水力停留时间对水解酸化预处理造币废水影响的实验研究

郭远杰

（中国矿业大学（北京）环境与化学工程学院 北京 100083）

水力停留时间对水解酸化预处理造币废水影响的实验研究

郭远杰

（中国矿业大学（北京）环境与化学工程学院 北京 100083）

本实验采用水解酸化工艺对造币厂排出的废水进行预处理，通过观察CODcr，TOC，BOD5，可生化性，VFA指标的处理效率，确定最佳的水力停留时间，研究结果表明：当水力停留时间为6h时，水解酸化预处理反应器对各个指标的处理效率与其他水力停留时间相比都处于较高的水平，且为后续的处理提供了较为有利的条件。

造币废水；水解酸化；最佳水力停留时间；水质指标

造币废水主要来自造币厂。造币厂是国家指定的专门从事法定货币生产的特殊企业，主要生产国家法定流通纸币、硬币、普通纪念币、金银纪念币、纪念章，兼营生产铜合金坯饼和工业金银材[1]。此次需要的处理的废水主要来自于生产环节所产生的废水，国内外关于此种废水处理的相关文献很少，因此以印染废水为参考，对比几种印染废水现今比较常用及经济的预处理方法，最后选定利用水解酸化预处理此种废水，确定处理造币废水的最佳水力停留时间，并研究其处理效率。

水解酸化处理工艺的一般作为厌氧、好氧的前处理工艺在各种污水处理工程中有着较为广泛的应用，其主要作用就是提高废水的可生化性，可以使得原本难以生物降解的废水或者可以采用生物降解但不能达到较好处理效果的废水，经过水解酸化处理后可以用生物处理取的更好的处理效果[3]。水力停留时间是水解酸化工艺设计和运行的重要参数[2]，本实验就是通过控制水力停留时间来达到水解酸化的目的，总体来说，水解酸化反应是集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解功能于一体的多功能水处理工艺[3]。

1 试验水质及方案

1.1 废水水质

实验废水取自某造币厂某生成环节后所产生的废水，这种废水气味大，色度很高，可生化性较差。那么可在处理之前对其与进行稀释处理，这样可以减小处理难度，节约处理成本。废水未稀释前水质，进水 pH为 7.62,，CODcr为 17508.25mg·L-1，TOC为7475.67mg·L-1，BOD5为 1714.84mg·L-1，B/C为 0.0980，VFA为23.67mg·L-1。

1.2 试验方案

将从厂里取回的水稀释约10倍后进入水解酸化反应器中进行水解酸化预处理。水解酸化反应器由有机玻璃制成，有效容积为11.2L。水解酸化池内的接种污泥取自于北京市密云某污水处理厂的消化污泥。反应器及污泥驯化工作完成后，通过实验研究不同的水力停留时间对进出水CODcr，TOC，BOD5，可生化性，VFA处理效果的影响，对上述参数的处理效果进行分析，从而确定最佳的水力停留时间，为水解酸化预处理造币废水提供有用的运行参数。

1.3 指标测定方法

CODcr、BOD5、SS、VFA、pH的测定采用常规水质分析方法进行测定，TOC采用实验室仪器进行测定。

1.4 反应器的启动

初期采用间歇进水，水力停留时间定为12h，废水稀释25倍，与营养液按比例混合进水，控制进水浓度在1000mg/L左右。一周后，逐渐提高进水浓度；20天后开始连续进水；30天后原水稀释10倍直接进水；50天后，水解酸化反应器污泥呈黑褐色，CODcr的去除率较为稳定，此时说明反应器已成功启动。

2 结果与讨论

2.1 水力停留时间对出水VFA的影响

废水经过水解酸化预处理后，被降解的部分主要产物是挥发性脂肪酸即VFA，在后续的好氧或者厌氧的工艺中，它很容易被微生物利用并转化[3]。通过试验可以得出，不同的水力停留时间下其挥发性脂肪酸的含量在处理前后都有不同程度的升高或降低，在水力停留时间为10h时表现最为明显即VFA含量升高了约0.7mg·L-1，在水力停留时间为 12h、6h、4h时分别为 0.41mg·L-1，0.1mg·L-1，0.13mg·L-1,，而在 HRT为 8h的条件下并无显著的变化。

2.2 水力停留时间对出水COD及TOC去除的影响

对污染物质化学结构和性质的改变是水解酸化工艺的重点，并不在于其量的去除，且COD的去除主要是依靠污泥层的截留作用和大颗粒有机物质的沉淀作用为完成的。

从试验中可得出HRT为12h时，CODcr和TOC的去除效率为所有HRT下最高分别为23.12%和27.44%，而在水力停留时间为10h、8h及4h的CODcr及TOC的去除效率不及水力停留时间为6h时，即16.22%及13.29%。

2.3 水力停留时间对出水BOD5及可生化性的影响

由于造币废水其成分特殊难于降解，因此其可生化性比较低。当水力停留时间大于8h时，随着时间的增加可生化性并没有发生特别显著的变化。但是当水力停留时间在6h和4h时，可以看出进出水的可生化性分别由0.096升至为0.12和0.18。这说明经过水解酸化反应可以有效的提高废水的可生化性。

3 结语

本次实验通过研究在不同水力停留时间下对废水CODcr，TOC，BOD5，B/C，VFA的处理效果可知，虽然随着水力停留时间的减少，这些指标在整体上并没有固定变化趋势，但是综合各个指标的处理情况可知在水力停留时间为6h时，CODcr及TOC的去除率较高，可生化性较好，挥发性脂肪酸的含量增加，为后续的好氧或者厌氧处理提供有利条件。综合考虑，确定水解酸化反应器的最佳水力停留时间为6h。此次实验仅仅改变了废水在水解酸化池中水力停留时间，并没有考虑其他因素譬如pH，温度，C/N等的影响。

[1]徐新阳，胡春雷.沈阳造币厂铜合金坯饼光饰废水处理工艺研究[J].水处理技术，2004，（02）:119-121.

[2]李亚新.活性污泥法理论与技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2007：511-526.

[3]张安龙，吴冰华，朱友胜，刘怡.水解酸化预处理废纸造纸废水[J].纸和造纸，2013，（07）：50-54.