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工废水处理工程的实践研究
近年来,随着企业产品的不断变化和生产能力的不断扩大,废水水质、水量均发生了巨大变化。原污水处理设施已不能够满足企业生产的要求。因此。必须对现有的处理设施加以改造,完善处理工艺,提高处理能力,以确保企业废水稳定达标排放。
  1原水水质水量
  目前,该企业的主要产品为:DAT、色酚、色基等医药与染料中间体,污水量约为600 mS/d,其中:生产废水250 mS/d,主要来自DAT车间和色酚、色基车间;生活污水及冲洗废水350 mS/d各部分废水水量及水质情况和出水水质要求见1
  由表1可知,该企业的生产废水不仅CODTN TP等常规污染因子浓度极高.且含有大量的盐分和生物毒性较大的杂环类有机物,属高含盐、高浓度难降解复杂有机废水。因此,采用常规的物化和生化处理工艺根本无法达标排放.必须采取加强源头控制和车间预处理.强化物化处理和生化处理等多种措施并举的方法才能保证出水水质稳定达标。
  2工艺流程
  针对原水含盐量大、COD及氮磷浓度高、有机组分复杂且生物毒性大的特点,在大量小试及中试试验的基础上,项目组确定了分类收集、分质车间预处理和强化物化及生化处理的工艺路线.其工艺流程如图1所示。
  2.1车间预处理
  车间预处理的主要目的是降低废水中的氮、磷和盐分。使之达到生化处理的要求。为此。项目组对企业产品的生产过程和产污环节进行了深入详细的调查。制定了类收集、分质处理方法:首先,对DAT 车间环合、氯化工段和色酚色基车间缩合工段浓缩产生的高盐废水(质量浓度>60 g/L),采取三效蒸发器蒸发除盐;其次,对DAT车间氯化工段产生的离心母液采取闪蒸处理。回收其中的废酸。并进行资源化再利用;第三,对色酚产品生产过程中产生的含磷废水采取化学除磷的方法进行处理;第四。对色酚色基产品生产过程中产生的高浓度氨氮废水.采取先蒸发回收氨水(回用于生产工段),后氨吹脱塔吹脱; 第五,对DAT车间和色酚色基车间产生的高浓度、难降解有机废水和部分生物毒性较大的有机废水采用高效催化氧化技术进行处理.以降低其生物毒性。提高其可生化性。经过车间预处理后的废水及其他生产废水排至物化调节池
  2.2物化处理
  经过车间预处理后的综合生产废水.其水质已有了一定改善,但仍然存在CODrI’P较高。可生化性较低的问题。对此,项目组选取了气浮+微电解+ Fenton氧化+气浮的物化处理工艺.以进一步去除废水中的TP,破坏其中的难降解有机物.提高废水的可生化性,为后续的生化处理创造良好的条件在此过程中.项目组利用企业生产过程中产生的废酸和铁泥,成功制备了FeSO Fe (SO )。的混合物,作为除磷过程中的混凝剂,不仅为企业解决了废酸处置难的问题,实现了废酸的资源化.也节约了废水的处理成本
  2.3生化处理
  生化处理阶段的主要任务就是对废水中残留氮、磷和COD等污染物进行全面的降解.使出水达标。本工程生化处理的难点有三:其一,由于企业产品种类繁多,废水水质随产品变化而变化.导致来水水质的冲击负荷较大:其二,废水中氨氮和总氮浓度高,经过一系列预处理后。生化调节池中氨氮的质量浓度仍然在100 300 mg/L之间.总氮质量浓度则更高,而出水要求的氨氮质量浓度为25 mg/L.如何使废水中的有机氮充分氨化并获得较好的硝化、反硝化效果是生化工艺选择的关键;其三。生化调节池的 COD约在2 5 g/L之间.COD仍然较高.且可生化性较差,B/C约在O.2 0-3之间。为此,项目组选取了厌氧+两级缺氧/好氧的生化处理工艺厌氧段主要承担有机氮的氨化和提高B/C的任务,兼具部分降解有机物的功能。
  为提高生化处理工艺的抗冲击负荷能力.使有机氮充分氨化并提高废水的可生化性.厌氧池的设计水力停留时间为80h COD容积负荷为0.75 kg/(m3·d):缺氧/好氧段主要承担硝化、反硝化和降解有机物的任务.考虑到废水中的氨氮及总氮浓度较高.为确保脱氮效果,设计中采用了两级缺氧/好氧串联的工艺.一级好氧池采用接触氧化法。二级好氧池则采用MBR(设计采用 PVDF平片膜),设计氮负荷为0.03 (g·d),混合液回流比为300%.硝化与反硝化水力停留时间比约 31MBR池采用PVDF平片膜。膜平均孔径为0.2 0.45 m,设计通量为70 L/(m2·h)
  3 工程调试
  3.1 污泥的培养与驯化
  污泥的培养与驯化采用接种驯化法.分为间歇培养和连续培养两个阶段.接种污泥取自某化工园区污水处理厂对于厌氧段,在间歇培养阶段。向厌氧池中投加含水率约为85%的干污泥约100 t.用生活污水及冲洗废水稀释,维持VSS6 g/L,保持潜水搅拌器常开。此后定期换水,并按m(C)m(N)m(P)=30051 的比例向其中投加甲醇、尿素和磷酸二氢钾等营养物,维持池内COD1 1.5 g/m.同时注意维持池内一定的碱度。经过约2周左右的间歇培养。池内污泥呈浓黑色,上清液呈淡黄色,有较浓的臭味,且池内 pH出现明显下降,间歇培养完成。进入连续培养阶段后.将预先配置好的营养液按厌氧池的设计处理能力连续泵入,保持搅拌器常开,4周后.厌氧池内有稳定均匀的甲烷气泡产生,pH维持在6.5 7.5间。连续培养成功。
  对于缺氧/好氧段。在间歇培养阶段,向缺氧/氧池内投加含水率约为85%的干污泥约100 t.用生活污水及冲洗废水稀释.开启缺氧池搅拌器和好氧池鼓风曝气系统,采用循环闷曝的方式进行培养.合液回流比控制在150%左右。换水周期为1 d。营养物质投加按m(C)m(N)m(P)=20051控制。经2周左右的培养.池内可见大量絮体形成.污泥沉降性能好(sv∞2030 mL/L左右)COD去除率达85%以上,间歇培养完成。进入连续培养阶段后,调整进出水量至设计负荷.控制好氧池曝气量和混合液回流比,经过约3周左右的驯化,缺氧/好氧段CODTN的去除率均达到95%以上.污泥沉降性能良好,连续培养成功。
  3.2 MBR池的调试
  在MBR池污泥培养驯化的初期阶段.与好氧池曝气系统同步开启膜组件下方的穿孔曝气装置. 通过上升的水气两相流在膜表面产生的剪切力.持膜片表面的清洁。在间歇培养阶段.MBR池的换水不能由膜组件承担。在进人连续培养阶段后,当池体内的MLSS超过3 g/L.开始使用膜组件抽吸出水。抽吸装置采用间歇运行方式.即抽吸8 min,停止 2 rain.并逐步将膜组件的抽吸出水量增加至设计负荷。
  3.3联动调试
  在污泥培养和驯化结束后.即进入系统联动调试阶段。联动调试初期,将少量(约占总处理水量 20%)物化处理工段出水与生活污水及冲洗废水在生化调节池混合均匀后.提升进入生化处理系统,并按一定比例向各生化处理单元投加CNP等营养物质.保持各生化处理单元处于设计工况.跟踪检测各处理单元的COD、氮、磷、MLSSMLVSSSV30等指标。系统连续运行7 10 d,厌氧处理单元COD除率稳定在50%以上.氨氮浓度较进水明显增加 (上升约50%左右),缺氧/好氧段COD去除率稳定8O%以上,氨氮去除率稳定在90%以上.污泥各项指标正常。随后,逐步增加进入系统的生产废水量 (每隔10 d左右增加10%),并逐步减少营养物质的投加量,直至满负荷,系统联动调试结束。
  4运行情况
  该项目于20097月建成.8月一10月完成调试,11月正式投入试运行。20101月通过环保门组织的竣工验收。试运行期间监测的各处理工段的水质情况见表2
 
  5处理成本分析
  该污水处理站运行成本主要包括:人员工资、电费、药剂费和污泥处置费。目前。污水处理站实际工作人员为14名。平均工资为2.5万元,a。工资成本为1.94/m3;污水处理站实际运行电耗为4 704 kW.h/d.电价为0.65 /(kW.h)。电耗成本为5.1O/m3:日均药剂费用约为3 600元,药剂成本为6.0/m3;污水站每天产生污泥1 t,处置费用为2 000/t.污泥处理成本为 3.33/m0 该废水的综合处理成本为16.37/m3
  6结论
  医药与染料中间体生产废水属高盐分、高浓度、难降解有机废水,其处理的难点在于:如何解决盐分问题:如何降低废水的生物毒性并提高废水的可生化性;如何有效去除废水中的氮、磷。实践采用加强源头控制和车间预处理、强化物化处理和强化生化处理并重的处理方法,取得了良好的效果。实现了废水的稳定达标排放。
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作者:/发布日期:2012/4/27 8:29:00
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