钙化颗粒污泥特征及其对造纸废水处理效能的影响郭徽

钙化颗粒污泥特征及其对造纸废水处理效能的影响郭徽1，赵党阳2，王耀1，齐云洹1（1.河南银鸽实业投资股份有限公司技术中心，河南漯河462000；2.漯河市环境卫生管理处，河南漯河462000）［摘要］为了解钙化颗粒污泥特征，本研究考察了生产性IC反应器处理废纸造纸废水中钙化颗粒污泥的外观形态、无机物含量及其对后续好氧处理效能的影响。结果表明，IC反应器进出水钙镁总量分别为2178mg/L、1128mg/L，约51%的钙镁离子被颗粒污泥吸收。钙化程度越高，颗粒污泥的颜色越浅，粒径越大。上升流速大于4m/h，有利于钙化颗粒污泥沉积在IC厌氧反应器底部。［关键词］IC反应器；造纸废水；钙化颗粒污泥；污泥特征［中图分类号］X820.3［文献标识码］B［文章编号］1002—0624（2018）11—0058—03目前，对颗粒污泥的研究多停留在如何快速培养、及其在不同厌氧反应器中的特性上，而对钙化颗粒污泥的研究较少。因此，文中探讨了河南某废纸造纸厂钙化颗粒污泥特征及其对废水处理效能的影响，为废纸造纸废水处理厂的运行提供参考。1材料与方法1.1工艺流程图1污水处理系统工艺流程图图1是该废纸造纸厂污水处理系统工艺流程图。由图1可知，污水经机械格栅池拦截粗大悬浮物后进入集水池，经斜筛对细小纤维回收后，自流进入初沉池。初沉池中，大部分悬浮物沉降后去除，出水经预酸化池和调节池后进入3台并联运行的IC厌氧反应器。厌氧出水由泵送入氧化沟，出水自流经二沉池沉淀后，经深度处理系统后进入芬顿处理系统后，流入三沉池继续沉淀后，出水达标排放。各阶段产生的污泥送至污泥混合池，压滤成泥饼送至锅炉掺烧。1.2测定方法污水钙镁总量的测定采用EDTA滴定法（GB7477-1987），颗粒污泥无机物含量测定采用600℃灼烧减重法。氧化沟SV30、MLSS采用标准方法测定。2结果与分析2.1IC反应器进出水硬度分析为了考察反应器进出水的硬度，该研究定期测定了进出水钙镁含量（见表1）。由表1可以看出，IC进水钙镁总量2178mg/L，1号IC反应器出水的钙镁总量为1603mg/L，类似地，江苏某废纸造纸企业IC反应器进出水硬度2183mg/L，1633mg/L。从进出水硬度的数据来看，厌氧IC出水平均值在1128mg/L，去除约51%的钙镁离子，氧化沟出水平均值在593mg/L，平均约有47%的钙镁离子被去除，沉积下来的钙机械格栅集水池斜筛初沉池预水解池调节池IC反应器氧化沟沉淀池沉淀池混凝池脱气池氧化池污泥浓缩池污泥混合池板框压滤机达标排放污水滤液污泥沼气脱硫发电纤维回用水生态环境东北水利水电2018年第11期··58DOI:10.14124/j.cnki.dbslsd22-1097.2018.11.025镁大多数都会沉积在活性污泥上，使活性污泥的活性下降。测定前2号IC反应器、3号IC反应器补充过颗粒污泥，新加入的颗粒污泥的钙化程度较低，能吸附一部分钙镁离子，所以出水钙镁总量较1号IC低。2.2钙化颗粒污泥特征对运行的IC反应器内部颗粒污泥烘干并对其无机物含量进行一定时间的检测，污泥无机物含量测定结果见表2和表3。表22号IC活性污泥无机物含量测定结果表33号IC活性污泥无机物含量测定结果从无机物含量的测定结果来看，两个IC厌氧反应器无机物含量，均随距地面高度增加呈现先增加后降低的趋势，3号颗粒污泥无机物含量要大于2号IC。从烘干后污泥的颜色上看，2号IC颗粒污泥的颜色与3号IC存在明显差异。3号IC颗粒污泥的颜色大部分为黄色，2号IC反应器内颗粒污泥的颜色有黑色和黄色两种，随距地面高度的增加，黑色颗粒污泥的比例减少。这可能与2号IC、3号IC新补充厌氧污泥的数量不同有关。颗粒污泥烘干后的颜色可反映其钙化程度，钙化程度较低的颗粒污泥为黑色，而钙化程度较高的颗粒污泥为黄色。从污泥形状上看，大颗粒污泥一般以椭球形为主，而较小颗粒污泥则以球状居多。随着距地面高度的增加，3号IC厌氧反应器内大颗粒污泥的数量减少，这与3号IC上升流速较大（超过4m/h）有关，大颗粒污泥因比重较大，分布在反应器的底部，而粒径较小的颗粒污泥，因比重较小可随水上升到较高的高度。2号IC厌氧反应器内的颗粒污泥的分布状况与3号IC有显著差异。2号IC厌氧反应器内的颗粒污泥粒径差异不大。这可能与2号IC上升流速较低（小于4m/h）有关，由于流速不足，使反应器内颗粒污泥产生堆积层。说明上升流速会对厌氧反应器内的污泥分布状况产生影响，对反应的效率产生影响。因此，在IC运行时，需定时监测颗粒泥量及状态，保证上升流速大于4m/h，使反应器内污泥呈流化状态，使比重大的钙化颗粒污泥沉积在反应器底部后，加强底部排泥，保证厌氧颗粒活性的生长更新。2.3IC颗粒污泥钙化对后续好氧处理的影响正常运行的氧化沟SV30300mL/L，MLSS3500~4000mg/L。对颗粒污泥钙化严重时期，正常运行的氧化沟主要指标进行一定时间的检测，其测定数据如表4所示。表4氧化沟主要指标测定结果氧化沟污泥在载玻片上肉眼可见黑色渣子，显微镜观察活性污泥的絮粒较小、胶团较小，无机水样IC进水1号IC出水2号IC出水3号IC出水氧化沟出水二沉池出水钙镁总量/（mg/L，以碳酸钙计）1210016501090790--222001430870980640-3246017301160990520-41950-700540620570平均值21781603955825593570取样口54321距地面高度/m14.010.97.84.71.6均值/%61.285.185.583.379.4取样时间54321距地面高度/m16.81.39.25.41.6均值/%45.686.487.587.788.7表1钙镁总量变化测定结果取样时间123456SV30/（mL·L-1）1281108380100950MLSS/（mL·L-1）859069406430560062806500SVI14.915.912.914.315.914.6无机物含量/（%）70.971.876.571.971.772.02018年第11期东北水利水电水生态环境··59颗粒粘附在活性污泥上。由于无机物含量在70%以上，活性污泥沉降太快，氧化沟出水过滤困难，黏附性差，对去除效果产生影响。3结论1）废纸造纸废水经过IC反应器处理后，大约51%的钙镁离子沉积在颗粒污泥中。2）钙化程度较高的颗粒污泥烘干后为黄色、椭圆形、粒径较大。3）IC反应器中颗粒污泥的钙化导致其后续好氧处理单元中无机物含量高达70%以上，处理效能显著降低。［收稿日期]2018-07-18文地质条件，泄水孔的总泄水量应该满足400m3/h的要求，在具体施工过程中要结合具体的泄水量，对泄水孔的数量和方位进行不断调整。3.3诱导注浆效果分析在注浆施工完成之后，通过检查孔的方式对注浆效果进行分析。在检查孔设置上采取“整体覆盖，重点突出”的原则设置了15个检查孔，最大控制范围设定到开挖外轮廓线外6m。通过对检查孔涌水情况的分析显示，隧洞的顶部和两侧上方治理效果良好，而拱底和两侧底部由于地质环境复杂且为强富水区，虽然涌水量已经显著降低，但是仍存在突水风险。因此，增设10个补强注浆孔，对上述区域进行再次强化注浆。在强化注浆完工后，对补强孔的涌水量进行复钻检验，90%的钻孔达标，具备开挖条件。在检验过程中将5号和14号钻孔兼作取芯孔，对钻取的岩芯进行观测可知，围岩浆液充填率较高，说明注浆加固效果良好。4结语针对蒲石河抽水蓄能电站输水隧洞全风化围岩和富水性特点，采用泄水诱导注浆技术进行围岩固结灌浆。在灌浆加固结束之后，随即进行输水隧洞开挖，通过开挖施工显示，掌子面突水突泥问题得到了有效控制，不仅干燥、密实，而且具有较强的自稳能力。在注浆部位的岩土中，能够清晰看出大量具有良好延展性的浆脉分支，并以劈裂的形式延伸扩展。通过这些浆脉的支撑和压实作用，围岩的强度和整体性显著提升。经过注浆治理，输水隧洞施工顺利通过全风化围岩段，未发生重大工程事故。［参考文献］［1］赫岩松，郭红永，荆凯，王培杰，韩宏韬，杜丹晨，张航.蒲石河电站地下厂房排水降渗安全运行分析［J］.水电能源科学，2016，3401：115-118.［2］张大年.输水隧洞超前小导管注浆支护数值模拟研究［J］.黑龙江水利，2017，301：63-66.［3］何发亮，张玉川.隧道施工地质灾害与不良地质体其预报［M］.西南交通大学出版社，2011.［4］彭鹏.基于层次分析法的坝基帷幕灌浆方案评估探析［J］.水利规划与设计，2016，03：47-49.［5］黄强，刘修跃，陆小军，黄大茂，熊启煜.三里坪大坝灌浆工程质量与进度控制［J］.人民长江，2012，06：14-16.［6］LIShu-cai,LIGuo-ying.EffectofheterogeneityonmechanicalandacousticemissionCharacteristicsofrockspecimen［J］.JournalofCentralSouthUniversityofTechnology,2010，17：1119-1124.［7］Ju-WonYun,Jeong-JunPark,Young-SamKwon,ect.Cement-BasedFractureGroutingPhenomenonofWeatheredGraniteSoil［J］.GeotechnicalEngineering,2017，21（1）：232-242.［8］李术才，张伟杰，张庆松，等.富水断裂带优势劈裂注浆机制及注浆控制方法研究［J］.岩土力学，2014，35（3）：744-752.［收稿日期]2018-05-31编号12345678开孔点坐标X-3.12-3.823.82-5.164.624.52-4.63-4.52Y-3.27-3.7-3.67-4.471.160.431.160.43终点坐标X-8.23-8.648.64-8.649.758.42-10.58-7.24Y-6.11-9.63-9.63-8.63-8.87-10.31-9.77-11.38孔深/m36.831.533.532.532.032.532.033.5套管长度/m2524242422242525表1泄水孔参数设计表（上接第52页）􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫􀤫水生态环境东北水利水电2018年第11期··60