化學(xué)氧化結(jié)合曝氣生物濾池技術(shù)在線路板廢水處理中的應(yīng)用-

1、化學(xué)氧化結(jié)合曝氣生物濾池技術(shù)在線路板廢水處理中的應(yīng)用陳志強(qiáng)肖應(yīng)東簡(jiǎn)麗萍張俊峰(1東莞市東元新能源科技有限公司,廣東東莞523862摘要:通過介紹深圳某線路板有限公司廢水處理改造升級(jí)工程,闡述化學(xué)氧化和曝氣生物濾池相結(jié)合的工藝過程,說明在實(shí)際工程應(yīng)用中可使得排放廢水污染物指標(biāo)達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞:優(yōu)化升級(jí)化學(xué)氧化曝氣生物濾池Abstract:The paper describes the process and principle of chemical oxidation combined with biological filters by introducing the upgrading

2、of the WWTP of a PCB factory in Shenzhen,which proved that it help the WWTP of PCB reach the new standards.Key words:upgrading,chemical oxidation,biological filters一、背景簡(jiǎn)介深圳市某線路板有限公司年產(chǎn)雙層及多層線路板35萬平方米。公司在建設(shè)初期,投資建設(shè)了一套日處理廢水1000噸廢水回用及處理系統(tǒng)。處理工藝采用分水分質(zhì)處理技術(shù),將污染物濃度低的綜合廢水、含鎳廢水,經(jīng)混凝沉淀預(yù)處理后再進(jìn)回用水深度處理(回用水500m3/d,此部分不

3、在本文詳述;污染物較復(fù)雜的含氰廢水、絡(luò)合廢水、油墨廢水,與回用系統(tǒng)濃液一起(廢水處理量500m3/d,經(jīng)預(yù)處理后,進(jìn)入生化系統(tǒng)去除COD。主體工藝流程如下:1、綜合廢水pH調(diào)整混凝沉淀砂濾碳濾保安過濾器超濾系統(tǒng)RO系統(tǒng)回用到生產(chǎn)線;RO系統(tǒng)濃縮進(jìn)中間池;2、含氰廢水一級(jí)破氰二級(jí)破氰絡(luò)合廢水;3、絡(luò)合廢水pH調(diào)整破絡(luò)反應(yīng)混凝沉淀中間池4、油墨廢水pH調(diào)整酸析氣浮混凝沉淀中間池;5、中間池化學(xué)反應(yīng)池混凝池絮凝池沉淀池pH回調(diào)池活性污泥系統(tǒng)沉淀池達(dá)標(biāo)排放。廢水系統(tǒng)投入運(yùn)行以來,處理后出水符合廣東省水污染排放限值(DB44/26-2001第一時(shí)段二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著水資源緊缺日益嚴(yán)重,國(guó)家對(duì)廢水處理提出

4、了更高的標(biāo)準(zhǔn),要求企業(yè)執(zhí)行電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21900-2008之表2標(biāo)準(zhǔn),令企業(yè)面臨著廢水處理提標(biāo)的問題,其中:COD<90ppm提高至COD<80ppm,氨氮<15ppm。原有廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已不能滿足新標(biāo)準(zhǔn),主要因?yàn)?1、原油墨廢水經(jīng)過酸析、氣浮等預(yù)處理后,COD仍然很高,排入中間池使得進(jìn)生化系統(tǒng)的COD在500-700ppm,這對(duì)原活性污泥法的生化系統(tǒng)而言負(fù)荷較高;因此原廢水處理系統(tǒng)只能保證出水在90ppm左右乃至更高;2、線路板企業(yè)中的絡(luò)合廢水含有大量的氨氮及EDTA等絡(luò)合成分,雖經(jīng)原有破絡(luò)反應(yīng)去除了銅離子,但絡(luò)合成分仍然沒有去除,又重新和中間池的重金屬形成

5、絡(luò)合物,進(jìn)入后續(xù)的活性污泥系統(tǒng),其耐沖擊負(fù)荷較弱,并不能較好處理來水,這樣在排放水中重金屬就存在有偶爾超標(biāo)的現(xiàn)象,而氨氮?jiǎng)t一直在30ppm左右,超出了新標(biāo)準(zhǔn)。以上工藝不足顯然是不符合新標(biāo)準(zhǔn)要求,這也正是目前大多數(shù)線路板企業(yè)在廢水處理方面共同面臨的難題。二、優(yōu)化升級(jí)改造工藝1、工藝敘述針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在之缺失,該企業(yè)委托專業(yè)環(huán)保公司對(duì)原廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)改造,其目的是確保出水COD、氨氮按新標(biāo)準(zhǔn)排放。為實(shí)現(xiàn)上述之目的,采取如下優(yōu)化升級(jí)改造工藝:1、前述第1-4預(yù)處理均利用原有系統(tǒng),可節(jié)省投資及減少改造環(huán)節(jié);2、第5段改為:中間池化學(xué)氧化池(新增化學(xué)反應(yīng)池混凝池絮凝池沉淀池pH回調(diào)池曝氣

6、生物濾池(由原活性污泥系統(tǒng)改造沉淀池達(dá)標(biāo)排放。本工藝特點(diǎn)是有效的結(jié)合了化學(xué)氧化技術(shù)及曝氣生物濾池技術(shù)。增加化學(xué)氧化作為生物處理技術(shù)的前處理,將廢水中絡(luò)合物氧化分解,以增加其可生物降解性。然后以曝氣生物濾池內(nèi)抗負(fù)荷性極高的填料提高了微生物的附著能力,增加微生物數(shù)量,大幅度提升生物處理能力及穩(wěn)定性,將廢水中剩余有機(jī)物和氨氮去除。2、技術(shù)原理(1化學(xué)氧化原理傳統(tǒng)工藝是先用化學(xué)混凝沉淀將重金屬盡量去除,然后將普通的生化處理系統(tǒng)加在后面。實(shí)際上PCB廢水中含有大量重金屬離子(很多以絡(luò)合形式出現(xiàn)、合成有機(jī)化合物(可生化降解性差,所以一般之生物處理法很難有效處理此類廢水。本化學(xué)氧化技術(shù)改良自Fenton法,

7、主要用氧化劑的氧化能,將廢水中的污染物氧化,其中以能夠生產(chǎn)出的羥基自由基(.OH極具氧化效果。本化學(xué)氧化技術(shù)在傳統(tǒng)技術(shù)上另外添加了化學(xué)藥劑,精確控制pH值及ORP值,結(jié)合了化學(xué)絮凝、催化氧化及還原等工藝,產(chǎn)生上述具有高氧化能的自由基將廢水中容生物解的有機(jī)污染物進(jìn)行分解,提升廢水的可生化性(即BOD/COD;同時(shí)將水中的重金屬離子大幅度去除,以保護(hù)后面的生物處理系統(tǒng)。(2曝氣生物濾池原理本工程采用改良型曝氣生物濾池工藝進(jìn)行COD降解及去除氨氮。生化法處理NH3-N,主要是基于硝化和反硝化兩種主要的生物反應(yīng),其原理在一般參考書均有說明,本文不再重復(fù)。以下重點(diǎn)敘述本曝氣生物濾池的原理特點(diǎn)。曝氣生物濾

8、池是一種上式、固定膜生化技術(shù)反應(yīng)器,其主要功能是通過好氧生化過程,將廢水中有機(jī)物進(jìn)行解,并透過硝化過程將氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。池內(nèi)設(shè)置獨(dú)特的棱柱體填,大幅增加曝氣池中的微生,因而大大縮小曝氣池的容積。另一方面,硝化菌的生長(zhǎng)速很慢,特別是在冬季低溫季節(jié)時(shí),必須延長(zhǎng)污齡才能讓硝化菌在曝氣池中存活成為優(yōu)勢(shì)菌。本系統(tǒng)的填能讓硝化菌固定生長(zhǎng)在填表面,因而提供很長(zhǎng)的污齡,確保生物脫氮的效及穩(wěn)定性,系統(tǒng)內(nèi)也可形成同步硝化反硝化的作用。由于污泥濃度高,污泥顆粒大,在污泥顆粒內(nèi)部微環(huán)境形成一定的缺氧區(qū),使得生物反應(yīng)器的微生物可進(jìn)行一定程度的反硝化脫氮,具有去除含碳有機(jī)物和脫氮的功能。本設(shè)計(jì)的曝氣生物濾池其BOD5容

9、積負(fù)荷大,是傳統(tǒng)生物處的23倍,所以池容積和占地面積較傳統(tǒng)生物處工藝要小得多,大大節(jié)占地面積和土建費(fèi)用。改良型填空隙比一般傳統(tǒng)式曝氣生物濾池所使用的要大,因此避免一般傳統(tǒng)曝氣生物濾池技術(shù)所常見的高壓頭損失、氣水分布及堵問題。三、主要設(shè)備材料及投資以下表1為主要設(shè)備清單及投資費(fèi)用:表1主要設(shè)備清單及投資費(fèi)用序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量單位合價(jià)(萬元人民幣備注1提升泵2臺(tái)88.5SUS2pH控制器4個(gè)進(jìn)口3ORP控制器2個(gè)進(jìn)口4液位計(jì)2個(gè)浮球5氣體攪拌系統(tǒng)5套PVC 6投藥泵6臺(tái)PVC 7污泥泵2臺(tái)SS 8棱柱體生物填料1批PE 9鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)SS 10曝氣盤1批PVC11控制系統(tǒng)改造1批37.4改造12管道系

10、統(tǒng)1批增加13線槽及電纜1批增加14其它改造費(fèi)用1項(xiàng)改造15合計(jì)125.9本優(yōu)化升級(jí)工程共投資約人民幣125.9萬元人民幣。四、處理效果及數(shù)據(jù)優(yōu)化升級(jí)后的系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行近一年,各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家新排放標(biāo)準(zhǔn)。表2為該系統(tǒng)某一周內(nèi)的進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)。表2某一周進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)時(shí)間處理量(m³/d進(jìn)水出水COD(mg/l氨氮Cu2+COD(mg/l氨氮(mg/lCu2+(mg/l(mg/l(mg/l周一4881824817847120.3周二4761764818046100.2周三484191471894890.1周四4851884917447110.1周五477175461824570.3

11、周六494184491824380.1平均484182.6747.83180.8346.009.500.18化學(xué)氧化結(jié)合曝氣生物濾池技術(shù)在線路板廢水處理的應(yīng)用 從上表可以看出，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，出水平均 COD 在 46mg/l 左右，氨氮在 9.5mg/l 左右，銅離子含量小于 0.2mg/l，完全符合電鍍污染物 排放標(biāo)準(zhǔn) （GB21900-2008）之表 2 標(biāo)準(zhǔn)。 五、經(jīng)濟(jì)分析 表 3 為優(yōu)化升級(jí)后年平均運(yùn)行費(fèi)用匯總 表 3 運(yùn)行費(fèi)用匯總 序號(hào) 1 2 3 4 運(yùn)行費(fèi)用類別 電費(fèi) 藥費(fèi) 人工費(fèi) 小計(jì) 運(yùn)行費(fèi)用（元/噸廢水） 0.48 5.59 1.28 7.35 從表 3 可以

12、看出，優(yōu)化升級(jí)后系統(tǒng)在提標(biāo)同時(shí)，并沒有增加運(yùn)行費(fèi)用，與傳 統(tǒng)方法的運(yùn)行費(fèi)用相差無幾。 六、技術(shù)應(yīng)用及推廣的意義 目前，我國(guó)線路板制造業(yè)廢水處理系統(tǒng)中，不少企業(yè)都會(huì)為國(guó)家執(zhí)行廢水新 排放標(biāo)準(zhǔn)問題而頭疼不已， 主要是傳統(tǒng)工藝對(duì) COD 的提升有限，普通傳統(tǒng)脫氮技 術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。大大增加了廢水系統(tǒng) 優(yōu)化升級(jí)的難度。 本技術(shù)利用化學(xué)氧化技術(shù)作為曝氣生物濾池技術(shù)的前處理， 保障生物處理的 系統(tǒng)的正常運(yùn)作；而曝氣生物濾池提高了生物處理能力。此技術(shù)符合國(guó)家鼓勵(lì) 發(fā)展的環(huán)境保護(hù)技術(shù)目錄和國(guó)家先進(jìn)污染治理技術(shù)推廣示范名錄中污染防 治新技術(shù)、新工藝推廣應(yīng)用項(xiàng)目，在節(jié)能減排方面

13、具有較強(qiáng)示范性和推廣意義。 6 化學(xué)氧化結(jié)合曝氣生物濾池技術(shù)在線路板廢水處理的應(yīng)用 附錄：參考文獻(xiàn) 1 彭賢玉 楊春平 董君英 等.Fenton-混凝沉淀法處理焦化廢水的研究J. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2 環(huán)宇 楊春平 陳宏 等.Fenton 試劑處理香精香料廢水的研究J.給水排 水, 3 鄧征宇 楊春平 曾光明 郭俊元 含苯酚制藥廢水 4 高慧 王敏 Fenton-混凝法處理生活垃圾沼液試驗(yàn)研究 工業(yè)用水與 Fenton水解酸化接觸氧化工藝處理 廢水2010 年 第 5 期 5 張力維 汪潔 楊健 生物接觸氧化預(yù)處理技術(shù)處理微污染源水研究 環(huán) 境科學(xué)與管理2005 年 第 3 期 6 俞毓馨,吳國(guó)慶,孟憲庭.環(huán)境工程微生物