高濃度酸性廢水處理

高濃度酸性廢水處理技術(shù)常治輝原創(chuàng)I2015-04-1506:45I收藏I投票關(guān)鍵字：污水處理絮凝劑破乳劑藥劑COD去除劑濟(jì)南某公司在利用米糠、棉殼、玉米心等農(nóng)副產(chǎn)品與稀硫酸共熱多糖發(fā)生水解、重排、脫水等反應(yīng)生產(chǎn)某產(chǎn)品時(shí)，排放出的污水成分復(fù)雜，呈較強(qiáng)的酸性、有機(jī)污染負(fù)荷高、水溫及色度較高。廢水中的污染物均屬于低碳有機(jī)醛、糖、醇、有機(jī)酸等還含有硫酸以及多種難生物降解的有機(jī)物。其中COD平均濃度達(dá)20000mg/l以上,pH值為2.5?3.0。本研究采用了比濕式氧化學(xué)、吸附法以及萃取法等其它方法更為經(jīng)濟(jì)可行的生化學(xué)[1,2],并輔以必要的物理、化學(xué)前置預(yù)處理措施，以降低廢水的毒性，進(jìn)一步提高廢水的可生化性，降低廢水中的有機(jī)物的含量，使處理后的出水量終達(dá)標(biāo)排放。1廢水的來源及水質(zhì)參數(shù)本研究中試階段在濟(jì)南某公司污水處理站現(xiàn)場(chǎng)，原水取自企業(yè)生產(chǎn)所排放的廢水，其污染物的水質(zhì)情況見表1。表E匿水水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)氽目-生產(chǎn)車回水血數(shù)搟fit小扯太平均pHi.8(12.SI(.XTDcKjng/l)188如2120545!0575注：車間排水同典100T'2工藝路線的選擇及流程的確定1主體工藝路線及流程生產(chǎn)廢水本身含有機(jī)質(zhì)較多，濃度較高，CODcr最高為23520mg/l，而且酸度大、毒性高，不能直接進(jìn)行生化處理。因此，中試試驗(yàn)采用物化與生化相結(jié)合的工藝，即電腐蝕中和反應(yīng)-內(nèi)電解-混凝沉淀-厭氧-好氧工藝(見圖1)。本工藝的選擇主要是基于以下幾點(diǎn)來考慮的：電腐蝕池是利用電化學(xué)腐蝕原理，酸性廢水中的H+與鐵屑反應(yīng)，使廢水的pH值升高，提高廢渣的沉降性能，同時(shí)廢水中的COD也可降低。而且Fe(OH)2,也是良好的絮凝劑，在后續(xù)單元可節(jié)省大量的藥劑，降低處理成本。在中和反應(yīng)單元能發(fā)生多步化學(xué)反應(yīng)，通過藥劑的加入，有利于將廢水中的小分子朋機(jī)物氧化，提高難降解有機(jī)物的可生化性，還可將廢水中的大分子有機(jī)物混凝去除。在內(nèi)電解單元中，以廢鐵屑和活性炭作為填料，形成原電池，同時(shí)加入催化劑組成新的氧化一還原體系。正極產(chǎn)生的新生態(tài)［H］與負(fù)極產(chǎn)生的Fe2+具有較高的化學(xué)活性，與廢水中的一些組分發(fā)生氧化-還原反應(yīng)。在鐵屑中抽的活性炭的表面含有大量酸性基團(tuán)或堿性基團(tuán)，使得活性炭不僅具有吸附能力，而且還具有催化能力。同時(shí)，電池的電極周圍存在電場(chǎng)效應(yīng)，經(jīng)過電極反應(yīng)，還能破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到了去除廢水中的污染物的目的，并且能夠提高廢水的可生化性?；炷恋韱卧?，通過混凝劑、助凝劑及廢水中所存在的Fe2+/Fe3+的作用，破壞廢水中膠體的穩(wěn)定性，使細(xì)小的膠體微粒凝聚成較大顆粒沉淀下來，可以較大量地去除廢水中的COD。廢水中存在的緩沖體系，還可以保證后續(xù)的厭氧生物處理過程中存在足夠的堿度。另外，廢水中殘存的鐵也會(huì)在廢水的生物處理過程中產(chǎn)生應(yīng)有的作用。生產(chǎn)廢水經(jīng)過預(yù)處理后，污染負(fù)荷已大大降低、pH值升高、毒性降低，可生化性提高。但必須再經(jīng)過一定的生化處理，才能保證最后出水達(dá)標(biāo)排放。厭氧處理單元特點(diǎn)是：采用纖維束作為填料，這不僅可以增加生物量，又可阻截污泥流失，提高反應(yīng)器滯留污泥的能力。廢水進(jìn)入反應(yīng)器后，在厭氧菌的充分作用下，長(zhǎng)鏈分子被打斷、分解，廢水中有機(jī)物濃度降低，容易被后續(xù)的好氧菌分解。好氧工藝采用處理能力大、去除率高、耐負(fù)荷變動(dòng)的沖擊力強(qiáng)、運(yùn)行靈活、生物量高的生物接觸氧化法。此法剩余污泥量少、運(yùn)行及管理方便，污染物去除能力穩(wěn)定在一定的水平上，克服了傳統(tǒng)活性污泥法的污泥膨脹問題，基本上不需要污泥回流。2工藝流程圖生產(chǎn)廢水一-調(diào)節(jié)池一電腐蝕池一中和塔一―集水井I-沉池厭氧池混醒沉淀祉內(nèi)電解槽■1好轉(zhuǎn)池一終沉她-一達(dá)標(biāo)排放圖1中試試驗(yàn)廢水處理工藝流程圖3主要構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)1電腐蝕池提高廢渣的沉降性能，減少石灰用量，降低處理成本。構(gòu)筑物尺寸4000x3000x3000mm，內(nèi)裝廢鐵屑作為填料，停留時(shí)問為8h。鋼混結(jié)構(gòu)，需做防酸防腐蝕處理，采用穿孔管曝氣混合。COD去除率可達(dá)22%左右，pH上升至3.4。2中和塔本單元為地上式，工藝尺寸為01000x4500mm，材質(zhì)不銹鋼。在本單元中加入石灰乳，pH值可調(diào)至5?6,便于下一步的內(nèi)電解工藝，COD去除率在80%左右。3.3內(nèi)電解塔鐵屑和活性炭構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極，以充入的廢水為電解質(zhì)溶液，鐵屑腐蝕后形成大量的Fe2+離子，與加入的催化劑產(chǎn)生了新的氧化還原體系，強(qiáng)化了有機(jī)物的去除能力，CODcr去除率達(dá)50%?62%，色度去除率60%?70%。內(nèi)電解最佳工藝條件為：反應(yīng)時(shí)間以15min為宜，催化劑加入量以0.16%為佳，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)Fe/C比為3：2。本單元設(shè)備材質(zhì)為不銹鋼，用耐酸管道泵提升。3.4混凝沉淀池在廢水中加入混凝劑和助凝劑，破壞膠體的穩(wěn)定性，使細(xì)小的膠體微粒凝聚成較大的顆粒沉淀下來。本單元采用地上式鋼混結(jié)構(gòu)，停留時(shí)間為8h，配套加藥裝置一套，pH值調(diào)至7.54?8.0，混凝劑為聚鋁溶液，用量1.0%?2.0%。COD去除率為40%，色度去除率為80%。3.5厭氧池厭氧工藝?yán)脜捬跣约?xì)菌破壞水中的大分子有機(jī)物結(jié)構(gòu)，或?qū)τ袡C(jī)物進(jìn)行降解，去除廢水中的COD，并提高廢水的可生化性。本處理單元為鋼混半地上式結(jié)構(gòu)，工藝尺寸；6000x6000x9000mm，內(nèi)裝組合或半軟件性填料6000x6000x5000mm(180m3)，COD去除率為85%以上。3.6生物接觸氧化池利用填料層所附著的生物膜形成的生物菌了群系統(tǒng)在好氧條件下分解較低濃度廢水中的污染物質(zhì)，使廢水得到了凈化。本單元分三格設(shè)計(jì)，根據(jù)污染物負(fù)荷的變化合理分配曝氣系統(tǒng)的配風(fēng)量，做到既達(dá)到凈化水質(zhì)的目的，又能節(jié)約能耗。構(gòu)筑物工藝尺寸：6000x4000x4000mm，內(nèi)裝組合或半軟性填料6000x4000x2500mm(60m3)，曝氣裝置采用微孔曝氣器，SSR型羅茨鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)，半地下鋼混結(jié)構(gòu)，COD去除率為80%以上。4中試試驗(yàn)結(jié)果廢水處理中試試驗(yàn)結(jié)果見表2。熟段水處理中試試驗(yàn)結(jié)果電.苗濁油中和沮找加代電統(tǒng)齒癥餐沉淀化地L初HmVli茂水444444事堵4?1-44pH1.如57.317.3?7.472]y5d海.2S1013.出水US34L51去除率仲)67A?6.iSL47.22931出水2^33如■片S4.S^.31無哦歸為.，時(shí)90.2203112.681.7SAe時(shí)H出水112.6A2-7tiA.6v-b.2夫除革［伽，ti.%17.15主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)本高濃度酸性廢水工藝中試研究已通過了山東省科委成果鑒定，并且已付諸工程實(shí)踐。根據(jù)中試結(jié)率及實(shí)踐應(yīng)用，本工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下。1主要污染物處理指標(biāo)表3生要舌染物處理指標(biāo)琪目叫1)平均HOD』ee沛平均pH進(jìn)水1.SI出水6-92主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)廢水處理運(yùn)行成本：3.29元/噸水，其中含人工0.84元，電耗0.82元，藥劑1.61元，其它0.02元。按去除CODcr計(jì)：0.166元/kg，CODcr。每年排放達(dá)標(biāo)廢水，年去除有機(jī)污染物以CODcr計(jì)：約1700噸，以BODc計(jì)約780噸，有機(jī)污染物的去除相當(dāng)于1.5萬(wàn)噸城鎮(zhèn)生活水的去除能力。6結(jié)論1本研究以實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)為基礎(chǔ)，經(jīng)過生產(chǎn)性試驗(yàn)驗(yàn)證和完善，對(duì)高濃度驗(yàn)性廢水的水質(zhì)特性進(jìn)行深入的分析，首次提出以鐵屑腐蝕一內(nèi)電解作為廢水預(yù)處理工藝，完整提出了廢水后續(xù)生化處理工藝，技術(shù)先進(jìn)，實(shí)用性強(qiáng)，為國(guó)內(nèi)高濃度廢水處理開創(chuàng)了新路，與實(shí)施潔生產(chǎn)相互補(bǔ)充，確保在最不利條件下實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放，為企業(yè)擴(kuò)大規(guī)模奠定了基礎(chǔ)。2鑒于高濃度酸性廢水水量規(guī)模不大，但有機(jī)污染物濃度高，污染物組分復(fù)雜，特別是呈較強(qiáng)酸性的特點(diǎn)，通過鐵屑腐蝕一內(nèi)電解等單元組成的預(yù)處理系統(tǒng)，可有效提高廢水的pH值，改善廢水的可生化性，減少石灰或其它堿的用量，實(shí)現(xiàn)以廢治廢，大大降低運(yùn)行費(fèi)用；產(chǎn)生的Fe2+本身是良好的絮凝劑，在調(diào)節(jié)pH的同時(shí)，發(fā)生絮凝沉淀反應(yīng)，既節(jié)約了其它絮凝劑的用量，又進(jìn)一步改善水質(zhì)；催化劑的投加，使反應(yīng)器內(nèi)形成新的氧化一還原體系，對(duì)大分子和難降角如上所述有機(jī)物進(jìn)