水處理設(shè)備深度解讀-化工廠廢水處理工藝

  江蘇某化工企業(yè)是一家出產(chǎn)苯及其衍生物的企業(yè)，其排放污水首要包含：粗苯精制工藝廢水、軸承密封排污水、甲醇裂解廢水、清洗貯槽污水、初期雨水、地上沖刷水、日子污水等，其間含苯、甲苯、二甲苯排污水約占污水總排放量的95%，該類廢水生物毒性大、生物可降解才能差，因而處理難度較大。學(xué)習(xí)同類廢水處理的工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)〔1, 2〕，選用以新式微電解處理工藝技術(shù)為中心的全物化處理工藝道路，到達(dá)破壞苯環(huán)結(jié)構(gòu)、進(jìn)步污水可生物降解才能和去除部分COD 及SS 的意圖，在此預(yù)處理基礎(chǔ)上，再與其他廢水合并后經(jīng)生化處理，然后到達(dá)廢水排放規(guī)范。整套工藝悉數(shù)為新建設(shè)備，處理規(guī)模10 t/h。

1 廢水來(lái)歷及工藝流程
 
1.1 廢水來(lái)歷及處理方針
 
廢水由工業(yè)出產(chǎn)中的6 種廢水混合而成，其間粗苯精制工藝廢水1.33 m3/h，首要含有有機(jī)物、苯、甲苯、二甲苯和硫化物等污染物；軸承密封廢水7.3m3/h，首要含有懸浮物、苯、甲苯；甲醇裂解排廢水0.06 m3/h，首要含有有機(jī)物、懸浮物和甲醇；以及沖刷水、初期雨水和日子污水共1.31 m3/h。

進(jìn)水水質(zhì)：COD 7 500 mg/L，甲苯95 mg/L，二甲苯35 mg/L，硫化物200 mg/L，SS 500 mg/L，氨氮35mg/L，石油類40 mg/L，蒸發(fā)酚7.76 mg/L。產(chǎn)水水質(zhì)：COD≤500 mg/L，甲苯≤0.5 mg/L，二甲苯≤1.0 mg/L，硫化物≤1.0 mg/L，SS≤400 mg/L，氨氮≤25 mg/L，石油類≤20 mg/L，蒸發(fā)酚≤2.0 mg/L。

上述污水通過(guò)處理后到達(dá)《污水歸納排放規(guī)范》（GB 8978—1996）中規(guī)則的三級(jí)排放規(guī)范要求。

1.2 廢水處理工藝流程
 
針對(duì)該企業(yè)的廢水特色，選用分段分治的辦法，對(duì)含有苯及其衍生物的污水首要選用物化的辦法處理，然后再與可生化性較好的其他廢水混合，進(jìn)入生化反響池一起進(jìn)行處理。

廢水處理工藝流程如圖 1 所示。

圖 1 廢水處理工藝流程

由圖 1 可見(jiàn)，粗苯加氫廢水和甲醇裂解廢水首要通過(guò)鐵炭微電解處理后進(jìn)入兩級(jí)沉積池，軸承密封廢水選用氣浮為中心的處理工藝處理后并入兩級(jí)沉積池，兩級(jí)沉積池出水與沖刷水、初期雨水和日子污水混合后進(jìn)入生化反響池，處理后出水到達(dá)國(guó)家三級(jí)排放規(guī)范。

1.3 首要構(gòu)筑物及設(shè)備尺度
 
（1）集水池1#：規(guī)劃尺度L×D×H=2.3 m×2.3 m×4.0 m，有用容積V=15 m3，水力停留時(shí)刻10 h。

（2）鐵炭微電解反響器：1 臺(tái)，規(guī)劃尺度D1.6 m×4.0 m，水力停留時(shí)刻2 h。

（3）集水池2#：規(guī)劃尺度L×D×H=5.3 m×5.0 m×4.0 m，有用容積V=80 m3，水力停留時(shí)刻8 h。

（4）氣浮池：1 臺(tái)，規(guī)劃尺度D1.7 m×2.6 m，電機(jī)功率1.5 kW。

（5）兩級(jí)沉積池和二沉池（合建）：規(guī)劃尺度L×D×H=12.2 m×7.4 m×5.5 m，有用容積V=370 m3。

（6）集水池3#：規(guī)劃尺度L×D×H=8.0 m×8.0 m×4.0 m，有用容積V=190 m3，水力停留時(shí)刻19 h。

（7） 生物處理池： 規(guī)劃尺度L×D×H=13.2 m×10.0 m×4.5 m，有用容積V=445 m3。

2 體系運(yùn)轉(zhuǎn)中呈現(xiàn)的問(wèn)題
 
整套體系運(yùn)轉(zhuǎn)了一段時(shí)刻后，發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題：粗苯加氫廢水和甲醇裂解廢水通過(guò)鐵炭微電解反響器后，出水B/C 從0.21 進(jìn)步到0.31，可生化性得到進(jìn)步，可是COD 去除率只要20%，與文獻(xiàn)〔3〕上介紹的在最佳工藝條件下COD 的去除率可達(dá)60％左右比較，相差較大，一起出水有返色現(xiàn)象。

針對(duì)該企業(yè)的廢水特色，對(duì)鐵炭微電解反響器的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，一起對(duì)加藥量進(jìn)行了調(diào)整，進(jìn)步了微電解反響器去除有機(jī)物的功率，確保了體系的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 原因剖析
 
3.1 鐵屑結(jié)塊和外表鈍化問(wèn)題
 
鐵床運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)刻后，填料外表會(huì)構(gòu)成一層鈍化膜，一起廢水中的部分懸浮物也會(huì)沉積在填料外表，這樣就隔斷了填料與廢水的有用觸摸，導(dǎo)致鐵床處理作用下降，鐵床填料板結(jié)后，不只導(dǎo)致鐵床內(nèi)部廢水處理功率下降，一起會(huì)使填料替換的難度大大添加。

3.2 出水返色問(wèn)題
 
當(dāng)鐵屑和炭浸沒(méi)在廢水中時(shí)，通過(guò)加酸調(diào)理，受鐵和炭之間的電極電位差的影響，廢水中會(huì)構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)細(xì)小的原電池，其間電位低的鐵成為陽(yáng)極〔3〕，電位高的炭成為陰極，在酸性條件下發(fā)作電化學(xué)反響，其反響進(jìn)程如下：

陽(yáng)極（Fe）： Fe→Fe2++2e-

陰極（C） ：2H++2e-→2〔H〕→H2

從反響方程式能夠看出，F(xiàn)e2+和原子〔H〕都具有較高化學(xué)活性，能改動(dòng)廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性，使有機(jī)物發(fā)作斷鏈、開(kāi)環(huán)等作用。一起因?yàn)槠貧獬溲醯淖饔茫还饽軌驕p緩鐵屑板結(jié)，還會(huì)發(fā)作下面的反響：

出水進(jìn)行pH 調(diào)理時(shí)，因?yàn)閜H 調(diào)理至8~8.5，會(huì)導(dǎo)致部分Fe2+末徹底去除，一起部分Fe2+又被氧化成Fe3+，它們的水解產(chǎn)品Fe（OH）2和Fe（OH）3是構(gòu)成返色現(xiàn)象的首要原因。

3.3 微電解反響器在運(yùn)轉(zhuǎn)中有硫化氫氣體泄露
 
該企業(yè)因出產(chǎn)苯及其衍生物，因而廢水中硫化物含量較高，鐵炭微電解反響器在運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中因?yàn)檫M(jìn)行加酸調(diào)理，在運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中，部分硫化物與酸結(jié)合，發(fā)作硫化氫氣體，在管道接口或是焊縫處發(fā)作泄露。

4 采納的辦法
 
針對(duì)上述幾方面的問(wèn)題，采納了下列辦法：

（1）對(duì)反響器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，將現(xiàn)場(chǎng)的固定床工藝改造為流化床工藝：將鐵屑和炭粒等填充料，填裝在一個(gè)特定筒體中，污水由提升泵送入設(shè)備，污水與鐵炭混合填料在底部射流泵真空抽吸的作用下在內(nèi)、外筒體內(nèi)構(gòu)成一個(gè)循環(huán)流，在筒內(nèi)填料與污水均勻混合，回流水從底部由射流泵回流，在設(shè)備底部構(gòu)成必定的負(fù)壓區(qū)，使水中的鐵屑和炭粒徹底懸浮，并與污水充沛混合，部分溢流出水進(jìn)入下個(gè)處理設(shè)備，很多的水用于回流，進(jìn)步污水的去除功率。改進(jìn)工藝后進(jìn)出水水質(zhì)如表 1 所示。

表 1 改進(jìn)工藝后進(jìn)出水水質(zhì)mg/L

改進(jìn)前后微電解反響器COD 去除作用如圖 2所示。

 
圖 2 改進(jìn)前后微電解反響器COD 去除作用

由圖 2 可見(jiàn)，微電解反響器改進(jìn)后，產(chǎn)水COD去除率比未改進(jìn)時(shí)作用有顯著進(jìn)步，產(chǎn)水COD 去除率由22.71%進(jìn)步到51.03%，去除作用顯著進(jìn)步，改進(jìn)工藝后出水水質(zhì)得到顯著改進(jìn)，COD 由7 500 mg/L降到3 670 mg/L，甲苯、二甲苯和蒸發(fā)酚等水質(zhì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的去除率均有所進(jìn)步，減輕了后續(xù)處理工藝的擔(dān)負(fù)。

（2）進(jìn)步出水pH：當(dāng)中和沉降pH 為8~8.5 時(shí)，這種“返色”現(xiàn)象除表現(xiàn)在廢水色彩逐步加深外，廢水還會(huì)逐步變污濁，靜置較長(zhǎng)時(shí)刻后，會(huì)呈現(xiàn)少數(shù)較深色彩的沉積物。經(jīng)剖析，此沉積物為Fe（OH）3沉積。這種現(xiàn)象是因?yàn)椋篎e2+、Fe3+的水解產(chǎn)品Fe（OH）2和Fe（OH）3的溶度積常數(shù)相差1 021 倍以上。當(dāng)水中的Fe2+氧化成Fe3+時(shí)，其發(fā)作水解而生成Fe（OH）3沉積，然后導(dǎo)致返色現(xiàn)象的發(fā)作。因而，處理鐵床出水“返色”問(wèn)題，應(yīng)考慮在后續(xù)處理工藝中的中和沉降時(shí)調(diào)理pH 至9 以上，使Fe2+徹底沉積或加入恰當(dāng)?shù)难趸瘎ㄈ鏞2、H2O2和O3等）使Fe2+敏捷被氧化成Fe3+，F(xiàn)e3+最終以Fe（OH）3的方式分出，防止出水“返色”現(xiàn)象。

（3）鐵炭微電解反響器添加一套尾氣吸收設(shè)備：硫化氫氣體是一種對(duì)人體毒害較大的氣體，一起在空氣中簡(jiǎn)單焚燒及爆炸，為了確保現(xiàn)場(chǎng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)，在反響器頂部添加一根頂部排氣管道，管道出口添加一套尾氣吸收設(shè)備，將反響中發(fā)作的硫化氫氣體吸收，削減安全隱患的發(fā)作。

5 運(yùn)轉(zhuǎn)作用
 
因?yàn)椴杉{了上述有針對(duì)性的辦法，通過(guò)一段時(shí)刻運(yùn)轉(zhuǎn)后，微電解反響器體系康復(fù)了正常，產(chǎn)水水質(zhì)也到達(dá)了安穩(wěn)狀況，在近200 h 接連運(yùn)轉(zhuǎn)期間，微電解反響器出水COD 根本安穩(wěn)在3 670 mg/L 左右，整套工藝出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家三級(jí)排放水質(zhì)要求，污水處理成本只要3.9 元/t（含人工），對(duì)企業(yè)排污和水環(huán)境的保護(hù)有重要的含義。由此套工藝還能夠看出，實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中在確保進(jìn)水水質(zhì)安穩(wěn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)做好難降解廢水的預(yù)處理作業(yè)，并在實(shí)踐中逐步摸索出最佳工藝及操作條件，然后確保廢水處理工藝的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

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