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介绍医药化工企业废水类型、特质,根据废水特质,提出废水分类收集,分质处理的原则,介绍当前国内先进的废水处理技术,分析医药化工企业废水采取的预处理及后续生化处理的工艺达标排放的可行性。
关键词:
医药化工企业;废水;前端控制;分类收集;分质处理
1废水类型及水质特性
医药化工企业废水类型主要为工艺废水、设备清洗水、地面冲洗水、废气处理碱吸收废液、吸收废水、机泵冷却水、生活污水及初期雨水等。工艺废水中主要含有部分未反应原料、过量的溶剂及反应生成的中间产物等。废水水质特点主要为工艺废水成分较复杂,废水盐份、有机物浓度较高;废水间歇排放,水质水量波动较大,存在一定的冲击负荷。
2废水处理思路及工艺选择
(1)在前端采取清洁生产工艺及有效预防措施,提高转化率并回收物料,尽可能地减少污染物进入废水中。加强车间生产的科学管理,削减废水中的有机负荷,减轻废水处理站处理负荷,同时可节约生产成本,提高生产效率。(2)对不同废水采取分类收集,分质处理的原则,分别设置有效的高盐废水、高浓度有机废水、低浓度的冲洗废水收集管路和收集调节池,根据废水特性,采取不同的处理技术分别处理。(3)我国目前化工废水处理通常采用分质预处理(物化)+生化+深度处理的组合工艺,首先对高盐废水、高浓度有机废水预处理系统,降低浓度,提高可生化性,再通过生化处理技术进一步处理。
3处理工艺介绍
3.1含盐废水预处理
废水中的盐浓度较高时,采用生化处理,将对生化细菌的渗透压影响较大,造成细胞脱水,使生化处理难以运行,因此生化处理前需对废水进行脱盐处理。方法有:在盐度小于2g/L条件下,可以通过生物驯化处理含盐污水;在盐度大于2g/L时,多采取蒸发浓缩除盐法,包括多效蒸发(MED)、蒸汽压缩冷凝(VC)、多级闪蒸(MSF)等。
3.2高浓度有机废水预处理
医药化工企业生产废水中含有多种难降解有机污染物,若按类别分别进行预处理不切实际,且所采用的处理工艺存在重复,会大大增加投资处理费用。铁碳微电解+Fenton强氧化+混凝沉淀是近年来在化学氧化法基础上发展起来的处理难降解有机污染物的较为成熟的技术,其机理是通过氧化剂、催化剂与电、光及超声等技术相结合,产生活性极强的自由基(如-OH),再通过自由基与有机污染物之间的结合、取代、电子转移、断键等反应,使水体中的大分子难降解有机污染物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接氧化为CO2和H2O的工艺过程。据相关试验资料,当铁碳比为1:1、pH值=4、反应时间为100min条件下,采用铁碳微电解工艺处理某制药厂生产废水后COD去除率达50.52%(原水COD为98000mg/l),B/C比由不足0.1提高至0.32,大大提高了废水的可生化性。某化学合成制药厂用Fenton强氧化工艺处理含甲苯、二氯乙烷废水,当pH值为6-8、反应时间为60min、硫酸亚铁投加量2.5g/L、双氧水投加量15ml/L条件下,系统对甲苯、二氯乙烷废水去除率可达90%左右。采用“铁碳微电解+Fenton强氧化”耦合处理工艺,由于微电解过程产生Fe2+,催化H2O2生成强氧化性的•OH,进而氧化破坏芳环;在这个过程中Fe3+的絮凝作用可以节省H2O2的使用量,既强化了处理效果又可降低处理成本。经铁碳微电解+Fenton强氧化处理后的高浓废水显示较高的酸性,且SS指标较高,无法直接进入生化处理工段,为减少对生化工段处理影响,需对废水需投加碱液来调整pH值为中性,增加强化混凝沉淀工序效降低SS指标。据相关试验结果证明,选用复合式聚合氯化铝和聚丙烯酰胺混凝剂,采用二级折返式自控投药方式,强化搅拌,既对悬浮物、胶体有机物,有强效絮凝作用,同时又对可溶性COD也具有良好的吸附絮凝作用,使溶解态有机污染物从其溶液中析出,可对此阶段废水COD脱除率达到20-30%。实践表明,“铁碳微电解+Fenton强氧化+混凝沉淀”工艺,是目前国内处理高浓度有机废水较成熟的预处理工艺,为医药化工废水后续生化处理的提供较为可靠的可生化性。
3.3生物处理
废水生物处理的原理是通过生物作用,尤其是微生物的新陈代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变为气体产物(CO2、N2、H2、CH4、H2S等)。废水生物处理以去除不可悬浮物和溶解性可生物降解有机物,其工艺构成多种多样。按照反应过程按有无氧气的参与,可分为厌氧生物处理工艺和好氧生物处理工艺两大类。厌氧生物处理工艺必须隔绝与氧的接触,主要依赖厌氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解;好氧生物处理工艺主要依赖好氧菌和兼性菌的生化作用完成污染物的降解。在污水生物处理应用过程中,对中低浓度的城市污水可采用好氧处理,对高浓度有机工业废水应首先采用厌氧处理,然后再接好氧处理,这样才能有效的去除有机物,对难降解的有机工业废水,则应采用缺氧水解酸化处理,使难生物降解的有机物转化为易生物降解的有机物,然后再串接好氧生物处理,使出水水质达到排放要求。厌氧处理技术的发展趋势经历了第一代(厌氧序批间歇式反应器,ASBR);第二代(厌氧滤池AF、升流式厌氧污泥床反应器UASB、厌氧折流板反应器ABR、厌氧流化床AFB);第三代厌氧反应器(厌氧颗粒污泥膨胀床EGSB、厌氧内循环反应器IC)。其中,UASB反应器具有工艺结构紧凑、处理负荷高、无机械搅拌装置、运行稳定、处理效果好及投资小等优点,是目前研究较多、应用日趋广泛的新型废水厌氧处理设备。好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法其中包括:推流式活性污泥法、完全混合活性污泥法、分段曝气活性污泥法、吸附-再生活性污泥法、延时曝气活性污泥法、深井曝气活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法、氧化沟工艺活性污泥法、序批式活性污泥法。生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床法等。目前国内通常在厌氧工艺后采取将缺氧段和好氧段串联在一起如A/O、A2/O、A2/O2工艺处理后序化工废水。在缺氧(A)段异养菌将污水中的淀粉、纤维碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转成成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异养菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水的无害化处理。
4结束语
化工企业废水经过上述工艺进行处理后,废水中的COD、SS、氨氮、总磷、特征有机物等污染物指标可以达到所在化工园区污水处理厂的接管标准,为废水的进一步处理达到国家及地方污染物排放标准,有效减轻废水对环境的污染、改善环境质量提供了有力保障。
参考文献
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[2]信威鹏,邹杰.“Fenton强氧化处理含甲苯、二氯乙烷医药废水试验研究[J].辽宁化工,2012,41(5):239.
[3]薛毅.医药化工企业废水处理工艺分析[J].现代工业经济和信息化,2012,32(8):67-68.
关键词:制革废水;生化处理;深度处理
Abstract: The biochemical plus depth treatment technology of tannery wastewater treatment are discussed, and combined with the actual situation of the project, the results show that the control process for treatment of wastewater discharge, and high treatment efficiency.
Keywords: tannery wastewater; biochemical treatment; advanced treatment
中图分类号:X703
前言
近几年随着我国社会经济的不断发展,皮革工业也得到了迅猛发展,已成为轻工业的支柱行业。制革废水是制革企业的主要污染物,生产废水主要为鞣制废水和染色废水;据统计,我国现有制革企业近万家,年排废水量约占全国工业废水总排放量的0.3%。特点是碱性大、色度高、好氧量高、悬浮物多,并含有较多的硫化物和铬等有毒物质。在这些排放废水中,铬离子约3400t,悬浮物为12万吨,COD约18万吨,BOD约7万吨左右。制革污水处理变得日益尖锐和重要。笔者从制革废水的特点及目前废水处理中常用的处理工艺中选择最佳工艺进行制革废水进行了简单探讨。
制革废水来源及特点
皮革加工是以动物皮为原料,经化学处理和机械加工而完成的,废水来源可分为三股,分别是一、鞣前准备工段。在该工段中污水主要来源于水洗、浸水、脱毛、浸灰、脱灰、软化、脱脂等。主要污染物有三类:一是有机废物,包括泥浆、蛋白质、油脂等;二是无机废物,包括盐、硫化物、石灰、等;鞣前准备工段的废水排放量约占制革总废水量的50%以上,污染负荷占总排放量的60%左右,是制革废水的主要来源;二、鞣制工段。在该工段中,废水主要来自水洗、浸酸、鞣制。主要污染物为无机盐、重金属铬等。其废水排放量约占制革总废水量的25%左右;三、鞣后湿整饰工段。在该工段中,废水主要来自水洗、挤水、染色、加脂、喷涂 机的除尘污水等,其主要污染物为染料、油脂、有机化合物等,废水排放量约占制革总废水量的25%左右。
2、制革废水处理方法介绍
制革废水中污染物组成复杂,综合废水的方法也很多,有生化工艺和物化等方法。国内制革工业通常采用物化处理和生化处理相结合的方法。传统的制革废水处理技术是将各工序废水收集混合,采用物理、化学、生物等手段集中处理,把废水中的油脂、蛋白质和各种化工材料作为废物处理掉,浪费资源,投资高,且生皮加工过程中脱毛浸灰工段产生的高浓度含硫废水和铬鞣工段产生的废铬液,对处理废水是非常不利的。故比较合理的是“原液单独处理、综合废水统一处理”,工艺路线,将脱脂废水、浸灰脱毛废水、铬鞣废水分别进行处理并回收有价值的资源,然后与其他废水混合统一处理。但对于小型制革厂采用这种方法,工艺流程长、费用高,仍可进行集中处理。
3、制革废水处理工艺选择
随着环保要求的提高,原有的工艺已达不到最新的排放要求,需采用深度处理工艺进一步处理,选取接触氧化生化处理+Feton深度处理工艺对废水进行处理,处理后的COD、 SS 、BOD 、氨氮、Cr 、总铬、硫化物的最大日均浓度均达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的一级标准值。
(1)生化处理
制革废水的CODcr一般为3000—4000mg/L, BOD为1000—2000mg/L,属于高浓度有机废水,m(BOD5)/m(CODcr)值为0.3—0.6,适宜于进行生物处理。目前国内应用较多的有氧化沟、SBR和生物接触氧化法,应用较少的是射流曝气法、间歇式生物膜反应器(SBBR)、流化床和升流式厌氧污泥床(UASB)。要选用哪种生物处理工艺,除了考虑水质特点,还要兼顾处理水量、处理要求和场地面积等因素。从接触氧化法的运行负荷高,处理效果好,且停留时间长、稀释能力强、抗冲击负荷能力强,故在此首选生化处理采用接触氧化法,该系统是本废水处理的核心构筑物,主要是通过生物氧化降解作用去除废水中的胶体物质和溶解性有机物,同时通过活性污泥对无机物质的吸附作用也能够去除部分无机物质,使废水得到比较彻底的处理。生化处理方法较多,但工程应用证明接触氧化法工艺处理高氨氮废水也是比较实用有效的技术。接触氧化法工艺主要有以下特性:工艺流程简单,运行管理方便;处理效果稳定,出水水质好;基建费用省,运行费用低;污泥产量少,污泥性质稳定;能够承受水质、水量的冲击负荷。运用在制革废水中也是一种常用有效的方法。
(2) 深度处理
近年来,高级氧化技术用于处理难降解有机废水的研究,已获得显著的进展。高级氧化技术又称深度氧化技术,汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果,有望成为有机废物尤其是难降解有机废物处理的一把杀手锏。目前,高级氧化技术主要包括化学氧化、光催化氧化、湿式氧化、超临界水氧化等,其中传统的Fenton氧化法,与其他高级氧化工艺相比,因其操作简单、反应快速、可产生絮凝等优点而倍受青睐。Fenton法在处理难降解有机污染物时具有独特的优势,是一种很有应用前景的废水处理技术。
Fenton法利用·OH来达到氧化分解有机物的目的。在H2O2和Fe2+的催化作用下生成的·OH与大多数有机物发生作用,将大分子有机物降解为小分子有机物或矿化为CO2和H2O等无机物,同时Fe2+被氧化成Fe3+,具有混凝作用。
4、 污水处理运行效果分析
结合广东某制革公司污水处理站采用本工艺的实际运行情况调查分析,该污水处理站设计处理能力为2O00m3/d,于2008年11月建成后,投入试运行至今,该公司废水处理工程运行状况良好。根据该公司验收监测期间的现场调查,处理后的废水能够稳定达到新的排放标准。
结论
随着国家对环保问题的日益重视,制革行业将面临更加严峻的环保问题,排放标准将更加严格,如氨氮指标已列为某些地区的制革废水排放标准。因而对已成熟废水处理技术,如接触氧化技术、SBR等生化工艺及深度处理工艺以及新开发的废水处理技术,在制革废水处理上的应用研究将显得更加急迫。加紧对这些工艺及其组合工艺在制革废水处理方面的应用及研究,寻找该工艺及其组合工
艺处理制革废水的最佳条件,以及处理不同情况下的制革废水的最佳工艺,将是制革废水处理科研工作者的重要任务。
【参考文献】
吴浩汀. 制革工业废水处理技术及工程实例,第二版. 北京:化学工业出版社,2010.
卢学强,唐运平,隋峰,等.制革废水综合处理技术研究[J].城市环境与城市生态,1999,12(6):22—24.
关键词:铁/炭内电解反应器 电镀混合废水 一体化
随着科技的进步和环保技术的快速发展,许多新技术开始应用于环保行业了,其中以铁/炭内电解反应器为核心的技术在环保工程中应用越来越广泛。这种一体化处理技术以其独特的优势在电镀废水处理工程中具有广泛的应用前景。
1、一体化技术处理混合电镀废水工艺机理
破CN-、氧化还原Cr6+为Cr3+等预处理措施是传统电镀废水处理工艺中必须的,因其投资大、技术参数控制程度高、操作复杂等弊端,在工程设计与应用中具有一定的局限性。
相比起来,以为主体技术的工艺则避免了污水的分类收集、预处理等前期工序,废水可直接混合并进入独立设置的调节池内,进行水量水质调节,然后通过水力提升至铸铁/焦炭内电解反应器内,在一定条件下反应后进入下步工序。由于此类技术不需要对污水进行分类预处理,而是直接混合处理,因此亦名“一体化处理技术”,其典型的反应机理可表示如下:
阳极铸铁:
Fe-2eFe2+
E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
(1)
Cu2++FeFe2++Cu
(2)
阴极焦炭:
2H++2e2[H]H2
E0(H+/H2)=0.00V
(3)
O2+2H2O+4e2OH-
E0(O2/OH-)=0.41V
(4)
O2+4H++4e2H2O
E0(O2/H2O)=1.22V
(5)
不断生成的Fe2+在强氧化剂Cr6+作用下,生成具有良好絮凝作用的Fe3+,同时将Cr6+转化Cr3+,其反应为:
6Fe2++Cr2O2-7+14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
(6)
同时,如果污水中还含有氰化物,则可发生:
CN-+O2CNO-〔…N2〕
(7)
通过以上一系列无数的内电解反应,污水中的重污染物物质得到了转化,继而在后续处理单元中得到更进一步去除。
2、工艺流程及主要设施说明
2.1、工艺流程
采用此技术的工程工艺流程如图1所示。
混合废水经厂区收集管道流至调节池,由耐腐蚀性一级污水泵提升至铸铁/焦炭反应器中,在空气辅助作用下,水中重金属离子及CN-等在铸铁/焦炭表面发生无数内电解反应,通过一系列(1)-(7)式中反应达到转化目的。出水经过自动控制系统投加碱液调节pH后自流至斜管沉淀池进行泥水分离,清水经过砂滤后即可达标排放或者回用。
斜管沉淀池排放污泥在浓缩池中浓缩后经压滤机脱水处理,干泥饼中含有大量重金属,属于危险废物,交由专门机构回收处理。
2.2、主要设计参数
2.2.1 混合调节池
用以调节不规律排水,均衡水量水质。设置水力停留时间为8 h,液位控制器控制提升泵运行。
2.2.2 溶气罐
保证水气的充分混合,使污水中含有的氧气分子能在焦炭表面形成内电解环境。溶气罐设置水力停留时间为3~5 min。
2.2.3 铸铁/焦炭反应器
铸铁/焦炭反应器为本工艺的核心部件,污水中含有的重金属与溶解的氧气分子在其表面发生无数微电解反应〔见上(1)-(7)反应机理〕,良好的反应条件能够保证污水中的重金属以及氰化物等高危害污染物转化为低危害物质,继而在后续离子固化工序中得以去除。铸铁/焦炭反应器水力停留时间为45 min,接触反应时间为25~30 min。
2.2.4 脱气池
脱除污水中大量的微小空气泡,避免带入反应池中被投加药剂包裹形成絮凝体而使絮凝体变轻上浮。水力停留时间为15 min,设置机械搅拌加快脱气。
2.2.5 反应池
分为二级反应,前段通过pH计自动控制系统投加氢氧化钠溶液调节pH值,重金属得以固化,后段投加PAM絮凝剂加速絮凝体的沉淀。两级反应时间均为15 min。
此外,相对于其它工艺,铸铁/焦炭反应器本身生成的Fe3+具有良好絮凝作用,在控制pH为7-10的情况下,生成的絮凝体大而稳定,易于沉淀。
2.2.6 斜管沉淀池
用以实现反应池出水中的泥水分离。表面负荷取1.0 m3/(m2.h)。
2.2.7 砂滤池
沉淀池出水中一般都含有微小的悬浮物质,这些通过机械作用强制固化的重金属物质可能会重新溶出而造成出水中重金属物质的超标,在沉淀池后设置砂滤池可以有效的将微小的悬浮物质除去。砂滤池设计流速以不超过1.0 m/h为佳。
2.2.8 清水回用池
暂存清水,提供砂滤池的反冲洗用水或者回用水。
3、结果与体会
3.1、影响水质因素
3.1.1 铸铁/焦炭反应器对系统的影响
铸铁/焦炭反应器是本技术的关键处理设施,其主要参数的设计直接决定着系统出水效果的好坏。在水质一定的情况下,铸铁和焦炭的质量比、安装方式、焦炭粒径大小以及接触反应时间是关键设计参数。
在进水pH值为1~3的条件下,采用的铸铁:焦炭质量比约为1~1.5:1,分层安装,铸铁粒径细小(ф=5~15 mm),焦炭以细薄块状最好;整个反应器接触时间为20~30 min,提供空气量为0.1~0.13 m3/min时,水样分析表明,在此条件下,污水中含有的高危险物质Cr6+及CN-等能够良好的转化为低危险、易除去的Cr3+及CNO-等。
3.1.2 水中空气的影响
一体化处理池中出水含有大量的空气,在进行加药前必须尽量脱除。本工程设计之初由于没有充分考虑好脱气问题,在斜管沉淀池中经常发生污泥上浮现象,原因即为水中含有的空气在没有完全脱除之前已经被投加碱及PAM包裹在絮凝体内,造成污泥密度变小而上浮。脱气池设置较大的表面积及增加搅拌有利于快速脱气。
3.1.3 pH值的影响
重金属沉淀对pH要求较高,所以采用pH自动控制器来投加NaOH量。
3.1.4 砂滤流速影响
砂滤池主要将出水中可能含有的微小悬浮物除去,避免固化重金属重新溶解到清水中,过高的滤速不利于滤除微小的悬浮物。
3.2、工程投资与运行费用
关键词: 气浮 水解酸化 生物接触氧化
中图分类号: Q505 文献标识码: A 文章编号:
1前言
废纸再生利用技术在纸制品行业中具有广阔的市场前景,在对废纸进行再生过程中,需要对纸浆进行脱墨漂白,将产生一定量的脱墨废水。一般情况下脱墨废水中的悬浮物浓度较高,是废水中CODcr物质的主要来源,可生化性差,直接采用生化法往往得不到良好的处理效果,采用单纯的物化方法其投资和运行费用往往较高,废水的治理效果和成本问题成为了该行业发展的瓶颈。
笔者对脱墨废水进行了长期的研究和探索,在某公司的脱墨废水处理工程中,采用了“两级气浮/水解酸化/接触氧化”工艺。实践证明,该工艺能够有效去除废水中主要污染物质,使废水达到《污水综合排放标准》(GB8979-1996)中的一级标准和《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-2001)要求,运行稳定,处理效果良好,投资和运行费用相对较低,对脱墨废水的处理及工程实践起到一定的指导作用。
2 水质状况
该厂所需处理水量包括400m³/d油墨废水和80m³/d生活污水两部分,本设计中,将二者单独收集,根据现场取样检测,油墨废水水质如表1所示:
表1:厂区油墨废水水质指标
根据具体水质指标及现场情况,确定采用物化+生化处理组合工艺处理厂区废水,工艺流程如图1所示:
4流程说明
对于本工程特殊的水质情况,决定采取物化处理加生物处理的组合工艺流程。首先将工业废水与生活污水分开,这是是因为工业废水水质比较差,并且含有大量有毒有害物质,会对后续的生物处理有所影响,所以现对其进行二级气浮处理,去除大部分的有毒有害物质和难降解的悬浮物质。而生活污水可以直接进入到生物处理阶段。所以经过物化处理的工业废水,和生活污水一起流入调节池,与生活污水一起,进入到生物处理阶段。而后,处理后的废水进入到二沉池进行沉淀后外排。同时,物化处理和二沉池产生的污泥脱水后外运处置。
5 构筑物参数及主要配套设备
5.1格栅
油墨废水中含有大量的纸张纤维和悬浮物 ,生活污水中含有较多的漂浮物和悬浮物,设置格栅的目的是为了防止大颗粒悬浮物进入调节池,以确保水泵等设备的正常运转,减轻后续处理设施负荷,保证废水处理系统的稳定运行。由于水量较少,为了节省占地空间,考虑与调节池一体化合建。选用HF800型自清式格栅除污机,安装倾角75°,渠道宽度为880mm,设备总宽1150mm,格栅出渣口设置存渣设备,栅渣定期清除。
5.2调节池
考虑到变化系数比较大,且脱墨废水需要单独进行预处理,故设置两座调节池。经调节池1调节后的脱墨废水,通过两级气浮池的处理,可生化性有所提高,与生活污水一起进入调节池2。两座调节池共用风机,池内设置穿孔管预曝气系统。设置预曝气系统有如下益处:一是可以对一些有机污染物进行处理;二可防止污水停留时间较长引起的厌氧发酵;三是使悬浮物不易沉积在调节池底,延长清理检修周期;四是通过曝气的搅拌作用,充分发挥调节池的均化功能。
调节池1尺寸为10m*7m*3m,停留时间约为12h,配备2台型号50WQ18-15-1.5潜污泵,一用一备,主要参数为:流量18m³/h,扬程15m,功率1.5kW。调节池2尺寸为10m*2m*3m,停留时间2h,配备50WQ24-20-4两台,一用一备,主要参数为:流量24m³/h,扬程20m,功率4kW。
5.3 气浮池
采用CAF-20涡凹气浮系统,相对于其他气浮系统,该系统更适用于该工程小水量,水质差的特点。本工程选取两级涡凹气浮系统,保障废水处理效果。主要性能参数如下:流量20m³/h,长4.5m,宽1.2m,深1.2m,总功率1.87kW。
5.4水解酸化池
水解酸化池利用水解和和产酸菌的反应,将不溶性有机物水解呈溶解性有机物,大分子物质分解成小分子物质,出水BOD/COD值有所提高,增加了污水的可生化性。 本水解酸化池设计停留时间6.5h,有效容积130m³,尺寸为16.2m*1.8m*4.5m,采用三廊道推流式形式,填料高3m,超高0.3m,实际填料填充率为55%。
5.5接触氧化池
选用由醛化维伦纤维和雪花状塑料原片组成的组合填料,使之兼顾软性与半软性填料的优点。它是有塑料环为骨架,负载着维纶丝,维纶丝紧固在塑料环上,在污水中丝束分布均匀,易生膜、换膜,又能有效的切割气泡,提高氧的传递速率和利用率,使水、气生物膜得到充分接触。
接触氧化池总容积242m3,填料层高度为3m,分为两层,滤池分4格,每格面积为22 m2,采用微孔曝气器,氧气利用率为18.4~27.7%。配备HSR-125型罗茨鼓风机,总风量10m³/min。
5.6二沉池
选用竖流式沉淀池,设计沉淀时间2h,表面负荷为0.8m³/㎡•h。
6.运行效果与讨论
该工艺经过为期一个月的调试与运行可以证明,该两级气浮/水解酸化/接触氧化工艺处理脱墨废水,具有操作简单、运行稳定、出水效果好等优点,出水指标均能满足《污水综合排放标准》(GB8979-1996)中的一级标准和《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-2001)的要求,监测取样结果如表3所示。
表3:监测取样结果
参考文献
[1] 张春敬,刘玉.废纸脱墨废水处理技术及其发展研究[J].造纸化学品,2011,23(增刊):15~18.
[2] 唐国民,赵朝根,河北海.废纸脱墨废水的污染特征及其处理技术[J].云南环境科学,2004,23(4):55~58.
摘要:本文介绍了水解酸化-接触氧化-物化工艺在印染废水中的应用。运行结果表明,当进水BOD5为250~400mg/l,CODcr为750~1375 mg/l,出水达到《纺织染整工业水污染排放标准》(GB4287-92)一级标准。该工艺具有适应性强、稳定效果好、有机物及色度去除率高等特点,因此在印染废水处理中具有良好的前景。
关键词:印染废水 混凝沉淀 水解酸化 接触氧化
1.废水的水质水量
浙江某针织厂是一家民营企业,主要对针织产品进行印染后整理加工,企业经济效益较好。拟建的废水处理站处理的对象主要为工厂排放的印染废水,其污染物来源主要来自纤维原料上的污物油脂、添加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。废水具有典型的印染废水的特点,即废水的水量水质变化大,COD高,B/C均很低,一般在0.2~0.35之间,可生化性差,色度高。 根据业主及环保局的要求,废水设计水量为3000m3/d。对废水排出口多次监测和参考其他同类型针织厂的废水水质,确定设计进水水质,如表1所示。
CODc(mg/l)
关键词:工业废水 COD 废水回用处理 深度处理 超滤 反渗透
一、前言
中国是一个严重缺水的国家,人均水资源占有量不到世界的1/4,随着石油化工、煤化工、钢铁、造纸等工业的发展,其生产过程中产生严重污染的工业废水从而破坏了水资源环境,再有工业用水也面临严重短缺。国家几次提高各工业行业废水达标排放标准,控制工业用水水源供应并要求企业回用自身产生的工业废水,即节能减排。
循环冷却水补水在中原大化煤化工的工业用水中占有相当大的比例,循环水补充水量约占新鲜水用量的60%,循环水的补水水质要求相对低于其它用水水质要求,因此若能将污水经过深度处理除盐后回用于循环水系统,将极大地节约原水使用量。
二、煤化工废水回用膜处理工艺介绍
1.项目状况介绍
河南省煤业化工集团中原大化公司甲醇事业部的污水处理站主要接受甲醇装置、气化装置、乙二醇装置、脱盐水站离子交换再生装置、厂区生活产生的污水,工艺装置内初期污染雨水,污水处理站设计处理能力为300m3/h,接受污、废水混合后水质指标为PH:6-9,氨氮≤100mg/L,COD≤1450mg/L,处理后水质指标为PH:6-9,氨氮≤5mg/L,COD≤45mg/L。
为节约水资源,实现污水回用,污水处理站处理后的达标废水60%进入废水回用装置进行深度处理除浊除盐,产生的再生水将作为循环水集水池的补充水。再生水水质指标将达到开式循环冷却水系统补充水水质指标GB50335-2002《污水再生利用工程设计规范》4.2.2要求。深度处理后产生的浓盐水将经过活性炭吸附去除有机物后排放。
2. 回用的废水水质条件
污水处理站接收的所有废水经过生化系统处理后达到相应环保排放标准,作为回用处理工艺的进水。
3.回用装置处理工艺流程
回用装置深度处理主要工艺流程如下:
生化系统沉淀池 砂滤池 中间水池 多介质过滤器 超滤装置 超滤产水池 超滤水泵 保安过滤器 反渗透装置 回用水池 回用(循环水补水)
浓水 活性炭过滤罐(或者反洗砂滤池、多介质过滤器)
3.1 回用处理工艺流程描述
污水站生化系统沉淀池出水进入处理单元,首先是砂滤池,截留由于泥水分离不彻底的悬浮颗粒活性污泥后自流入中间水池,再由提升泵加压进入多介质过滤器,过滤去除污水中细小固体悬浮物,降低出水的浊度,为超滤装置运行提供优质水质保障。中间水泵提升管线处同时投加混凝剂、次氯酸钠,混凝剂强化过滤处理效果,并降低一定的COD浓度,通过投加杀菌剂抑制水中微生物滋生,防范膜元件的微生物污堵,保证超滤的运行安全。
多介质过滤器出水直接进入超滤装置,超滤膜采用外压式过滤的运行方式,25-50min自动反洗一次,每38次常规反洗后执行一次化学反洗1(烧碱+次氯酸钠),每76次常规反洗后执行一次化学反洗2(盐酸),反洗水取自超滤产水池,反洗排水排入污水处理站综合调节池。运行时的产水进入超滤产水池。
反渗透装置从超滤产水池取水,采用一级二段(6:4排列),回收率60%,浓水进入浓水池,产水进入回用水池,由提升泵输送至循环水集水池。
浓水池的浓水做为砂滤池及多介质过滤器反洗水源使用,反洗后出水进入综合调节池再进入生化系统处理,多余反渗透浓水经活性炭过滤罐过滤合格后排入总排口排放。
3.2 主要工艺单元及设备介绍
3.2.1多介质过滤器
多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质,在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料,从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程,过滤的作用,主要是去除水中的悬浮或胶态杂质,特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等,对BOD5和COD等也有某种程度的去除效果。
多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤等滤料去除原水中的悬浮物,属于普通快滤设备。含有悬浮物颗粒的水与絮凝剂充分混合,使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。当胶体颗粒流过多介质过滤器的滤料层时,滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于吸附在滤料表面。当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜,随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高,直至失效。此时需要利用逆向水流反洗滤料,使过滤器内石英砂及无烟煤层悬浮松动,从而使粘附于石英砂及无烟煤表面的截留物剥离并被水流带走,恢复过滤功能。我厂使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤,下部为大比重的小颗粒石英砂,这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。
3.2.2超滤装置
超滤装置主要的作用是允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)通过,分离悬浮物大分子胶体、黏泥、微生物、有机物等能够对反渗透膜造成污堵的杂质。为了最大限度的提高产水效率,需要周期性的使用超滤产水或者同等水 质的水对系统进行反洗。
超滤膜组件需要定期进行化学清洗以完全恢复膜性能。因此,超滤系统需要配置化学加药装置,已恢复长期运行中反洗也不能恢复超滤的运行状况。
3.2.3反渗透装置
膜分离技术作为一种新型、高效的分离技术,近年来取得了令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济各个领域,在节能减排、清洁生产和循环经济中发挥着重要作用,特别是在水资源利用和环境保护方面起着举足轻重的作用。
反渗透脱盐技术作为膜分离技术之一,已被广泛应用。在进行反渗透脱盐处理时,若只采用常规水处理工艺(如:中和、生化处理、混凝、澄清、介质过滤等)作为反渗透的预处理,往往无法满足反渗透系统的进水水质要求,造成反渗透装置的快速污堵及频繁清洗。在常规水处理工艺的基础上结合超滤处理工艺作为反渗透的预处理,则能够大大降低反渗透装置的污堵速度及清洗频率,保证反渗透系统的长期、稳定运行,为煤化工企业提供可替代新鲜水、锅炉用水、工业工艺用水的高品质回用水。
反渗透是我厂水处理系统中最主要的脱盐装置,利用反渗透膜的选择透过特性除去水中绝大部分可溶性盐份、有机物及微生物等。采用一级二段(6:4排列),回收率60%。
三、膜处理后水质
根据出水水质总的来说,经过除盐处理出水水质是较高的。平均脱盐率达到了97%以上,完全符合循环水补水水质所要求的指标。
四、回用于循环水系统的运行状况
1.循环水补水水质
原水电导是回用水电导的8.8倍,很大程度的降低循环水系统的腐蚀风险;原水总硬度是回用水总硬度的58倍,大大的降低循环水系统的结垢风险。
五、结论
经膜法处理后的污水回用于循环水系统后,装置每小时回收深度处理后生化系统出水100吨,其经济、环保效益都比较明显,使循环水系统新鲜水用量减少180吨/h,每天节约原水费用15600元。合格的外排污水经双膜法处理后回用于循环水系统会给双膜造成一定的问题,但只要通过加强管理,精心操作,可以满足双膜进水水质的要求。
关键词:二氧化氯 含酚废水 处理工艺
1.实验方法
1.1原料及试剂:
1)含酚废水(齐齐哈尔第一化工厂提供)
2)盐酸(工业级,31%)
3)氢氧化钠(固体)
4)二氧化氯溶液(用氯酸钠与盐酸反应制得,可得到10000~20000mg/L不同浓度的溶液)
5)活性碳(粉状)
1.2 挥发酚测定方法:采用蒸馏溴化钾容量分析法(国标)
1.3 活性炭过滤:在滤纸内侧洒上一层活性炭即可。
2. 工艺条件实验
根据实验,提出如下工艺流程:
2.1酸析:
酚醛树脂在生产中会产生一定量水溶性树脂,在蒸馏时,随水分挥发出来,进入废水,一方面造成树脂损失,另一方面造成废水中酚含量增高,废水中的树脂经测定约含10%,每吨废水可回收1000 × 10% =100kg(约2000元)。因此,从废水中提取出这部分树脂意义非常重大,不但可以去除一部分酚,而且回收的树脂价值可观。根据酚醛树脂在加热或酸性条件下,可以聚合而从水中析出的特点,提出了用酸析的方法提取树脂。我们在废水中加入一定量的工业盐酸,经过24小时反应,使树脂与废水分离,实验情况如下表:
序号 废液量(ml) 加盐酸量(ml) 加盐酸比例 处理后酚含量(mg/l) 析出树脂量(g) 析出树脂比例 原液 19411 1 400 8 2% 4322
38 9.5% 2 400 40 10% 2929 39.6 10%
从上表可知,多加盐酸可以多析出树脂,酚含量也降低,但加酸太多,将导致树脂聚合加剧,使析出的树脂结成硬块,不能再使用,因此加酸量应控制在2%以下。
2.2 氧化
用二氧化氯作为氧化剂,实验了不同条件下,氧化去酚效果如下表:
序号 取废液量(ml) 加ClO2量(ml) ClO2浓度(mg/l) 反应时间(小时) 加温否 处理后酚含量(mg/l) 1 50 150 3020
24 否 106 2 50 50 15000 24 否 205 3 50 50
7400 24 否 288 4
120 40 7500 4 60~70℃ 336
实验中发现:加入ClO2量越多,浓度越大,酚含量降低越多。二氧化氯含量大到一定的程度,酚含量不再明显下降(如2、3号)。另外,提高温度,对去酚效果不是太显著,且长时间保温在实际中不太方便。
另外,我们还实验了,经一次氧化处理后的滤液进行第二次氧化处理,它可使酚含量从205mg/l降至70~80mg/l。但这种处理将使ClO2的需求量增加一倍,使用中较难达到,因此工艺中未采用此方法。
2.3 中和
经上述处理后的废水含有一定量的酸,排放前必须中和。我们用片碱(NaOH)直接加入氧化处理后的废液中,中和至PH=4~6。处理后可使酚含量进一步降至39mg/l.
2.4 上述处理后,酚含量仍较高,用氧化的方法已不能有效的去除酚(其原因可能是废水中成份复杂,氧化时生成了某些惰性化合物,不易被破坏)。因此最后用水稀释后排放。
2.5 活性炭过滤
工艺中,酸析、氧化及中和后,均应过滤废液。实验中发现用活性炭进行过滤,效果很好,而且过滤后,含酚量较高的滤渣可随活性炭一起烧掉。
综合考虑,去酚工艺参数如下:
步骤
投加药剂
药剂浓度 投加量 加药前状态 加药后状态 过滤后状态 处理后酚含量mg/L 酚去除率% 原液 19411 酸析 盐酸 31% 2% 浅黄色清 深红色浊 深红色清 4300 77.8
氧化 二氧化氯 2%
1:1 深红色清 红黄色浊 红黄色清 106 99.5 中和 氢氧化钠 固体
—— 红黄色清 黑红色浊 浅黄色清 39 99.8 稀释 水 —— 10~20% 浅黄色清 稍黄色清 ——
<4 99.9
3. 结论
1) 用二氧化氯氧化去酚是可行的。
2) 很有必要用酸析法回收废水中的树脂。
3) 在可能的条件下,投加二氧化氯的浓度尽量高一些。
4) 过滤应用活性炭过滤。
参考文献
1) 二氧化氯研究进展 (中国消毒学杂志1997.1)
2) 稳定性二氧化氯应用手册(上海科技出版社1993)
3) The effectiveness of two disinfectants on denturebase acrylic resin with an organic load .(J Prosthet Dent 1989)
4) Comparison of chlorine and chlorine dioxide as disinfectants. (J Water Pollute Control Fed.1980)
【关键词】制药废水尾水;预处理;工艺
1、制药废水的特点及危害
制药废水主要来源于制药厂的提前废水、洗涤废水以及其他废水,主要成分为蛋白质、糖类以及各种无机盐类。还包括化工原料、有机溶剂以及酸等。
制药废水中主要污染物有化学需氧量(COD)、悬浮物(SS)、生化需氧量(BOD)、氰化物以及氨氮等有毒物质。(1)抗生素制药废水;它主要是有机废水含S与N及毒性物质较多,废水中参与抗菌素较多,ph值浮动大,治理难度大。(2)中成药废水;中成药废水主要含有糖类、有机色素类、鞣质体、纤维素、生物碱以及木质素等有机物,它具有悬浮物(药渣、泥沙)多、化学需氧量浓度变化大,色度高且水温在25~60℃。(3)化学制药废水;废水的成分较为复杂,含有抗生素残余以及未反应的原理,化学需氧量浓度较大。化学制药废水具有成分复杂、无机盐浓度高以及含有生物毒性物质。(4)生物制药废水;生物制药废水的成分也非常复杂,含毒及生物抑制物,气味重及泡沫。具有这些特点:化学需氧量浓度高、悬浮物浓度高,抗生素残留较多使得难降解,同时含有抑菌物质SO42-浓度高,还有一个特点就是成分非常复杂。
制药废水由于药剂种类繁多也使得其水质也都不相同,其毒性高且含有有机污染物等特点,属于破坏性较为严重的废水,如果不对其进行处理的话,对环境能造成不可估计的危害。它具有以下的危害性:(1)消耗水中的溶解氧;有机物分解时需要耗费水中的溶解氧,如果有机物含量高的话会造成水体缺氧使得水中的好氧生物灭亡,厌氧生物繁殖,使得水体发出臭味。(2)影响生态平衡;制药废水中通常含有抗生素等杀菌成分,会影响水中微生物的生存,严重的会破坏生态平衡。
2、传统的制药废水处理方法
2.1、物化处理法
制药废水物化处理的方法主要有5种:(1)混凝法,这种方法使用较为广泛,其关键在于混凝剂的选择及投加;(2)吸附法,常见的吸附剂主要有活性炭、吸附树脂以及活性煤,效果也较为明显;(3)气浮法,其效果较前两种要差些,主要有溶气、充气以及电解等几种气浮法;(4)电解法,其特点为易操作、效率高以及脱色好等特点;(5)膜分离法,主要是反渗透膜,它能回收部分有用的物质。
2.2、化学处理法
化学处理法是存在弊端的,如果药剂加入量超过一定的量,则会对水体造成污染,采用化学处理法时必须要提前进行实验,确定药剂的用量。常见化学处理方法有:(1)铁碳法,其预处理方法采用的是铁加碳的方式,这样能提高废水的可生化性;(2)臭氧氧化法,这种方法能提高化学需氧量的去除率,同时提高废水的可生化性;(3)Fenton试剂处理法,这种试剂是由亚铁盐与H2 O2组成的,它能够有效的去除制药废水中的难降解物质,近年来引进了紫外光以及草酸盐等;(4)高级氧化技术,也叫做深度氧化技术,这种技术对化学需氧量的去除率能达到96%,主要有紫外光以及超声波等氧化技术,它具有高效以及无选择性等特点,应用较为广泛。
2.3、生化处理法
制药废水生化处理主要有这么几种方式:(1)好氧生物处理法;制药废水浓度高且多含有机物,在对原液进行稀释时消耗的动力大,处理后一般都不能直接排放,需要对其进行预处理。常见的好氧生物处理法有:活性污泥法、接触氧化法、深井曝气法、吸附生物降解法等。(2)厌氧生物处理法,目前高浓度的制药废水处理大都是采用的厌氧处理方法,但是经过这种方法处理后仍然存在化学需氧量较高的缺点,还需要对水体进行后期处理。常见的厌氧生物处理法有上流式厌氧污泥床、厌氧折流板反应器以及水解法等。(3)组合处理法,单一的制药废水处理方法往往都不能满足排放要求,于是厌氧―好氧等工艺组合起来使用就用在了废水处理中,它能有效的结合两者的优点,处理结果也符合要求,在实践中得到了较为广泛的使用。
3、制药废水生化前预处理的分析
3.1、制药废水的处理方法
一般制药厂的废水处理站的工作流程如下:原水初沉池调节池复合水解酸化池交替流生物反应器双流向曝气生物滤池出水(尾水)。
其处理处理技术原理为:
(1)调节池;曝气调节池的工作原理为使用压缩空气搅拌制药废水,起到防止沉淀均匀水质的作用,同时,它可以将废水中的易挥发物质去除掉,对废水进行初期的处理。
(2)复合水解酸化池;水解酸化池可以将废水中的毒性物质及有机物进行水解,能够有效的抑制甲烷的产生,并且处理后的水ph值在6.0~7.5作用。
(3)交替流生物反应器;这道工艺的特点变现为深层曝气,保证了氧气的提供,同时加强了氧转移的工作效率,处理高浓度及高盐度的制药废水效果较为明显。需要注意的是,交替流生物反应器需要进行保温处理,以保证冬季时能正常运行。
(4)双流向曝气生物滤池;这种系统的应用大大提高了水资源的利用率,同时,对制药废水进行了深度的处理,最后的出水能达到排放及回用标准。
3.2、制药废水处理后分析
制药废水处理分析主要是采用下面几个指标来进行分析:(1)BOD5/COD指标,它是判断废水能否使用生物方法进行处理,该比值越大可生化的性能越好,一般达到0.3才能采用生化处理;(2)BOD5/TN指标,它是判断废水能否使用生物脱氨技术的方法,国家规范要求改比值需要大于4,反应才能彻底;(3)BOD5/TP指标,它是判断生物除磷的一个必须指标,我们要求该比值要大于20才能采用生物除磷的方法。
总 结:
制药废水的生化前预处理必须要将处理效果放在第一位,必须要保证出水能够满足排放要求及工业用水回水使用的要求,其次还要考虑到经济性的要求,注意对设备进行维护,尽量对设备进行简单化,既能满足我们的制药废水处理需要,还能降低工作的成本,提高企业的效益。最后一点,还需要注意处理工艺的适用性,选择一种可以处理复杂废水且经济的工艺,适用范围广,经济性较好,这才是最佳的处理工艺。
参考文献
[1] 潘志彦,陈朝霞,王泉源等. 《制药业水污染防治技术研究进展》[J].《水处理技术》,2004,28(2):68-71.
[2] 马文鑫,陈卫中,任建军等.《制药废水预处理技术探索》 [J].《环境污染与防治》,2001,1,23(2):87-89.
[3] 杨 军,陆正禹,胡纪萃等.《抗生素工业废水生物处理技术的现状与展望》[J].《环境科学》,1997,18(5):83-85.
关键词:水果脱水废水 蔬菜脱水废水 USAB 接触氧化 混凝沉淀
Abstract:Basing on the characteristics of fruit and vegetable dewatered wastewater, the process of UASB, biocontact oxidation and flocculation is adopted. By introducing the sludge cultivation and adjustment in the commissioning, and analyzing the problems during operation, factors which may affect process commissioning are raised, as well as the related control measure. Practice shows that effluent wastewater treated by UASB/ biocontact oxidation/flocculation process has been up to the Ⅱ grade of Integrated Wastewater Discharge Standard of The People’s Republic of China(GB8978—1996).
Keywords:Fruit dewatered wastewater、Vegetable dewatered wastewater、
UASB、Biocontact oxidation、Coagulation、
一、概述
某食品公司主要从事温带水果脱水和蔬菜脱水加工,两种产品的主要工艺流程为:水果加工:原料去皮、清洗蒸煮糖浸干燥
蔬菜加工:原料清洗挑选切割药剂处理干燥
废水主要来源于清洗、蒸煮、糖浸等生产工序,以及地面和设备的冲刷、清洗用水。
二、水质、水量
设计水量:300m3/d,设计水质见表1。
三、工艺流程及流程简述
针对此废水有机物浓度高,可生化性较好的特点,选用以“UASB+生物接触氧化法”为主,絮凝沉淀为辅的处理工艺,UASB采用中温厌氧方式。
1、工艺流程如图1所示。
2、工艺流程简述