武漢徑河化工廠高濃度廢水的預(yù)處理試驗研究

1、武漢徑河化工廠高濃度廢水的預(yù)處理試驗研究武漢徑河化工廠高濃度廢水的預(yù)處理試驗研究Study on the Pretreat Process of High Concentration Chemical WasteWater摘要：本文通過對高濃度化工廢水的預(yù)處理試驗，探索了混凝劑的種類和用量，驗證了處理工藝的可行性，使之達(dá)到符合生化處理的程度，為生產(chǎn)運(yùn)行提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：化工廢水 預(yù)處理 混凝劑武漢徑河化工廠是一個以生產(chǎn)合成橡膠等精細(xì)化工原料為主的國有小型化工企業(yè)，該廠產(chǎn)生的廢水主要源于：生產(chǎn)塑解劑 SJ-103 車間的洗滌水和生產(chǎn)車間地坪沖洗水；生產(chǎn)增塑劑 A 車間洗滌水和生產(chǎn)車間地坪沖洗水，

2、總水量為18m3/d。這些廢水中 BOD5、COD、油脂類等多種污染物超標(biāo)，給受納水體造成了嚴(yán)重污染，故對其治理很有必要。受徑河廠污水處理工程設(shè)計單位武漢鋼鐵設(shè)計院的委托，我們對該污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了中試，以驗證處理工藝的可行性和可靠性。中試過程中，探索了預(yù)處理采用何種藥劑及劑量問題，獲得了相關(guān)的定性定量分析數(shù)據(jù)。本文僅就中試過程中預(yù)處理部分予以介紹.至于生化處理部分將另文介紹。1 廢水性質(zhì)與處理工藝經(jīng)現(xiàn)場勘察及水樣檢測，徑河廠廢水水質(zhì)見表 1表 1 徑河化工廠生產(chǎn)廢水水質(zhì)分析分類塑解劑車間廢水增塑車間廢水BOD5(mg/l)60070020003000COD(mg/l)300003000700

3、0BOD5/CODCr(%)2.34366ss(mg/l)60100100150pH1.32.56.5水溫()80該廠廢水屬混合性污水，表現(xiàn)出：廢水性質(zhì)復(fù)雜(經(jīng)檢測水中含六氯苯、NaHs、DMF 等化工物質(zhì))；COD 含量遠(yuǎn)高于一般廢水；顯酸性，須中和后方能進(jìn)行生化處理；BOD5值偏高；色度、SS 不高。據(jù)此性質(zhì)，要求采用生化處理法為主的組合處理工藝，以達(dá)到處理要求。武鋼院提出了“物化生化物化”的組合處理工藝。其流程圖如下：圖 1 組合工藝流程圖該處理系統(tǒng)采用厭氧好氧生物膜技術(shù)，結(jié)合物化的組合工藝，使整個系統(tǒng)的處理效率、穩(wěn)定性、適應(yīng)性及抗沖擊負(fù)荷能力高于一般生化處理工藝1。對調(diào)節(jié)后的原水進(jìn)行生

4、化處理是本工藝的關(guān)鍵。為能得到相關(guān)工藝參數(shù)，按武漢鋼鐵設(shè)計院設(shè)計的處理工藝，我們制作了試驗裝置。其流程見圖 2圖 2 試驗裝置流程圖試驗裝置按武鋼院設(shè)計的處理工藝做了比例縮小，試驗參數(shù)參照設(shè)計參數(shù)進(jìn)行，實驗廢水為武漢徑河廠廢水或按比例加自來水稀釋作為進(jìn)水，試驗進(jìn)水水質(zhì)調(diào)節(jié)為：表 2 試驗水質(zhì)表分類原水稀釋后水BOD5(mg/l)15002100500800CODCr(mg/l)8500950025003500SS100200pH5.56.06.06.72 石灰預(yù)處理在試驗開始階段，考慮采用 A/O 工藝處理化工廢水,未投加混凝劑.試驗過程中，由于進(jìn)水 pH 值較低，水質(zhì)復(fù)雜，水樣 CODCr值

5、偏高，考慮投加混凝劑。投加混凝劑可以使廢水中帶負(fù)電的膠體雜質(zhì)起壓縮擴(kuò)散層及電中和作用,在膠體雜質(zhì)微粒之間起粘結(jié)架橋作用,以及使其自身形成氫氧化物絮狀體，在沉淀中對水中膠體雜質(zhì)起吸附卷帶作用。其中，以粘結(jié)架橋作用為主。從而使原水 COD值下降，色度、SS 值降低，減少后續(xù)處理難度。對于此次工業(yè)廢水還需針對生化處理工藝所需 pH 值加以調(diào)節(jié)。對各種混凝藥劑進(jìn)行相關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析比較，并考慮用戶需求后，決定采用石灰為預(yù)處理藥劑。選取原因為：石灰貨源充足，價格低廉；有成熟使用經(jīng)驗，易配制；石灰呈堿性，可調(diào)節(jié)原水pH 值；石灰有良好凝聚吸附性能，可有效去除原水 COD 值；生成絮凝體密實、沉淀快，易與水

6、分離34。為精確計量處理效果，采用分析純 Ca(OH)2。2.1 試驗裝置及材料裝置：A/O 固定床生物膜處理系統(tǒng)(反應(yīng)器采用有機(jī)玻璃，圓形厭氧反應(yīng)器規(guī)格2001500mm；圓形好氧反應(yīng)器規(guī)格1501700mm，內(nèi)裝 YDT 立體彈性生物填料)、1000ml 量筒，攪拌裝置、哈希 COD 儀、DR/2010 分光光度計，YSI55DO儀、奧利龍 818pH 測試儀等。材料：分析純 Ca(OH)2。2.2 試驗過程在原水或按 1:2 比例與自來水稀釋后的水中，投加不同數(shù)量的 Ca(OH)2，快速攪拌混合 11.5min，使廢水中的膠體顆粒脫穩(wěn)聚集；降低轉(zhuǎn)速，慢速攪拌反應(yīng)35min，然后靜沉 30

7、min。在反應(yīng)階段，由聚集作用所形成的絮體在接觸絮凝作用下，與廢水中原有微粒結(jié)成了白色絮狀物質(zhì)，并開始下沉。取水樣檢測 pH與 CODCr。2.2.1 原水直接投加 Ca(OH)2試驗如前述，兩車間進(jìn)水混合后 pH=6，CODCr=85009500,若能直接投加 Ca(OH)2混合，不僅可減少后續(xù)處理負(fù)擔(dān)，還能減少調(diào)節(jié)用水量。表 3 原水直接投加 Ca(OH)2試驗原水(L)添加 Ca(OH)2(mg/L)pH進(jìn)水 CODCr(mg/L)出水 CODCr(mg/L)去除率(%)106.03930014006.869300790015.115006.819300770017.216007.109

8、300740020.4110007.259300700024.7115007.519300650030.1注：水溫 18.216隨著投加量的增大，沉淀物增多，原水色度降低、變清、去除 COD 率可達(dá) 30%左右，但經(jīng)多次試驗仍難保證既將廢水 COD 值降至符合生化處理要求，又能使廢水 PH 值也適應(yīng)生化處理工藝(pH8,對 A/O 法不利)。因此，直接向原水投加Ca(OH)2是不大可能同時滿足上兩項要求的。我們改用對原水稀釋后，再進(jìn)行預(yù)處理。2.2.2 稀釋水投加 Ca(OH)2預(yù)處理表 4 投加 Ca(OH)2預(yù)處理項目序號水量(L)投加 Ca(OH)2(mg/L)pHCOD 進(jìn)(mg/L)

9、COD 出(mg/L)去除率(%)1106.3345021206.71345032505.8031406.80345031109.8641506.883450305011.58511006.903450297013.83611506.953450277019.62712007.133450250027.44注：1.水溫 14.418。2.其它投加量降低 COD 的數(shù)值，大體可按表中數(shù)據(jù)用插值法求出。表 4 數(shù)據(jù)說明，稀釋廢水，投加適量 Ca(OH)2后，PH 值升高，COD 下降至適于生化處理。投加量越大，水中 COD 去除率越高。投加量大于 200mg/L 時，水中沉淀物過多造成后續(xù)生化處理

10、試驗效果下降。而投加量小于 50%，值過小，達(dá)不到預(yù)處理效果。故投加預(yù)處理藥劑量確定在 110150mg/L 之間，依稀釋水質(zhì)而定。為判斷預(yù)處理效果，分別取進(jìn)水(CODCr為 3450mg/L)、出水(CODCr為2770mg/L)，測 BOD 分別為 740mg/L 和 700mg/L，廢水可生化性上升，原水色度也明顯下降?？梢姡Ч黠@，適于后續(xù)生化處理。2.3 組合工藝運(yùn)行試驗預(yù)處理后原水水質(zhì)穩(wěn)定，經(jīng) A/O 法混凝沉淀活性炭吸附后，CODCr去除率可達(dá) 90%。出水 CODCr達(dá)到設(shè)計要求。若將原水稀釋倍數(shù)加大，使稀釋水 CODCr2000mg/L，則處理效果會更好。3 結(jié)論與建議投加

11、 Ca(OH)2有利于此類化工廢水處理，將原水稀釋后投加 Ca(OH)2優(yōu)于直接向原水投加 Ca(OH)2。Ca(OH)2投加量受沉淀物量與適于生化處理要求雙重制約，一般取值范圍在50200mg/L 之間。按 1:2 稀釋原水 CODCr值仍然偏高，若增大稀釋倍數(shù)將對石灰預(yù)處理和后續(xù)生化處理有利，但會增大水資源的消耗。此次試驗是在室溫較低(18以下)、多雨天氣條件下進(jìn)行的，其他情況下，Ca(OH)2反應(yīng)能力可能略有變化。由于時間及經(jīng)費(fèi)的限制，此次未能開展更高層次的預(yù)處理研究。建議待全套廢水處理裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，以運(yùn)行實測數(shù)據(jù)的概率分布為依據(jù)，以預(yù)處理后出水 pH 值及COD 值最佳（最有利于后續(xù)生化處理）為限定條件，以經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)函數(shù)，以原水水質(zhì)、稀釋水比例及藥品投放量為設(shè)計變量，建立最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。然后，選擇適