純水設(shè)備保養(yǎng)解讀:如何降低廢水中COD鹽度
1工程概況
江蘇某化學(xué)科技有限公司依托先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，主要從,34-二氯化苯醚酮及24-二氯化苯環(huán)氧乙烷等精細(xì)化工產(chǎn)品的研制、開發(fā)、生產(chǎn)。該公司的生產(chǎn)廢水主要來源于化學(xué)副反應(yīng)過程中的生產(chǎn)廢水、排放冷卻水等。廢水總量為30m3/d廢水平均水質(zhì)及排放規(guī)范見表1
該化工廢水經(jīng)過處置后達(dá)到產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)廢水處置廠的接管規(guī)范后做進(jìn)一步處置。
2處置工藝
2.1廢水特點(diǎn)
該化工廢水有機(jī)物種類復(fù)雜，難降解物質(zhì)較多，廢水COD高達(dá)幾萬mg/L廢水的可生化性差，含鹽量高，生物毒性大，廢水間歇排放，水質(zhì)水量動(dòng)搖較大，同時(shí)廢水中的殺菌劑類物質(zhì)，對(duì)水中微生物有一定生理毒害作用，影響生化處置效率。
2.2工藝流程說明
目前對(duì)于此類高濃度廢水主要采用微電解、催化氧化、混凝沉淀、水解酸化等方法處理。純水設(shè)備依據(jù)此類廢水的特點(diǎn)，需要首先進(jìn)行物化預(yù)處理，然后進(jìn)行生化處置，最后進(jìn)行深度處置。
綜合考量各方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，物化預(yù)處置階段選擇采用溶氣氣浮+鐵炭微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+三效蒸發(fā)工藝，達(dá)到初步降低廢水COD鹽度，提高廢水可生化性的目的同時(shí)可有效節(jié)約運(yùn)行本錢。生化處置階段采用兩級(jí)厭氧+A /O生物處置為主的處置工藝，可有效地降低NH3-N負(fù)荷，減少脫氨對(duì)外部碳源的需求，實(shí)現(xiàn)了可生化的COD及NH3-N全部降解。深度處置階段采用ClO2接觸氧化工藝，進(jìn)一步氧化取出水中難降解的有機(jī)物，同時(shí)去除水體色度。具體工藝流程如圖1所示。
2.2.1物化預(yù)處置工藝流程
高濃度的化工廢水流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行混合后調(diào)節(jié)pH隨后調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升進(jìn)入溶氣氣浮裝置即氣浮機(jī)，通過固液、液液分離的方式，去除廢水中的懸浮物、油狀物，防止油類、懸浮物對(duì)后續(xù)高級(jí)氧化的效率發(fā)生影響。溶氣氣浮裝置出水經(jīng)過pH調(diào)節(jié)后進(jìn)入Fe-C微電解反應(yīng)釜，反應(yīng)釜中Fe-C組成的無數(shù)微電池，充氧條件下發(fā)生發(fā)生新生態(tài)的[H]還原降解廢水中的有機(jī)物質(zhì)。微電解反應(yīng)后，出水自流入Fenton反應(yīng)釜，隨后利用微電解過程產(chǎn)生Fe2+與H2O2組成Fenton試劑，發(fā)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，氧化分解苯環(huán)類、鹵代烴類等有毒物質(zhì)為小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性。隨后出水流入穩(wěn)定池進(jìn)一步氧化反應(yīng)，而后經(jīng)過pH調(diào)節(jié)進(jìn)入混凝沉淀池，投加混凝劑PA C和助凝劑PA M,廢水中的大部分懸浮物及殘余的Fe3+經(jīng)絮凝反應(yīng)后形成絮體，廢水中的SS大幅下降，可生化性得到提高。廢水隨后進(jìn)入三效蒸發(fā)器，采用蒸發(fā)析鹽的方法離心出廢水中的廢鹽后進(jìn)入下一級(jí)處置設(shè)施。
2.2.2生化處置工藝流程
高濃度的化工廢水經(jīng)過上述的物化預(yù)處置工藝后，COD去除率可以達(dá)到65%70%鹽度得到初步降低，可生化性得到顯著提高。經(jīng)過物化預(yù)處理后的廢水進(jìn)入兩級(jí)EGSB厭氧反應(yīng)池中，與厭氧污泥充分均勻混合，通過反應(yīng)池中兼性厭氧和厭氧微生物群體的作用，降解廢水中難降解的有機(jī)物質(zhì)，進(jìn)一步降低廢水中BOD5及COD提升廢水的可生化性，此外兩級(jí)EGSB組合單元為厭氧氨氧化提供短程反硝化條件，有效的降低氨氮負(fù)荷。隨后廢水采用A/O生物處置即缺氧+好氧處理工藝，因?yàn)榇藦U水中TP含量較低，NH3-N和COD較高，通過EGSB大幅度削減負(fù)荷后，利用缺氧池反硝化細(xì)菌將廢水中的COD做為碳源，將好氧池回流混合液中帶入的大量NO3--N和NO2--N還原為N2釋放至空氣，降低BOD5及NO3-N濃度，實(shí)現(xiàn)可生化的COD和NH3-N得以全部降解。隨后廢水流入好氧池，好養(yǎng)、兼氧菌的作用下，進(jìn)一步去除水中有機(jī)雜質(zhì)。隨后廢水流入二沉池，泥水分離后，二沉池污泥回流至A/O池及兩級(jí)EGSB反應(yīng)器中，剩余污泥流入生化污泥池中，后流入污泥調(diào)節(jié)池，經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后排出。二沉池中上清液流入ClO2接觸氧化池做進(jìn)一步處置。
2.2.3深度處置工藝流程
ClO2作為漂白劑和消毒劑，因?yàn)槠鋬r(jià)格適中，不致癌性，且在殺菌等方面表示優(yōu)異，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于殺菌消毒及污廢水處置領(lǐng)域。因此，廢水流入ClO2接觸氧化池后，利用ClO2強(qiáng)氧化性，進(jìn)一步氧化去除廢水中難生物降解的有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)進(jìn)一步去除水體色度，保證出水效果。
2.3主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)
2.3.1預(yù)處置工藝系統(tǒng)
1調(diào)節(jié)池1地上式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，HRT12h尺寸：5m2m2m其中0.5m超高)有效容積15m3主要作用調(diào)節(jié)水量，均勻水質(zhì)。配置潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)(QJB0.85/8-260/3-740/CN=0.85kW設(shè)耐酸堿提升泵2臺(tái)(KQL32/125-0.75/2Q=5m3/hH=20mN=0.75kW1用1備)設(shè)1臺(tái)流量計(jì)及pH線儀。
2pH調(diào)節(jié)罐1地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，HRT2.4h1.6m1.8m其中0.3m超高)有效容積3m3 純水設(shè)備主要投加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)廢水pH至89配置氣攪拌裝置1套，pH線儀1臺(tái)。
3溶氣氣浮裝置。通過投加PA C實(shí)現(xiàn)廢水中懸浮物質(zhì)及乳化油的去除。設(shè)計(jì)參數(shù)：30m3/d
配置溶氣氣浮機(jī)1套。配置污泥泵1臺(tái)(JYWQ10-7-0.75SN=0.75kWQ=5m3/hH=15m
4pH調(diào)節(jié)罐2地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，HRT2.4h尺寸：?1.6m1.8m其中0.3m超高)有效容積3m3主要投加硫酸溶液調(diào)節(jié)廢水pH至34配置氣攪拌裝置1套，pH線儀1臺(tái)。
5微電極反應(yīng)釜。地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，HRT4h尺寸：?2m3.7m其中0.5m超高)有效容積5m3去除廢水中的局部有機(jī)物質(zhì)及色度，提高廢水的可生化性能。配置曝氣裝置1套。
6Fenton反應(yīng)釜。地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，HRT4h尺寸：?2m2.1m其中0.5m超高)有效容積5m3催化氧化降解廢水中大分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性。配置槳式攪拌機(jī)1臺(tái)(JBJ-900D=900mmN=1.1kW
7穩(wěn)定罐。地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，HRT4h尺寸：?2m2.1m其中0.5m超高)有效容積5m3保證Fenton反應(yīng)反應(yīng)完全。配置槳式攪拌機(jī)1臺(tái)(JBJ-900D=900mmN=1.1kW
8pH調(diào)節(jié)罐3地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，HRT2.4h?1.6m1.8m其中0.3m超高)有效容積3m3投加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)廢水pH至89
配置空氣攪拌裝置1套，pH線儀1臺(tái)。
9絮凝池。地上式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，HRT2.4h尺寸：2m1m2m其中超高0.5m有效容積3m3配置空氣攪拌裝置1套，管式靜態(tài)混合器1臺(tái)：SK-25/50DN=50Q=3.57m3/h
10斜管沉淀池。地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)參數(shù)：q=1.2m3/m2hHRT=80min尺寸：1.1m1.1m5.6m其中超高0.3m配置污泥泵1臺(tái)(JYWQ10-7-0.75SN=0.75kWQ=5m3/hH=15m
11三效蒸發(fā)器。設(shè)計(jì)參數(shù)：Q=2m3/h配置三效蒸發(fā)器設(shè)備1套。
2.3.2生化處置系統(tǒng)
1調(diào)節(jié)池2地上式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，HRT=12h尺寸：5m2m2m其中0.5m超高)有效容積15m3配置潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)(QJB0.85/8-260/3-740/CN=0.85kW設(shè)耐酸堿提升泵兩臺(tái)(KQL32/125-0.75/2Q=5m3/hH=20mN=0.75kW1用1備)設(shè)1臺(tái)流量計(jì)及pH線儀。
2一、二級(jí)EGSB反應(yīng)器。地上式碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)參數(shù)：N=5kgCOD/m3dQ=30m3/d尺寸：?3m8.4m其中0.5m超高)主要功能：為厭氧氨氧化提供短程反硝化條件，有效的降低氨氮負(fù)荷，厭氧降解水中有機(jī)物質(zhì)。配置加熱系統(tǒng)1套，溫度傳感器1臺(tái)，泵回流系統(tǒng)1套，沼氣系統(tǒng)1套，三相分離器2套，純水設(shè)備ORP線儀1臺(tái)，pH檢測(cè)儀1臺(tái)。
3缺氧池。半地下式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，尺寸：5m3m2.5m其中超高0.5m有效容積30m3配置ORP線儀1臺(tái)，pH檢測(cè)儀1臺(tái)，潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)：QJB0.85/8-260/3-740/CN=0.85kW
4好氧池。地上式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，尺寸：8m3m3m其中0.5m超高)有效容積60m3設(shè)計(jì)形式：三級(jí)好氧池，按比例=1∶2∶3分組，最后一組為MBBR工藝。配置：微孔曝氣系統(tǒng)1套，內(nèi)回流泵2臺(tái))Q=8m3/hH=12mN=1.5kW1用1備)DO線儀1臺(tái)，MBBR填料：20m3
5二沉池。地上式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，尺寸：1.1m1.1m5.6m其中超高0.3m設(shè)計(jì)參數(shù)：q=1.2m3/m2hHRT=80min結(jié)構(gòu)形式：斜管沉淀池。配置污泥泵1臺(tái)(JYWQ10-7-0.75SN=0.75kWQ=5m3/hH=15m
2.3.3深度處置系統(tǒng)
1ClO2接觸氧化池。半地下式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，HRT=2.4h尺寸：2m1m2m其中0.5m超高)有效容積3m3配置電磁流量計(jì)1套，微孔曝氣系統(tǒng)1套，ClO2發(fā)生器1套，潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái)(QJB0.85/8-260/3-740/CN=0.85kW
2清水池。地上式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，尺寸：2m1m2m其中0.5m超高)配置COD線監(jiān)測(cè)儀。
2.3.3污泥處置系統(tǒng)
1污泥濃縮池(化學(xué)污泥池、生化污泥池)半地下式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，尺寸：3m3m2.5m其中超高0.5m兩座，有效容積36m3配置污泥泵3臺(tái)(JYWQ10-7-0.75SQ=10m3/hH=7mN=0.75kW2用1備)回流泵1臺(tái)(WQG7-7-0.55Q=7m3/hH=7mN=0.55kW
2污泥調(diào)節(jié)池。半地下式鋼筋混凝土防腐結(jié)構(gòu)，尺寸：5m2m2.5m其中超高0.5m有效容積20m3配置空氣攪拌裝置1套，板框壓濾機(jī)1臺(tái)，螺桿泵2臺(tái)(G25-1N=1.5kWQ=2m3/hH=60m1用1備)
2.3.4附屬構(gòu)筑物
附屬構(gòu)筑物包括加藥間、鼓風(fēng)機(jī)房、配電室及控制室。
3調(diào)試運(yùn)行情況
該工程于2016年4月底竣工，調(diào)試期約3個(gè)月，各工藝單元運(yùn)行狀況良好，純水設(shè)備出水水質(zhì)優(yōu)于園區(qū)接管規(guī)范，具體水質(zhì)如表2所示。
4工程經(jīng)濟(jì)分析
本項(xiàng)工程總投資463.36萬元，其中土建費(fèi)用共48.09萬元，設(shè)備裝置工程費(fèi)用共計(jì)398.14萬元，間接費(fèi)用65.22萬元。投入運(yùn)行后，總運(yùn)行費(fèi)用為46.3元/m3廢水，其中電費(fèi)為27.6元/m3廢水，電費(fèi)按0.8元/kWh計(jì)算，藥劑費(fèi)用3.0元/m3廢水，設(shè)備及設(shè)施維護(hù)費(fèi)用4.6元/m3廢水，人工費(fèi)用11.1元/m3
5結(jié)論
1選用溶氣氣浮+鐵炭微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+三效蒸發(fā)的預(yù)處理工藝，達(dá)到初步降低廢水中COD鹽度，同時(shí)達(dá)到提升廢水的可生化性的目的兩級(jí)厭氧EGSB反應(yīng)器可有效地降低氨氮負(fù)荷，減少脫氨對(duì)外部碳源得需求。A/O工藝實(shí)現(xiàn)了可生化的COD及氨氮的全部降解。ClO2接觸氧化工藝進(jìn)一步氧化取出水中難降解的有機(jī)物，同時(shí)去除水體色度。
2選用溶氣氣浮+鐵炭微電解+Fenton氧化+混凝沉淀+三效蒸發(fā)的預(yù)處理工藝，結(jié)合兩級(jí)厭氧+A /O主體處置工藝及ClO2接觸氧化的深度處置工藝處置高濃度的化工廢水是可行的經(jīng)處理后的各項(xiàng)指標(biāo)均低于所在園區(qū)的接管規(guī)范。該工藝流程具有處置效果較好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定且維護(hù)方便等特點(diǎn)。
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