1、目录译 文 1: 剩余污泥与粉煤灰协同处理印染废水实验研究2原文1: Excess Activated Sludge Together With Fly Ash Coprocessing Dyeing Wastewater Test is Researcied1018译文1: 剩余污泥与粉煤灰协同处理印染废水实验研究G. Ciardelli *, L. Corsi, M. Marcucci摘要：分析印染废水好氧生物处理工艺的剩余污泥作高浓度印染废水预处理的生物絮凝剂，并与粉煤灰协同作用的机理；对比不同实验条件下影响废水中化学需氧量、色度和悬浮物去除率的作用和因素；为减轻后续生化处理负荷、有效降
2、低高浓度印染废水处理成本，探索废物资源化、以废物治理废水产业化的工艺设计方向和途径，提供合理的实验依据。关键词：印染废水，剩余污泥，粉煤灰目前，对印染废水的处理工艺以生物处理为主。但它对废水的有机物浓度和PH值都有一定的要求，所以对高浓度印染废水进行预处理，使废水中CODCR、SS和色度降至易生物处理达标排放的浓度，是该行业普遍的需求，尤其是成本较低廉的预处理工艺。将剩余污泥和适量粉煤灰与高浓度印染废水混合、搅拌、静置，能有效降低印染废水中悬浮物（SS）、化学需氧量（CODCR）和色度。笔者对不同条件下进行实验的结果分析表明：控制剩余污泥和粉煤灰的体积比、静置时间等参数，可使废水SS、CODC
3、R和色度有较高的去除率，能减轻后续生化处理负荷，降低废水处理设备的运行成本。1、 实验研究通常生物处理后的二次沉淀池污泥除工艺要求回流外，其余为剩余污泥排入污泥浓缩池作为废物处理。工业燃煤产生的粉煤灰，是常见的主要工业固体废弃物。利用这两种废物的物理、化学和生物学特性处理印染废水，使其主要排放控制指标得到大幅度降低。1.1 印染废水的成分:印染废水是印染加工过程中预处理、染色、印花和整理四道工序排出的混合废水。总体而言属于有机性废水，其中所含的颜色及污染物主要有天然有机物质（如天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维素、油脂等）以及目前广泛使用的人工合成有机物质（染料、助剂、浆料、漂白剂、表面活性整理
4、剂），此外还有各种催化剂、添加剂等，使得印染废水中含有悬浮和胶态有机物质较多，导致SS、CODCR和色度很高，而且化学PVA浆料和合成洗涤剂ABS这些难降解的有机物增多，使印染废水的可生化性变差。1.2 剩余污泥的组成二次沉淀池排出的剩余污泥由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、少量吸附在活性污泥表面上尚未降解或难以降解的有机物和无机物组成。许多工艺的剩余污泥还含有化学混凝剂铝、铁及聚丙烯酰胺等化合物，其中具有活性的微生物是由有巨大表面积的多种絮凝性细菌聚集形成的菌胶团絮体，以及附着其上的其它微生物组成。它对有机物有极强的吸附能力和很快的吸附速度。1.3 粉煤灰的组成粉煤灰的化学组成主要
5、是大量的Al、Fe、Si和Ca等元素的氧化物。在显微镜下观察到的粉煤灰颗粒结构，是由结晶体、玻璃体及少量未燃碳粒组成的复合结构混合体，未燃尽的多孔性碳粒和多孔性玻璃体的比表面积极大。1.4 实验原理剩余污泥中起吸附、絮凝作用的主要是由大量好氧微生物构成的活性污泥。当好氧生物处理工艺终端排出的剩余污泥进入浓缩池后，随着水体中有机物量减少、浓度降低，少量被吸附的有机物基本氧化分解完，好氧微生物一般已进入静止期和内源呼吸期，处于饥饿状态的好氧微生物已恢复了良好的吸附和氧化能力，将其按一定比例与印染废水混合，由于它们是已经驯化的、能够适应性质基本稳定或相近的印染废水，所以能在短时间内完成对废水中有机胶
6、体和悬浮物的吸附，并容易形成沉淀，此时混入一定量的粉煤灰，可与之相互吸附形成更易于沉淀的絮状物，使混合液中SS、COD及色度得到有效降低，实现降低后续生化处理负荷、有效进行预处理的目的。1.4.1 絮凝作用好氧活性污泥中微生物之间存在着复杂微妙的关系。这些微生物细胞壁外表面的胞外多聚物有良好絮凝、聚集和沉淀作用，所有具有荚膜或黏液或明胶质的絮凝性细菌相互絮凝聚集成菌胶团，在短时间内对废水中各种悬浮和胶态有机物质发生絮凝、吸附作用，有类似化学混凝剂作用的好氧活性污泥使印染废水被净化；附着生长的原生动物也会分泌一定的黏液物协同和促进细菌发生絮凝作用；絮凝体与粉煤灰微粒结合在一起质量增大，使粉煤灰与
7、菌胶团的结合体沉降速度加快。在湿式除尘形成的溶有大量SO2、SO3、CO2和NOX 等酸性气体水合物的湿粉煤灰中， Fe2O3 和Al2O3等难溶物质部分溶解成为无机混凝剂，在水中形成Al(H2O)63+,Fe(H2O)63+等络合物，并可与水膜化的水分子作用后被OH-取代，进一步形成多核结构，由于它们带正电，对印染废水中大量带负电的胶体微粒，能产生强有力的吸附与电中和脱稳，使胶粒脱稳而产生絮凝作用；其次Ca2+和印染废水中的Na+ 等离子可充当絮凝助剂，促进絮凝体的主要氢氧化物生成，加大了絮体的强度；粉煤灰微粒与絮凝体结合在一起，增大了絮体的密度和质量，并使其更牢固不易破碎，可加快絮凝体的沉
8、淀速度，从而对微生物絮凝体的絮凝起协同增益作用，促进对废水中有机胶体和悬浮物的去除，提高印染废水中SS、COD和色度的去除率。1.4.2 吸附作用剩余污泥中的微生物在有机物含量很低的污泥浓缩池中处于内源呼吸状态（饥饿状态），微生物对食料的需求和活性污泥具有的巨大比表面积，使其一旦与印染废水接触，立即对废水中呈悬浮物和胶状的有机颗粒产生强烈的吸附作用。在良好条件下混合，这种吸附一般在30分钟内即能完成，表现出混合初期废水中的BOD和COD 快速下降。当活性污泥表面吸附有机颗粒达到饱和后，其吸附能力随之消失，由于吸附历时很短，大多数被吸附的有机物质尚未被氧化分解，此时通过沉淀池可分离沉淀出已失去吸
9、附能力而易于沉淀的活性污泥，从而节省这一部分有机物分解所需的曝气动力消耗，缩短后续生化处理的时间。由于粉煤灰的组成和结构特点，使它对印染废水中的有机悬浮物及胶体同时存在物理和化学的吸附作用；其次，粉煤灰与剩余污泥菌胶团絮体之间也发生相互吸附作用，使絮凝、吸附和沉淀协同作用得到增强。1.5 主要仪器和试剂1.5.1 主要仪器材料25ml全玻璃回流装置、电热套、50ml酸式滴定管、锥型瓶、移液管、容量瓶、酸度计、甘汞电极、玻璃电极、具塞比色管、分析天平、烘箱、定量滤纸、称量瓶等。1.5.2 主要试剂重铬酸钾、试亚铁灵指示剂、硫酸亚铁铵、硫酸、硫酸银、硫酸汞等。1.6 样品采集本实验样品主要采自某纺
10、织染整有限公司污水处理系统的印染废水进水，污染物主要有分散黄、硫化染料以及各种助剂；剩余污泥采自该系统生化处理污泥浓缩池，污泥含混凝剂“硫酸铝+石灰”；粉煤灰则采自该公司的燃煤锅炉水膜除尘器出口的输灰水沟，锅炉燃用含硫量1%的三明本地产工业用煤! 1.7 水样处理 (1) 用工业废硫酸于室温下将印染废水PH值调节至6-9，按该企业工况条件下印染废水量对剩余污泥排出量的可能体积比范围，配制成不同比例的混合液，摇匀、振荡5分钟后于室温下静置；(2) 上述混合液摇匀、振荡3 分钟，按比例加入一定量的粉煤灰，继续振荡2分钟后静置；(3) 将以上各种混合液静置沉淀，在15分钟和25分钟两个时刻分别取适量
11、的上清液， 作SS、COD和色度值的测定。1.8 实验方法悬浮物SS的测定采用重量法（GB1190189）；用重铬酸钾法（GB1191489）测定化学需氧量CODCR；以稀释倍数法（GB1190389）测定色度；PH值采用玻璃电极法（GB292086）测定。2 结果与分析经半年的采样分析表明，该纺织染整有限公司的生产废水主要指标变化波动范围是：印染废水中的CODCR稳定在1700-2300mg/L； SS在400-1200mg/L；色度在120-540 倍；PH值在10.5-13.8之间。采用不同的剩余污泥、粉煤灰体积比混合处理印染废水，得到不同的实验处理效果。2.1 剩余污泥对印染废水的吸附
12、作用单纯用剩余污泥与印染废水混合，利用其富含进入内源呼吸状态的微生物，可在30分钟内完成对悬浮和胶态有机物的吸附作用，印染废水按“水样处理”的方法处理后静置15分钟，其上清液SS、CODCR、色度的测定值和去除率见表1。表1 体积比SSCODCR色度测定值Mg/L去除率%测定值Mg/L去除率%测定值倍去除率%1:0785180214440:11010-28.6616657.609633.3360:152333.38161810.216455.5680:164517.8316796.838044.44100:1785016896.277250120:1870-10.817144.8811520.
13、14由表1可知，印染废水与剩余污泥混合体积比为60:1时，混合搅拌5分钟后静置15分钟，其上清液SS、CODCR和色度的去除率都达到或接近峰值。2.2 剩余污泥和粉煤灰协同作用对去除率的影响表2是印染废水按“水样处理”的方法处理后静置15分钟，其上清液SS、CODCR、色度的测定值和去除率。表2体积比SSCODCR色度测定值Mg/L去除率%测定值Mg/L去除率%测定值倍去除率%1:0:0267173114440:1:122515.7316892.439648.7560:1:113051.3115729.19646080:1:118032.5816067.229043.75100:1:1315-
14、17.9816454.979640120:1:1375-40.451804-4.228845实验数据显示，剩余污泥与粉煤灰等体积协同作用处理印染废水，其SS、CODCR和色度的去除率最大值，都出现在印染废水/剩余污泥/粉煤灰=60:1:1的条件附近。2.3 粉煤灰用量与去除率的关系在表2印染废水与“ 污泥/粉煤灰” 体积比60:1:1的实验条件下，改变粉煤灰的用量比，其上清液SS、CODCR、色度的测定值和去除率结果见表3。表3 实验数据显示，随粉煤灰用量比的增加，在印染废水/剩余污泥/粉煤灰= 60:1;4的条件下，混合液的SS、CODCR和色度去除率接近峰值。表3 体积比SSCODCR色度测定值Mg/L去除率%测定值Mg/L去除率%测定值倍去除率%1:0:0425230012060:1:125839.29195914.836446.6760:1:421349.88186419.743273.3360:1:830029.41200212.96605080:1:16550-29.41203811.3972402.4 静置时间对去除率的影响在表3的相同实验条件下，测定“印染废水/剩余污泥/粉煤灰=60:1:4混合液”不同沉淀时间的上清液，其各项测定值和去除率见表4。表4 项目SSCODCR色度测定值Mg/L去除率%测
