AAO工艺+絮凝沉淀处理高COD废水分析

AAO工艺+絮凝沉淀处理高COD废水分析

蔡莹莹

长春市宽城区生态环境监测站  长春市  130051

摘要：为解决传统生物降解工艺存在的耗时长、降解效果差、成本高等问题，通过引入一种“AAO+无机絮凝沉淀”组合工艺方法，以15mg/L曝气量对初始COD浓度为2000mg/L的废水进行净化处理，并投放80mg/LPFS无机絮凝剂，最终可使废水COD去除率提高至92.5%，达成废水高效净化目标。

关键词：废水处理；COD浓度；AAO工艺；絮凝沉淀

引言：考虑到实验用废水的COD浓度超标，含有大量有机物成分难以被微生物降解，因此在选用AAO工艺逐级降解厌氧、缺氧、好氧微生物的基础上，配合无极絮凝剂进行悬浮颗粒物的絮凝沉淀，借助生物降解+吸附组合工艺提升水质净化效果，以期为高COD浓度废水的净化处理提供借鉴意义。

1工艺实验设计

1.1实验用水选择

从污水处理厂取高COD浓度废水进行工艺实验，废水呈浅褐色、色度为80～100倍，有刺激性气味，进水水质中COD含量为9862mg/L，BOD5含量为2226.6mg/L，NH3-N含量为806.4mg/L，TN、TP含量分别为1207.8mg/L和54mg/L，pH值为7.8～8.2。

1.2仪器与试剂

实验仪器选用5B-3C型COD快速测定仪（北京连华大地科技发展有限公司），pHs-3C型酸度计（上海仪分科学仪器有限公司），ACO-318电磁式空气泵（内置4.8mm、3mm软管，广州海利集团有限公司），BL600调速蠕动泵（江苏普瑞流体技术有限公司），FA1104型电子分析天平（精度0.1mg，上海双旭电子有限公司），有机玻璃柱（上海光语生物科技有限公司）等[1]。

实验试剂包含LH-DEG-100样 COD抗高氯试剂（连华科技），PFS、PAC两种无机絮凝剂，PAM有机絮凝剂，接种污泥（曝气池取样）等。

1.3废水处理工艺设计

1.3.1装置设计

在废水处理工艺设计上，将储水池通过进水管依次与厌氧池、缺氧池、好氧池连接，在进水管与厌氧池之间设有调速蠕动泵及软管；缺氧池与好氧池分别通过曝气软管与空气泵连通，在软管上方安装有空气夹，且好氧池内放置曝气池；好氧池末端连接沉淀池及泵体，最终经由出水管将净化后的水排出。

1.3.2工艺原理

上述工艺装置的设计原理在于运用“AAO+絮凝沉淀”组合工艺降低废水中的COD浓度，并有效吸附沉淀物及杂质，实现废水达标排放。当高COD浓度废水由储水池流出后，在蠕动泵的驱动下经由软管在有机玻璃柱内不断向前推进，玻璃柱两端连通，可实现同步进水、出水；废水依次进入厌氧池、缺氧池与好氧池内，在缺氧池、好氧池与曝气管连接部位安装空气夹，可根据废水净化效果动态调节曝气量；在厌氧池底部经由蠕动软管与磁力搅拌器连接，利用搅拌器内置转子进行污泥的均匀搅拌，并通过注入营养液进一步增强污泥活性，借此逐步提高废水驯化活性污泥的能力[2]。

1.3.3实验参数

考虑到该项目中实验用水的COD浓度接近10000mg/L，倘若将废水直接送入系统中将超出污泥承载的负荷量，不利于其循环效果，因此在实验开始前预先对废水进行稀释处理，分别取浓度为2500mL/L、2250mg/L和2000mg/L的三种水样作为实验对照组，将厌氧池、缺氧池、好氧池的玻璃柱水力停留时间分别设为4h、4h和12h，并利用空气夹将缺氧池玻璃柱的含氧量控制在0.5mg/L以内，将好氧池连接曝气管的气体含量分别设置为5L/min、10L/min、20L/min，每间隔3d进行出水COD浓度的测试，对各实验组重复测量3次。在此基础上，取沉淀池进水口处水样置于1L烧杯内，向3个烧杯内各注入0.5L废水，并分别添加PFS、PAC和PAM三种絮凝剂，利用磁力搅拌器对烧杯内的混合液体均匀搅拌5min，静置10～20min后，利用滴管提取上清液进行COD含量、pH值的测定。

1.4数据分析方法

采用SPSS分析方法进行实验数据综合分析，并将分析结果以Excel表格形式呈现。

2结果与讨论

2.1不同COD浓度废水的处理效果

已知废水的COD浓度是影响实验结果的关键因素，当COD浓度过高时将增加污泥负荷，COD浓度过低不利于提高降解速度，因此在本次实验中分别选择出水浓度为2500mL/L、2250mg/L和2000mg/L的水样A、B、C进行测试[3]。通过观察好氧池出水口的COD去除率可知，在该工艺环节设置曝气量为15L/min，此时废水A的COD去除率为76.4%，废水B与C的COD去除率分别为78.9%和79.6%；而在厌氧池、缺氧池中，废水C与B的COD去除率同样较为相近，废水A的COD去除率则同比降低5%、10%左右。其中废水A的COD浓度最高，该废水由厌氧池至好氧池期间的COD去除率从33.5%提高至76.4%，增幅达到42.9%，证明其COD去除效果最佳。针对上述三种水样COD去除率差值不一的原因进行分析，主要取决于水力停留时间、曝气量两项指标，因此在后续AAO工艺应用环节应注意根据废水的初始COD浓度调整厌氧池、缺氧池的曝气量，延长好氧池的水力停留时间，缩小不同浓度废水在COD去除率上的差值，优化整体工艺运行的稳定性。

2.2好氧段不同曝气量下的COD去除率

根据不同浓度废水的COD去除率比较结果可知，曝气量是影响好氧池中COD浓度的关键指标，对此在保持A、B、C三种实验用水浓度不变的前提下，分别调节废水经过好氧池玻璃柱时的曝气量，将曝气量调节范围控制在0～20L·min-1范围内。观察三种废水的COD去除率变化情况，从中可以看出在曝气量为零的情况下废水B、C的COD去除率分别为48.0%和47.5%，显著高于废水A的COD去除率32.4%，说明经由厌氧、缺氧处理可有效降低废水中的COD含量；而经由好氧工艺处理后，在曝气量为5L·min-1时其COD去除率达到70%以上，最终曝气量为20L·min-1时其COD去除率达到76.4%，显著高于废水B和C。从中可以看出，在曝气量保持不变的前提下，废水初始COD浓度越高，其最终去除率越高，并且在曝气量达到15L·min-1后其COD去除率基本保持不变。

2.3絮凝段不同絮凝剂下的COD去除率

为检验有机、无机两类絮凝剂对于废水中COD去除率的影响，向浓度一定的实验废水中分别投入50～200mg·L-1絮凝剂，观察实验结果可以发现，COD去除率呈先增后降趋势，最终保持平稳值。其中以PFS絮凝剂的絮凝效果最优，在PFS投放量为80mg·L-1时，废水的COD去除率达到92.5%，同比其他两种絮凝剂其投放量更少、COD去除率更高，由此选定PFS为最佳絮凝剂。

结论：通过采用AAO与絮凝组合工艺进行污水处理厂废水中COD成分的净化处理，同比芬顿氧化等其他工艺其处理成本更低，且环境友好性强。在初始浓度为2000mg/L、曝气量为15min/L时投放80mg/L PFS絮凝剂，可使废水中的COD去除率超过90%，有效降低废水浊度，提升水质净化效果，为同类污水厂废水处理工艺优化提供示范经验。

参考文献：

[1]殷俊,吴卓,赵振振,等.强化絮凝沉淀+UASB+MBR工艺处理有机颜料生产废水[J].安徽化工,2022,(02):93-95+99.

[2]陈萍,陶恒畅,郭超华,等.非均相Fenton氧化法处理铅锌选矿废水[J].矿冶,2021,(06):109-112+119.

[3]陆健刚.絮凝沉淀预处理养猪废水影响因素研究[J].当代化工,2020,(09):1867-1870.