氣浮_水解酸化_高效接觸氧化工藝處理汽車廢水

1、北方環(huán)境第30卷第2期NORTH ENV I RONMENT 2005年4月氣浮-水解酸化-高效接觸治理技術(shù)氧化工藝處理汽車廢水龔麗雯, 王成云, 陳建湘, 李京會1234(1. 4深圳市龍崗區(qū)自來水有限公司, 廣東深圳518115;2. 深圳出入境檢驗局, 廣東深圳518045; 3. 深圳市朗坤環(huán)境技術(shù)有限公司, 廣東深圳518029摘要對某汽車公司的廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造, 采用氣浮-水解酸化-高效接觸氧化工藝對其廢水進(jìn)行了處理, 在水解酸化池中使用生物微電解填料, 在接觸氧化池內(nèi)使用LK40彈性立體網(wǎng)狀生物親和性組合填料。經(jīng)該體系處理后, 出水水質(zhì)為pH =69、SS <60mg

2、/L、COD Cr<90mg/L、BOD 5<20mg/L、石油類<5mg/L,達(dá)到DB 44/26-2001中一級標(biāo)準(zhǔn), 其處理費用為1. 91元/m3。關(guān)鍵詞氣浮-水解酸化-高效接觸氧化汽車廢水Treat m ent of W aste water Fr om Vehicle A sse mbly Manufacturer by A ir Fl oatati on -Hydr olytic Acidificati on -H igh Perf or mance Contact Oxidati on Pr ocessGong L i w en 1, W ang Chengy

3、un 2, Chen J ianxiang 3, L i Jinghui 4(1. 4LonggangW ater -Supp ly Co . L td, Shenzhen 518115; 2. Shenzhen Entry -Exit I ns pecti on and Quarantine Bureau, Shenzhen 518045;3. Shenzhen Leoking Envir onmental Technol ogy Co . L td . , Shenzhen 518029Abstract :A treat m ent syste m f orwastewater fr om

4、 vehicle asse mbly manufacturer has been i m p r oved app lying air fl oatati on -hydr olytic acidificati on -high perfor mance contact oxidati on p r ocess . B i om icr oelectr olysis filters has been used in the hydr olytic acidificati on basin and LK 40elastic net w ork bi o -affinity asse mble f

5、ilter has been app lied in the contact oxidati on basin . The results show that the outletwater treated by this p r ocess is quite enough t o meet the waste water discharge standard of DB 44/26-2001, in which the pH value is bet w een 6and 9, the concentrati on of sus pending materials is l ower tha

6、n 60mg/L,the concentrati on of CODCr is l ower than 90mg/L,the concentrati on of BOD5is l ower than 20mg/Land the concentrati on of petr oleum chem i 2cals is l ower than 5mg/L.The cost is only 1. 91yuan per m3.Key words :A ir Fl oatati on -Hydr olytic Acidificati on -H igh Perf or mance Contact Oxi

7、dati on W astewater Fr om Vehicle A sse mblyManufacturer某汽車公司的生產(chǎn)車間位于廣東省惠州市大亞灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi), 其外排的廢水經(jīng)排水管網(wǎng)最終進(jìn)入淡水河的坪山河支流新寮段。為保護(hù)環(huán)境, 避免廢水對周圍環(huán)境造成污染, 必須對其廢水進(jìn)行處理。該公司原來的處理系統(tǒng)處理效果不佳, 不能滿足要求, 因此對該系統(tǒng)進(jìn)行了改造。經(jīng)改造后的系統(tǒng)處理后, 其水質(zhì)達(dá)到DB44/26-2001廣東省水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級標(biāo)準(zhǔn)(第二時段 。電解、沉淀、砂濾、碳濾等工序, 處理流程長, 處理流程復(fù)雜, 處理工序多, 許多工序的作用和目的重復(fù)。2、缺乏相應(yīng)的控制工序

8、。如氣浮機未設(shè)液位控制裝置, 排渣量無法控制, 進(jìn)水未進(jìn)行pH 值自控, 出水的pH 值僅為3. 5, 呈較強的酸性, 而氣浮工藝卻要求廢水應(yīng)在中性或偏堿性范圍內(nèi), 否則混凝劑在水中的溶解性很強, 沉淀性能降低, 氣浮效果很差, 出水渾濁。3、運行成本高。原廢水處理設(shè)施采用破乳-電解工藝, 由于原廢水中的主要污染物帶電荷較少, 無法直接進(jìn)行電解, 必須加入大量的酸及鹽類物質(zhì), 才能保證電解的順利進(jìn)行, 因此藥品消耗很大。4、操作維護(hù)不便。原廢水處理設(shè)施缺乏相應(yīng)的自控設(shè)備, 且由于場地等原因而操作困難, 電解設(shè)備的電極板消耗快, 更換困難。原廢水處理系統(tǒng)的效率較低, 經(jīng)測定, 當(dāng)原廢水(pH =

9、6. 01 的COD Cr 為27653mg/L表1生活污水水質(zhì)SS 200mg/LCOD Cr 400mg/LBOD 5200mg/L1廢水來源和性質(zhì)進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)的廢水包括生活污水和工業(yè)廢水, 生活污水排放量為約63. 2m 3/d,連續(xù)排放。工業(yè)廢水包括清洗機廢液、機加工冷卻廢液、清洗廢水, 其排放量為約49. 95m /d。清洗機廢液主要包括清洗機廢液、涂裝清洗廢水等,3排放量為14. 4m /次, 排放周期為1015日/次。機加工冷卻廢液主要是切削廢液, 排放量為61. 35m 3/次, 排放周期為1530日/次。清洗廢水主要是地面清洗廢水, 排放量為約44. 9m /d,連續(xù)排放

10、。33為掌握廢水的水質(zhì), 委托深圳市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站對廢水進(jìn)行水質(zhì)分析, 結(jié)果分別見表1和表2。2工藝流程的確定該公司已對廢水進(jìn)行處理, 但其廢水處理系統(tǒng)存在以下問題:1、原廢水處理設(shè)施采用了隔油、油水分離、氣浮、破乳、收稿日期2005-03-03作者簡介龔麗雯(1968 , 女, 工學(xué)碩士, 高級工程師, 主要從事給水排水及水處理工作。51時, 經(jīng)該系統(tǒng)處理后, 氣浮出水的COD Cr 為1006mg/L(pH =3. 64 , 沉淀池上清液的COD Cr 為435mg/L(pH =3. 39 ?？汕逑礄C廢液排放量排放周期pH COD Cr BOD 5SS14. 4m 3/次1015日/次8.

11、 5285109979218356056見, 該系統(tǒng)的處理效率確實較低。表2工業(yè)廢水水質(zhì)機加工冷卻廢液61. 35m 3/次1530日/次8. 5285109979218356056清洗廢水44. 9m 3/d全部工業(yè)廢水平均49. 95m 3/d連續(xù)825509602604450連續(xù)6. 5350200100100石油類從表1、表2可以看出, 生活污水的主要污染物為SS 、COD Cr 、BOD 5, 工業(yè)污水主要污染物為石油類、C OD Cr 、BOD 5于排放標(biāo)準(zhǔn), 但其C OD Cr 卻高于排放標(biāo)準(zhǔn)。處理后產(chǎn)生的沉淀物的沉降性能較差, 適于采用氣浮法進(jìn)行處理。經(jīng)氣浮法處理后的廢水中懸浮

12、物的含量很低, 導(dǎo)電性差, 宜采用操作簡單、運行成本低的生化處理方法。同時該公司還有一定量的生活污水需要處理, 而生活污水的最適宜處理方法也是生化法, 因此可將生活污水和經(jīng)氣浮法處理的工業(yè)廢水合并處理。合并后的混合廢水具有一定的可生化性, 但可生化性較差, 不宜直接采用好氧生化法處理。作者曾以LK40型生物親和性組合填料為接觸氧化池的填料, 采用高效接觸氧化工藝成功對印染廢水和養(yǎng)豬場廢水進(jìn)行了處理4-5。因此, 本設(shè)計采用氣浮-水解酸化-高效接觸氧化工藝來處理汽車廢水, 其工藝流程見圖1。生活污水的水質(zhì)變化相對較小, 但工業(yè)廢水水質(zhì)變化很大, 且清洗機廢液和機加工冷卻廢液間歇式排放, 水質(zhì)、水

13、量不均勻, 沖擊負(fù)荷很大, 為保證處理效果, 設(shè)計處理量必須高于實際平均排放量。因此, 工業(yè)廢水設(shè)計處理量為平均排放量的1. 3倍, 生活污水設(shè)計處理量與排放量相等 。和懸浮物。可見, 該公司的廢水主要為高濃度有機廢水, 對這類廢水的處理, 通常采用水解酸化-曝氣生物濾池工藝1-2或水解酸化-接觸氧化工藝3。向廢水中投加混凝劑P AC 和助凝劑P AM , 同時將廢水的pH 值調(diào)節(jié)至7. 58. 5, 可使廢水中的油類物質(zhì)及懸浮物充分沉降。廢水經(jīng)處理后分為三層, 下層為沉渣, 上層為浮油, 中間為清澈透明的水相, 處理前后廢水中的主要污染物見表3。表3處理前后廢水中的主要污染物處理前COD C

14、r SS27653mg/L2257mg/L50127mg/L處理后402mg/L9. 2mg/L3. 3mg/L石油類從表3可知, 即使是濃度很高的廢水, 采用混凝劑P AC 和助凝劑P AM 處理后廢水中的SS 和石油類物質(zhì)也大大低圖1廢水處理工藝流程圖523主要構(gòu)筑物本系統(tǒng)的主要構(gòu)筑物見表4。表4主要構(gòu)筑物一覽表序號12345678名稱工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池反應(yīng)池沉淀池生活污水調(diào)節(jié)池高效水解酸化池新型接觸氧化池斜板沉淀池污泥濃縮池數(shù)量11111111外形尺寸(mm 4000×2750×42002000×1000×35002560×2000×

15、;35004000×1810×40005000×4560×52004560×2000×52004560×2000×35004000×2000×3000有效容積(m 3402152590302515停留時間6h 20m in 2. 4h 4h 8. 5h 2. 9h 2. 8h備注防腐鼓風(fēng)攪拌表面負(fù)荷1. 2m 3/m2h內(nèi)設(shè)生物微電解填料內(nèi)設(shè)生物親和性填料表面負(fù)荷1. 4m 3/m2h4結(jié)果與討論工業(yè)廢水先進(jìn)入提升井, 經(jīng)潛水泵提升后進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施。工業(yè)廢水的產(chǎn)生與排放具有一定的沖擊性, 而后

16、需處理設(shè)施則要求廢水的水質(zhì)和水量相對穩(wěn)定, 因此設(shè)置調(diào)節(jié)池來調(diào)節(jié)廢水的水量和水質(zhì), 同時對廢水進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌, 使廢水混合均勻。廢水中含有大量的油類物質(zhì), 飄浮于水面上, 因此設(shè)置油水分離器除去廢水表面的浮油, 油水分離器的參數(shù)為:分離器內(nèi)水流速度<2mm /s, 停留時間>10m in 。從油水分離器收集到的浮油根據(jù)實際情況進(jìn)行進(jìn)一步的處置。油水分離后的廢水進(jìn)入混凝反應(yīng)罐, 向廢水中投加混凝劑P AC 和助凝劑P AM , 同時通過Ph 自控系統(tǒng)將廢水調(diào)節(jié)至偏堿性, 使廢水中的懸浮物和油類物質(zhì)生成絮團(tuán), 為后續(xù)的氣浮處理創(chuàng)造條件, 混凝反應(yīng)的時間不少于10m in, 同時進(jìn)行機械攪

17、拌, 攪拌速度為60r pm 。經(jīng)混凝反應(yīng)后的廢水進(jìn)入氣浮機, 氣浮機包括氣浮罐、刮渣機、溶氣罐等幾個部分, 通過溶氣罐產(chǎn)生的溶氣水將氣浮罐內(nèi)的絮團(tuán)帶至水面, 形成浮渣, 飄浮于水面上而被刮渣機除去, 浮渣進(jìn)入污泥濃縮池, 氣浮罐下部清液則進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施。氣浮機是本系統(tǒng)的核心設(shè)備, 其處理效果決定整個處理系統(tǒng)的處理效率, 因此選用LK QF -4氣浮機, 它是一種先進(jìn)的廢水處理設(shè)備, 處理量為4m 3/h,具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、占地面積小、投資省、處理成本低等優(yōu)點, 操作方便, 適應(yīng)性強, 可除去水中絕大部分懸浮物、膠體等雜質(zhì), 并可有效地降低COD 。生活污水先進(jìn)入提升井, 經(jīng)提升后進(jìn)入后續(xù)

18、處理裝置。生活污水的產(chǎn)生與排放也具有一定的沖擊性, 因此也設(shè)生活污水調(diào)節(jié)池, 以調(diào)節(jié)廢水的水量和水質(zhì), 同時對廢水進(jìn)行鼓風(fēng)攪拌, 使其混合均勻。經(jīng)物化處理后的工業(yè)廢水(即沉淀池出水 排入生活污水調(diào)節(jié)池, 兩種廢水混合后, 合并進(jìn)行生化處理?；旌蠌U水進(jìn)入高效水解酸化池, 發(fā)生水解反應(yīng)和酸化反應(yīng)。水解酸化池采用升流式, 內(nèi)設(shè)生物微電解填料。在厭氧微生物的作用下, 廢水中的有機物會發(fā)生厭氧反應(yīng)。在水解階段, 復(fù)雜的、大分子的、不易生物降解的有機物被胞外酶水解為簡單的、小分子的、易生物降解的有機物; 在酸化階段, 溶解性的有機物由兼性細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有機酸、醇、醛等; 在產(chǎn)乙酸階段, 由產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫細(xì)菌將前階

19、段產(chǎn)生的各類簡單有機物分解為乙酸、氫和二氧化碳。生物微電解填料對厭氧反應(yīng)的每個階段均有很好的強化作用1。其次, 生物微電解填料可參與到反應(yīng)中, 其自身可發(fā)生微電解反應(yīng), 生成的新生態(tài)的活性物質(zhì)如H +和Fe 2+均具有很高的化學(xué)活性, 能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原作用, 也可使大分子物質(zhì)分解為小分子的中間體, 使某些難生物降解的有機物和對厭氧微生物有毒害作用的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成容易生化處理的物質(zhì), 提高廢水的可生化性3-4。再次, 生物微電解填料發(fā)生微電解反應(yīng), 可緩沖廢水中pH 值的變化, 防止pH 值過低抑制產(chǎn)甲烷菌的生長, 為厭氧反應(yīng)創(chuàng)造良好的反應(yīng)條件, 促進(jìn)厭氧微生物的顆粒化, 因而該工

20、藝抗沖擊負(fù)荷的能力很強。最后, 生物微電解填料的表面積較大, 厭氧微生物附著于填料上, 不易流失, 可使厭氧池內(nèi)保持較高的微生物量, 保證厭氧處理效率。經(jīng)水解酸化后的廢水自流進(jìn)入新型接觸氧化池, 該池中填充有LK40彈性立體網(wǎng)狀填料, 它是一種生物親和性組合填料, 表面加工成波紋狀, 有利于微生物在填料表面的附著與生長。該填料以中心繩、聚烯烴塑料支撐架和彈性絲條組成, 絲條以支撐架為中心在水中呈均勻輻射狀, 有一定的剛氣浮反應(yīng)可將密度較小的懸浮物和油類物質(zhì)除去, 但廢水中還含有少量密度較大的懸浮物, 它們不能通過氣浮法除去; 同時在高濃度廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)時, 氣浮機的出水水質(zhì)也會相應(yīng)變差, 因

21、此應(yīng)對氣浮出水進(jìn)行反應(yīng)-沉淀處理。在反應(yīng)池內(nèi)鼓風(fēng)攪拌, 并投加可生成密度較大絮團(tuán)的混凝劑PFS (反應(yīng)時間>15m in ; 沉淀池內(nèi)設(shè)斜板, 沉淀池內(nèi)產(chǎn)生的沉淀污泥則進(jìn)入污泥濃縮池。53性, 網(wǎng)片尺寸為250mm ×250mm, 網(wǎng)片間距為50mm; 其相鄰網(wǎng)孔的縱向筋條交錯斷開, 確保網(wǎng)孔具有一定的彈性, 以避免脫落的生物膜或泥砂在網(wǎng)片上的沉積; 同時網(wǎng)孔均勻且大小適中, 從而從根本上克服了一般填料布水、布?xì)獠痪鶆蚣吧锬さ淖枞F(xiàn)象。該組合填料的結(jié)構(gòu)既重視填料的比表面積(決定生物量的大小 對去除效果的影響, 又考慮水流在填料中的流態(tài)。該填料的網(wǎng)片下面有立筋, 既可以增加填料

22、的表面積, 又可以加強填料對氣泡的多重穿刺、切割能力, 提高氧的利用率, 對水中大、中型氣泡有較好的切割性能, 具有一定的重新布水、布?xì)饽芰? 其生物池內(nèi)孔隙率高, 膜接受氧氣的能力強, 膜的厚度適中, 填料內(nèi)部不會發(fā)生厭氧作用, 并且容易沖洗干凈。該填料處理污染廢水時出水水質(zhì)較好, 出水較為清澈, 懸浮物含量少。這主要是兩個原因造成的, 首先, 微生物的新陳代謝作用產(chǎn)生一定的粘性分泌物, 使水中一些懸浮物和膠體粘結(jié)在一起, 起吸附架橋作用, 形成細(xì)小絮體, 被生物膜截留; 其次, 由于水中膠體表面吸附的帶負(fù)電荷的有機物被消耗, 膠體所帶電荷減少, x 電位降低, 膠體失穩(wěn), 易于發(fā)生膠凝。通

23、過附著在填料表面的微生物膜的新陳代謝作用, 在好氧狀態(tài)下將有機物徹底分解為水和二氧化碳。經(jīng)接觸氧化處理后的廢水中C OD Cr 等污染物已達(dá)標(biāo), 但廢水中仍含有一定量從填料表面脫落的生物膜, 應(yīng)對廢水進(jìn)行沉淀處理。因此采用斜板沉淀池對接觸氧化池出水進(jìn)行沉淀處理, 沉淀池產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池, 而清液則達(dá)標(biāo)外排。氣浮機、反應(yīng)-沉淀池、斜板沉淀池都會產(chǎn)生一定量的污泥, 污泥全部進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行沉降濃縮, 濃縮池上清液返回生活污水調(diào)節(jié)池, 濃縮后的污泥由氣動隔膜泵泵入板框壓濾機進(jìn)行壓濾處理, 壓濾后, 濾液返回生活污水調(diào)節(jié)池, 污泥則另行處理。經(jīng)該系統(tǒng)處理后, 出水水質(zhì)為pH =69, SS

24、<60mg/L,COD Cr <90mg/L,BOD 5<20mg/L,石油類<5mg/L,達(dá)到DB 44/26-2001中一級標(biāo)準(zhǔn)(第二時段 。壓縮機和板框壓濾機的液壓油泵 的裝機容量為8. 5K W , 連續(xù)設(shè)備以每天運行20hr 計, 空氣壓縮機每日實際運行時間以2hr 計, 板框壓濾機液壓油泵以每日運行10m in 計, 實際耗電量以裝機容量的80%計, 電費為0. 7元/度, 則每日電費為108. 36元。5. 2藥品費用本廢水處理系統(tǒng)所消耗的藥品主要來自處理工業(yè)廢水過程中向廢水中投加的P AC 、P AM 、PFS 、Na OH 。P AC 的投加量為25Kg/d,單價為2. 5元/Kg,因此P AC 的費用為62. 5元/d。P AM 的投佳量為0. 63Kg/d,單價為25元/Kg,因此P AM 的費用為15. 8元/d。PFS 的投加量為3.