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      高鹽高有機(jī)物廢水治理工藝改進(jìn)

      2019-12-12 02:06:52徐慶華
      山東化工 2019年22期
      關(guān)鍵詞:辛酯芬頓電解

      徐 曉,徐慶華,李 喆

      (煙臺恒邦化工助劑有限公司,山東 煙臺 264100)

      煙臺恒邦化工助劑有限公司是一家大型選礦藥劑生產(chǎn)企業(yè),在硫氨酯、異辛酯的生產(chǎn)過程中會排放含高鹽高CODcr的廢水萃取廢水(廢水A)、低鹽高CODcr的酯化廢水(廢水B)和高鹽CODcr較高的還原廢水(廢水C),廢水中主要含有巰基乙酸、異辛醇、異辛酯、氯乙酸等物質(zhì),具有pH值低,高鹽、高CODcr、廢水可生化性差、毒性較大,處理較難等特點(diǎn)。

      公司現(xiàn)有污水處理站一座,污水處理站處理規(guī)模為55724.9m3/a,針對上述三種廢水進(jìn)行處理,采用“隔油+中和+氣浮+MVR蒸發(fā)濃縮+芬頓+UASB+A/O+MBR膜”處理工藝,目前污水站運(yùn)行不理想,廢水不能達(dá)標(biāo)排放。

      據(jù)現(xiàn)場廢水取樣檢測并進(jìn)行小試試驗(yàn)情況,采用將三種廢水分別經(jīng)過預(yù)處理后再進(jìn)行生化處理的處理工藝。

      1 污水來源及水質(zhì)

      1.1 高鹽廢水A

      主要來源:異辛酯一次,二次,三次萃取尾液;巰基乙酸萃取尾液;罐底沉降水;罐區(qū)水浴吸收廢水;洗氣塔噴淋水和99%巰基乙酸鈉抽濾鹽。廢水中含有大量的NaCl及萃取過程中進(jìn)入污水的原料和產(chǎn)物。

      1.2 酯化廢水B

      主要來源:異辛酯三次酯化液水洗廢水,醇水分層廢水,地面清洗廢水和初期雨水。廢水的主要成分是水洗過程中進(jìn)入污水的原料和產(chǎn)物。

      1.3 異辛酯還原工藝水廢水C

      主要來源:異辛酯還原粗酯水洗廢水,主要成分是鋅鹽。

      1.4 生活污水

      主要來源:廠區(qū)生活過程中產(chǎn)生的污水,主要成分是有機(jī)物、氨氮等。

      以上四類污水的水量及水質(zhì)情況列于表1。

      表1 污水的水量和水質(zhì)情況

      1.5 廢水處理的排放水要求

      廢水經(jīng)處理后滿足《山東省半島流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》具體指標(biāo)如下:

      表2 廢水排放指標(biāo) mg/L

      2 原系統(tǒng)存在的問題

      2.1 工藝設(shè)計(jì)的不合理

      2.1.1酸堿用量大,物料浪費(fèi)嚴(yán)重

      數(shù)據(jù)顯示,廢水A中含有極高的酸度和鹽度,有機(jī)物,其鹽含量達(dá)20%,pH值達(dá)0.2,COD達(dá)10000mg/L。原設(shè)計(jì)采用先蒸餾脫鹽,再進(jìn)行芬頓氧化的工藝。即將強(qiáng)酸性的廢水A先從pH值0.2加堿中和至pH值7,蒸餾脫鹽后加酸,將pH值再調(diào)回到3左右,再進(jìn)行芬頓反應(yīng)。這樣的工藝流程會消耗大量酸堿,使鹽量增加中,致使處理成本提高。

      2.1.2 無脫硫工序,厭氧反應(yīng)效果差

      原因:設(shè)備未保溫,含硫廢水未做脫硫處理。

      溫度的波動會影響厭氧反應(yīng)器的正常進(jìn)行,溫度每下降1℃,厭氧菌活性會下降約10%。但原設(shè)計(jì)無采取任何保溫措施,肯定會影響厭氧反應(yīng)的運(yùn)行效果,特別是冬天,厭氧效率會下降很大。

      其次,廢水中的主要污染物是含硫有機(jī)物,而硫化物對厭氧菌有抑制作用,影響厭氧效果,但原設(shè)計(jì)中,并沒有采取專門的脫硫措施。

      2.1.3 MBR膜嚴(yán)重?fù)p壞

      MBR工藝的設(shè)計(jì)中沒有專門的定時(shí)反沖功能,膜污染現(xiàn)象嚴(yán)重,原來的膜嚴(yán)重?fù)p壞,已無分離效果。

      2.1.4 芬頓反應(yīng)效果不理想

      經(jīng)芬頓反應(yīng)處理后污水的COD仍有1.5萬mg/L左右,致使后續(xù)的生物反應(yīng)負(fù)荷重,處理效果差。并且芬頓反應(yīng)結(jié)束后中和、絮凝沉淀過程存在跑泥現(xiàn)象,說明沉淀過程的藥劑配方存在問題。

      2.2 設(shè)備存在的問題

      2.2.1 隔效果差

      隔油池太小,水流速度快,無足夠時(shí)間使油滴上浮形成油層,分離效果差。

      2.2.2 設(shè)備腐蝕嚴(yán)重

      所有設(shè)備,包括隔油池,中和池,氣浮機(jī)等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備均未采取有效的防腐措施,因此設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,幾乎都不能再用。

      2.2.3 構(gòu)筑物防腐損壞嚴(yán)重

      水泥池的防腐所用材料和制造工藝也存在嚴(yán)重問題,不少池子已出現(xiàn)防腐層脫落現(xiàn)象。

      2.2.4 無密封防臭設(shè)計(jì)

      整套系統(tǒng)無密封防臭設(shè)計(jì),污水處理站揮發(fā)性藥劑氣味大,工作環(huán)境惡劣,影響環(huán)境。

      3 對MVR進(jìn)行改造修復(fù)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)要解決的關(guān)鍵技術(shù)

      3.1 對進(jìn)入MVR的廢水進(jìn)行預(yù)處理

      新增微電解預(yù)處理工藝,利用微電解的電化學(xué)過程,使廢水的可生化性提高,同時(shí)降低廢水的COD。

      3.2 強(qiáng)化對高濃度廢水B的處理

      原設(shè)計(jì)對高濃廢水B采用了芬頓氧化處理,為了提高對高濃廢水B的處理效果,在改進(jìn)的工藝匯總,采用微電解+芬頓的強(qiáng)化處理工藝,即廢水在用微電解法處理后直接加入雙氧水,進(jìn)行芬頓氧化反應(yīng),以進(jìn)一步降低廢水的COD,提高廢水的可生化性。通過此工藝,COD的去除率可以到80%左右。廢水B的化學(xué)需氧量可從3.5萬降至2萬左右。

      3.3 改善厭氧反應(yīng)處理效果

      對現(xiàn)有的厭氧池進(jìn)行保溫,以提高厭氧效果。并實(shí)施厭氧好氧循環(huán)回流,以去除廢水中的有機(jī)硫,減少硫化物對生物過程的抑制作用。

      3.4 提高好氧反應(yīng)處理效果

      原設(shè)計(jì)采用MBR技術(shù),雖然對提高出水水質(zhì)有好處,但是分離膜易污染和損壞,管理維護(hù)十分麻煩,且使用壽命短。改造后使用自主技術(shù)好氧高效微生物組合菌群。其特點(diǎn)是管理維護(hù)簡便,運(yùn)行過程穩(wěn)定,活性高,分解污染物的能力強(qiáng)、耐受性和抗毒性強(qiáng),基本上不產(chǎn)生污泥(污泥減量90%以上),高效微生物菌群一次投入永久有效,并且具有優(yōu)良的脫氮功能,可以使出水中的氨氮和總氮含量均達(dá)到污水排放1A級標(biāo)準(zhǔn),出水水質(zhì)優(yōu)良。

      3.5 增加UV催化氧化裝置

      作為保障措施,擬在好氧生物處理后,安裝紫外光催化氧化裝置,一旦出水不能達(dá)到排放指標(biāo),即進(jìn)入該裝置進(jìn)行深入處理使達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

      3.6 重建隔油池

      加大隔油池表面積,提高分油效果。

      4 工藝流程改進(jìn)

      圖1 工藝流程示意圖

      A,B,C三股廢水先通過管道,經(jīng)格柵去除固體垃圾后,分別置于相應(yīng)的收集罐中,再按下述步驟分別處理。

      由于廢水A有很強(qiáng)的酸性和鹽度,且有機(jī)物含量極高,因此,水分要脫鹽,而且為提高廢酸的利用率,先讓溶液經(jīng)過微電解處理,再進(jìn)入芬頓反應(yīng)池進(jìn)一步氧化。反應(yīng)結(jié)束后,將該股廢水用堿中和,然后與有機(jī)物含量極低的高鹽廢水C混合,送入MVR裝置中回收廢鹽。所得的MVR蒸出液與經(jīng)微電解+芬頓處理過的廢水B混合,一起進(jìn)行厭氧-好氧生物處理,達(dá)標(biāo)后排放。其中好氧生物處理過程采用自主開發(fā)的好氧高效菌技術(shù),使污水生物處理過程可靠、穩(wěn)定、簡便,出水水質(zhì)優(yōu)良。為防止在運(yùn)行過程中,由于進(jìn)水濃度的變化和操作不當(dāng)造成出水水質(zhì)無法達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象,在排放口前安裝一臺紫外深度氧化的設(shè)備,以保證排放水水質(zhì)。

      4.1 新設(shè)計(jì)工藝的優(yōu)點(diǎn)

      (1)根據(jù)不同廢水的特點(diǎn),分類進(jìn)行處理,使流程更合理,廢水資源得到充分的利用,處理效果提高。

      (2)增加了微電解工藝,使廢水A中的酸得到充分利用,廢水中的鹽份有利于微電解過程,使處理效果更好。

      (3)增加厭氧-好氧回流,使污水中的硫通過生物過程去除,減少了硫?qū)ι镞^程的抑制作用。提高厭氧過程的效率。

      (4)采用好氧微生物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性污泥,使生物菌的穩(wěn)定性,抗沖擊性和對有機(jī)污染物的去除能力大幅提高,

      (5)增加了紫外氧化工藝,進(jìn)一步保障出水水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)。

      5 鐵碳微電解的基本原理

      當(dāng)將鐵屑和碳顆粒浸沒在酸性廢水中時(shí),由于鐵和碳之間的電極電位差,廢水中會形成無數(shù)個(gè)微原電池。其中電位低的鐵成為陽極,電位高的碳成為陰極,在酸性充氧條件下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)過程如下:

      陽極(Fe):Fe-2e→Fe2+,陰極(C):2H++2e→2[H]→H2

      在反應(yīng)中,鐵碳形成的原電池會產(chǎn)生出初生態(tài)的Fe2+和原子H,它們具有高化學(xué)活性,能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性,使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開環(huán)等作用。使有機(jī)物分解,COD下降,廢水的可生化性提高。

      此外,在曝氣條件下,在鐵碳微電解池中還會發(fā)生下面的反應(yīng):

      O2+4H++4e→2H2O,O2+2H2O+4e→4OH-,2Fe2++O2+4H+→2H2O+Fe3+

      反應(yīng)中生成的OH-是出水pH值升高的原因,而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐漸水解生成聚合度大的Fe(OH)3膠體絮凝劑,可以有效地吸附、凝聚水中的污染物,從而增強(qiáng)對廢水的凈化效果。

      大量應(yīng)用實(shí)踐表明,鐵碳微電解用于高濃,難降解有機(jī)污水作用顯著,廢水中COD的去除率一般在35%~60%左右,色度去除率達(dá)95%以上。該技術(shù)已在化工污水的處理中廣泛應(yīng)用[1-2]。

      6 結(jié)論

      針對原有工藝運(yùn)行不理想,廢水不能達(dá)標(biāo)排放的問題,通過分析原有工藝和設(shè)備存在的問題,提出了在原有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝改造和設(shè)備、管道更新等關(guān)鍵性技術(shù)問題,并制定了的相應(yīng)的工藝流程,分析了關(guān)鍵技術(shù)的基本原理,以確保污水處理水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放要求。

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