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1 原水水質
某廠(生產染料及染料中間體)染料車間(jiān)排出的綜合廢水(shuǐ)(含30%左(zuǒ)右的衝洗水(shuǐ))近100m3/d,中間體車間(jiān)排(pái)出的綜合廢水(含30%~40%的衝(chōng)洗水)約90m3/d。
原水是含鹽(yán)量較大的高色度有機廢水,無機鹽濃度為15%~20%,主要是NaCl、Na2SO4。有機物主要是苯係(xì)、萘係化合物,所以(yǐ)水(shuǐ)體可生化性差(BOD5/COD一般為0.02~0.2),並具有很強(qiáng)的毒性,因此染化廢(fèi)水一直是治理難度最大的工業廢水之一。 2 方案的確(què)定 通過試驗,對(duì)幾種(zhǒng)處理方案進行了研究,但都不能得(dé)到令人滿(mǎn)意的效(xiào)果,如混凝脫色法用藥量大,運行費用高,亦難使出水達到排放標準;生化法需加入大量稀釋水以降低含鹽量,基建(jiàn)投資大,廠家難以承受;膜(mó)分離法由於膜易堵塞(sāi),反衝洗頻(pín)繁,並且需進口NF膜,因(yīn)此運(yùn)行費用(yòng)太高(達30 元/m3原水)。經過大量調研分析,擬采用微電解的方法破壞原水中有機物的分子結構,達到易於脫色和降(jiàng)低COD的目(mù)的。通過(guò)小試、中(zhōng)試,最後采用鐵床—氣浮—活性炭吸附的處理工藝,工(gōng)藝流程見圖1。
2.1 調節池(chí)
采用調節池既充分調節了水量(liàng)、水質,又省去了一沉(chén)池,從而(ér)節省了投資。廢水中的一部分染料及其中間體物(wù)質經沉澱後得以去除,COD有所降低。為解(jiě)決排泥問題,保證調節池的有效容積,采用了行車式吸泥機,汙泥進入集泥池與氣浮池的浮渣一起泵(bèng)入壓濾機,濾餅焚燒處理。設計染料及其中間(jiān)體廢水調節池各一座,有效容積為100m3,HRT為24 h。 2.2 鐵床 鐵床主(zhǔ)要(yào)是利(lì)用鐵、炭組合的(de)填料與原水(shuǐ)反應(yīng),破壞原水中有機物的分子結(jié)構及其性質。其(qí)原理是:鐵與炭的(de)腐蝕電位(wèi)不同,鐵作陽極、炭作(zuò)陰極、原水作電解質而形成千千萬萬個原電池。電極反應如下: Fe-2e=Fe2+(陽極反應(yīng)) E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V 2H++2e=H2↑(陰極反應(yīng)) E0(H+/H2)=0 V 當有氧存在時陰極反應(yīng)如下: O2+4H++4e=H2O O2+2H2O+4e=5OH- E0(O2/OH-)=0.40 V 從上述(shù)反應可知,原水在酸性、充氧的條件下以一定流速流經鐵炭填料時,染料的發色基團被氧化,硝基還原為氨基,偶氮(dàn)鍵斷(duàn)裂,這為下一步處理提供了可(kě)靠有效的條件。在設計時(shí)因考慮到充氧的重要性,所以在原水進入鐵床前設置溶氣罐,並采用空壓機供氣。鐵床(chuáng)(Ⅰ)的HRT為1 h,鐵床(Ⅱ)的HRT為2 h。 2.3 混凝脫色係統(tǒng) 鐵床出水呈酸性並(bìng)含(hán)有大量Fe2+、Fe3+,當將其出水pH值調至7~8時,形(xíng)成Fe(OH)2、Fe(OH)3膠體,但形成的礬花較小,需(xū)加入助凝劑PAM以利氣浮處(chù)理。在此過程中,可加入季銨型陽離子高效脫(tuō)色劑進一步降低原水中的色度(dù)。該裝置為混合反應罐,其HRT為4 min。 2.4 氣浮係統 加藥混凝後的原水含(hán)有大量的絮狀體,采用氣(qì)浮分離裝置將絮凝體浮於水麵,利用(yòng)刮渣機將其排(pái)入(rù)集渣池,從而完成固液(yè)分離。氣浮係統采(cǎi)用清水溶氣氣浮(fú),溶氣水(shuǐ)量為30%,氣浮池(chí)直徑為2.5 m,HRT為40 min。 2.5 砂濾罐 設置了兩座砂濾罐(一用一備),主要目的是去除懸浮(fú)物,使水質達到進活性炭罐的基本要求。濾料(liào)為單層石英砂,反衝洗水排至調節池。 2.6 活性炭罐 為保證出水水(shuǐ)質達到GB 8978—1996二級(jí)標準,設置活性炭罐,這可以充分有效地(dì)吸附水中殘留(liú)的有機物(wù),從而使COD、色度等指標達到要求。設置兩座活性炭(tàn)罐(一用(yòng)一備),活性炭再(zài)生周期為36 d,HRT為30 min。 3 處(chù)理效果分析 ①德州市環保(bǎo)局於1999年11月17日—18日對該廠水樣進行了48 h的(de)16次取樣檢測,檢(jiǎn)測結果見表1,表明該設施的處理出水達(dá)到了(le)GB 8978—1996二級(jí)標準。 表1 處理出水檢測結果
從鐵床的處理原理分析,其形成的原電池可將多環化合物分解成單環化(huà)合物,但苯環很難被破壞(huài),加之原水設計氣量偏小,致使原水經鐵床處理後有(yǒu)一定的Fe2+形成,所以(yǐ)COD的去除率幾乎為0。從苯(běn)胺的檢測結果來看,原水經(jīng)鐵(tiě)床處理(lǐ)後苯胺含量反而成倍(bèi)升高,這說明萘係化合物被分解(jiě)為(wéi)苯係化合(hé)物,使苯胺含量增加。 原水經鐵床處理後,兩股廢(fèi)水(shuǐ)合(hé)為一股(gǔ),經中和池及脫色(sè)、氣浮處理後,各汙染物含量都明顯降低,處理效果較好。 ②問題的探討 a.由於產生強酸性廢(fèi)水的翠蘭GL和雙介(jiè)酸(suān)沒有正常生產,導致(zhì)鐵床的進水pH值較設計值高(gāo),這樣(yàng)影響了(le)鐵床的處理效(xiào)果。 b.在中試時發現,鐵床填(tián)料因表麵被固著而使(shǐ)處理效果降低,產生(shēng)鐵(tiě)床的鈍化現象,因此(cǐ)采用6%~8%的稀硫酸進行浸洗活化。在實際工程中,每隔(gé)25~30 d對鐵(tiě)床填料進行一次活化,曆時2~3 h。 4 經濟(jì)分析
工程總投資為97萬元,其中(zhōng)土(tǔ)建投資為25萬元,設備管(guǎn)件(jiàn)及配電投資為(wéi)60萬元,其餘部分為12萬元(yuán)。處理成本為3.51 元(yuán)/t,其中(zhōng):①折舊(jiù)費為0.86 元/t;②人工費為0.27 元/t;③電費為0.49 元/t;④藥劑費為1.02 元/t;⑤鐵炭填料費為0.22 元/t;⑥活性炭填料費為 0.65 元/t。
對於此類色度高、含鹽量大(dà)、可生(shēng)化性(xìng)差、毒性大的有機染料化工(gōng)廢水,若采用(yòng)大量稀釋水稀釋的生化方法處理,工程投資較大;若采用鐵床—氣浮—活性(xìng)炭(tàn)吸附工藝,則工程投資較少。農村小型汙水處理設備 |
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