC,但导致大分子污物无法与吸附位 点合,TOC 去除率在10bv 之后已降至低于50%,大大减少了 树脂吸附容量、缩短了树脂的使用周期,影响了树脂的 TOC 去除 率。pH=5 时废水中的大量氨氮转换成了离子化形式,使得无法被 树脂吸附,对树脂吸附容量影响较小。因此在酸性条件下进行吸 附可提高树脂对废水中大分子污物的吸附容量。 2.2 生化可行性评价实验 树脂吸附出水高COD 和高TDS 不利于微生物的存活。因 此,树脂吸附出水需经过稀释后才可进入 A/O 生化处理系统。本 实验取pH=5 条件下树脂吸附出水1~32bv 经混合后的水,考虑 TOC 和 TDS 对微生物毒性影响,将废水稀释3 倍后再进入A/O 生化处理系统,废水经检测后 TOC=340mg/L,NH3-N=16.6mg/L, TDS=2.31,pH=7.7。 实验果表明,该生化处理装置稳定运行期间,出水 TOC 平 均为 182.40mg/L,平均去除率达到 46.35%,说明该类废水经预处 理后可进行生化处理。 3 实验果 (1)实验果表明,用树脂吸附法处理该类莠去津农药废水, 在酸性条件下有着稳定的去除率,且酸性条件下可提高 TOC 吸附 量高,降低氨氮的吸附量。 (2)通过树脂吸附后,出水TOC 平均浓度为1020mg/L,经 生化小试评价实验,进水TOC 浓度340mg/L,出水TOC 平均浓 度为 182.40mg/L,生化去除率可达 46.35%。说明该类废水采用树 脂吸附 -A/O 组合工艺处理可行。
4 参考文献: [1] 谢广云 , 温亚男 , 王全凯 , 谭枫 , 许建宁 . 莠去津的毒理学 特性 [J]. 中国工业医学杂志 ,2018,31(05):371-374. [2] 王娇娇 , 冯咏梅 , 程贤阳 , et al. 活性炭吸附处理高盐农药 废水的研究 [J]. 烟台大学学报 ( 自然科学与工程版 ), 2014(4):308312. [3] 刘强 , 邱敬贤 , 何曦 . 大孔吸附树脂的研究及在环保中的应 用 [J]. 中国环保产业 ,2018(09):28-31.
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