污水处理技术工艺

颜料废水处理工程实例解析

有机颜料生产废水是一种典型的难降解有机废水,污染物种类多,结构复杂,含有较多难降解大分子团。水质和水量波动很大。化学需氧量、有机氮和盐的浓度较高。目前,颜料废水的处理主要采用厌氧和好氧生化法。混凝沉淀法和芬顿氧化法是预处理和深度处理最常用的方法,也包括化学沉淀法、过滤法、吸附法、电解法和膜分离法。化工企业主要生产有机颜料,生产过程中产生大量有机颜料废水。根据颜料生产企业的要求和国家蓝色环保实验室的研究成果,本项目采用铁炭微电解、Fenton氧化、光合细菌、生化反应等工艺,根据不同的水质特点,对污水进行处理,可降低污水的排放量。在保证达标排放的前提下,最大限度地降低运行成本。调试后,整个污水处理系统运行稳定,出水指标优于预期。

1 水质水量分析

一家化学公司主要生产有机颜料。废水的主要来源是加工废水、废气吸收废水、地面冲洗水和生活污水。废水可根据水质分为四类:第1类是高浓度的废水a(高鳕鱼、低盐度),主要来自精制废水、过滤废水、原油车间废水,主要污染物为鳕鱼、苯系列;等;第2类为高浓度废水b(高鳕鱼和高盐度),主要来自结晶过滤废水、过滤废水、蒸馏塔顶部污水、废气吸收废水、原油车间废水、母液、主要污染物为鳕鱼,苯系列,二氯乙烷,二甲基甲酰胺,水合肼,盐等.第3类为低浓度废水c,主要来自消化废水、水泵废水、地面冲水废水、蒸馏池废水、蒸汽尾水、生活污水。主要污染物有鳕鱼、磷、氨氮、总磷、苯等。第4类是稀释废水d,主要来自产品洗涤水。主要污染物是鳕鱼和梭子鱼。根据废水水质的不同,先对其进行质量分离再进行综合处理。污水的最终处理将实施b级标准的“污水纳入城镇污水质量标准”(cj 343-2010)。各类废水的水质和水量见表1。

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2 工艺分析

废水处理工艺如图1所示。

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根据四种废水的水质特点,采用不同的处理方法,最终混合进生化系统。高浓度废水A先送入1#集水池,再经提升泵进1#Fenton池进行氧化预处理,再送入调节池。低浓度废水C直接进入调节池。高浓度废水B先进入2#集水槽,然后用提升泵进入铁炭微电解槽。铁碳微电解法主要利用铁炭微电解填料中的铁和碳产生的“一次电池”效应处理废水,适用于化工废水的处理,尤其适用于废水中氨基、硝基、苯环等难降解物质的处理。本实用新型可以打破环、断链,将难降解的物质转化为易降解的物质,提高废水的可生化性。高浓度废水B的pH值约为2.2。不需预先酸化,可直接进入铁炭微电解槽。铁炭微电解槽内安装了优质的铁炭填料,处理过程中不产生胶结和钝化。铁碳微电解池出水中含有大量Fe2+,进入2#Fenton池,再加入H2O2,进一步去除废水中的污染物,进入调节池。在调节池中混合后,将三种废水混入厌氧池。在厌氧菌的作用下,聚合物材料被破碎和打开,进一步提高了废水的可生化性,同时对COD也有一定的去除率。

废水经厌氧池处理后进入光合细菌反应池。利用光合细菌进一步降低废水中的COD和氨氮。光合细菌在自然界中广泛分布。它们能在光照和厌氧环境,以及光照和有氧环境中生存。PSB反应器通过添加特殊的光合细菌处理高浓度有机废水具有明显的优势。在PSB反应池中安装大型夹片填料,有利于光合细菌的固定生长,减少其损失。本项目废水含盐量高,能充分发挥PSB的高抗盐特性,在无光好氧环境中处理。PSB反应器出水经A/O反应器进一步去除,与D稀释后的废水混合进入接触氧化反应器。接触氧化池出水达标排放进入城市下水道。

3个主要结构和设备参数

1、集水池

集水池2,钢混凝土结构,衬里防腐材料。1#水池的有效容积为50 m3,2#水池的有效容积为100 m3。每个水箱配备2台污水提升泵(1台备用),IHF65-50-125型底部有1套穿孔曝气管道,P=3千瓦;水池1台,电磁流量计1台。

2、铁碳微电解池

一台钢-混凝土结构铁碳微电解槽,内衬防腐材料,有效容积40m3。池内设置铁炭微电解填料25m3,池底设置曝气管道,风机与生化系统共用,风量450L/min。

3。Fenton氧化池

Fenton氧化罐2,钢混结构,内衬防腐材料。1、两池共用酸、碱、硫酸亚铁、过氧化氢、PAM等投料设备。

4、调节池

调池1处,钢筋混凝土结构,有效容量1200立方米。2台污水提升泵(1台制备),型号为ihf80-65-125,p=5.5kw;在池底安装有穿孔的曝气管。

5、厌氧池

厌氧池1个,钢混凝土结构,有效容积1600 m3。潜水搅拌器4台,QJB7.5/12型,P=7.5kW,转速480r/min。

6、厌氧沉淀池

一座钢筋混凝土结构厌氧沉淀池,有效容积75m3,水力停留时间4.2h,水力表面负荷1.2m3/(m2≤点≤h),有效容积75m3,水力停留时间4.2h。水力表面负荷为1.2m3/(m2·≤·≤·h)。安装2台污泥回流泵(1台1台),型号80ZW65≤25,P≤7.5kW。

7、PSB反应池

钢-混凝土结构PSB反应罐4个,总有效容积1760m3。安装大夹紧填料1100 m3。HSR125三叶罗茨鼓风机4台,池底设有穿孔曝气管。

8、PSB沉淀池

PSB沉淀池1座,钢混结构,有效容积100m3,水力停留时间3.7h,水面荷载1.4m3/(m2˙h)。安装2台污泥回流泵(1台备用),型号80ZW65-25,P=7.5千瓦。

9、A池

a水池2,钢筋混凝土结构,有效容量600m3。与o池共用hsr 150型三叶虫鼓风机3台(2台配1台),并安装大型夹式填充物360m3。

10、O池

0池2,钢-混凝土结构,有效容积480 m3。该鼓风机与池A共用,并安装了300立方米的小夹紧填料。

11、二沉池

一座钢-混凝土结构二沉池,有效容积120m3,水力停留时间4.5h,水力表面负荷1.36m3/(m2≤点≤h);钢-混凝土结构,有效容积120m3,水力停留时间4.5h。水力表面负荷为120m3/(m2·≤·≤·h)。安装2台污泥回流泵(1台1台),型号80ZW65≤25,P≤7.5kW。

12、接触氧化池

钢-混凝土结构接触氧化塘4座,有效容积1200 m3。安装了两台HSR150型三叶罗茨鼓风机,采用750m~3大夹紧填料。

13、终沉池

两个最终沉淀池,钢混结构,有效容积150m3,水力停留时间4.2h,水力表面负荷0.68m3/(m2˙h)。安装2台污泥回流泵(1台备用),型号80ZW65-25,P=7.5千瓦。

14、污泥浓缩池

污泥浓度池2,钢筋混凝土结构,有效容量275m3。污泥泵3台(2台配1台),规格:q=30立方米/小时,h=18米,p=4千瓦。

4。项目调试和运行结果

1、工程调试

在污水处理工程设计阶段,对高浓度废水进行了铁碳微电解和Fenton氧化。考虑成本和排放要求,确定A废水COD去除率可达30%。最佳投加量和反应时间可使废水B的COD去除率达到50%,从而指导现场调试。污水处理工程完成后,直接现场调试生化处理部分。

高浓度废水A在加硫酸调节pH至3芬顿4后进入1#≤池。投加0.3%硫酸亚铁和1%过氧化氢,氧化4h,COD去除率可达30%。

高浓度废水B本身的pH值约为2.2。可直接进铁炭微电解槽,控制微电解反应4小时,气水比3:1。对铁炭微电解池出水进行酸化处理,调节pH=3,然后在Fenton氧化池中加入1%过氧化氢和Fenton氧化4小时。Fenton氧化池出水加入石灰调节pH=8.5。在上述条件下,COD去除率可达50%。

将废水a、b、c混合到厌氧池中,通过厌氧细菌提高废水的生化性能。根据m(鳕鱼):m(n):m(p)-200:5:1,适当添加营养元素,将鳕鱼的体积负荷控制在0.3千克/(m3和mp;dot;d)。

购入PSB混合菌后,企业进行了自我培养和驯化。在调试过程中,定期添加细菌以补充光合细菌的损失。调试初期,添加营养物质,提高废水的可生化性,激活光合细菌的活性。调试初期,PSB系统进水COD控制在1000 mg/L以下,随后进水COD逐渐增加到6000 mg/L左右,2个月后PSB反应池调试完成。水力停留时间为44h,进水pH控制在7左右,COD去除率在90%左右。

生化池接种污泥取自城市污水处理厂脱水后的新鲜干污泥,含水率为80%左右。调试阶段,A池4 0t,O池2 0t,接触氧化池6 0t。首先,将低浓度的废水C和稀释的废水D引入到系统中,并加入少量的粪便废水。前3天,控制曝气8h,停机4h,停机时间逐渐缩短,直至连续曝气。A池溶解氧控制在0.5 mg/L,O,溶解氧控制在2 mg/L,在培养过程中观察到生物相和进、出水的变化。经调试确定,A≤O系统对污水回流比的控制效果最好,为2 0 0%。A-≤-O系统的污泥回流比控制在70%左右,主要回流到A池。根据污泥浓度的变化,也可以少量回流到O池。接触氧化池在调试过程中保持最终沉淀池的污泥回流。调试后,最终沉淀池的污泥不再回流,直接进入污泥浓缩池。

根据调试情况,每天产生的305t稀释废水D的一部分可作为厌氧池或PSB生物反应池来控制水的浓度。

2、运行结果

污水处理工程建成后,进行了调试,运行良好。出水水质达到《城市污水排放水质标准》(CJ 343-2010)一级标准。出水水质及排放标准见表2。表中的数据是多个测试的平均值。

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5 运行成本分析

电价:0.7元/米3,电费是2.82元/米3。劳动力:3人,平均每人每月3000元,劳动力成本0.32元/立方米。药费:聚丙烯酰胺消费0.1公斤/立方米,聚丙烯酰胺成本0.86元/立方米;过氧水消费10公斤/立方米,过氧化氢成本3.10元/立方米;硫酸亚铁消费1公斤/立方米,硫酸铁成本0.17元/立方米;硫酸铁消费1公斤/立方米,硫酸成本0.17元/立方米;铁碳微电解填料消耗0.4 kg/m3,包装成本1.17元/m3;液基消耗7 kg/m3,液基消耗1.94元/m3;复合剂消耗0.5 kg/m3,复合剂成本3.5元/m3;营养素成本0.8元/m3;pbs系统光合细菌培养成本为0.3元/立方米,运行用水成本为0.13元/立方米。综合电费、人工费、医药费,总运营费用15.28元/立方米。

6 结论

颜料生产过程中排放的废水种类繁多,水质差异很大。该项目共产生16股废水。根据每种废水的特点,将它们组合成四类,并采取不同的预处理措施进入生化处理系统。处理后出水pH=7.5,COD≤120 mg/L,NH_3-N≤3 mg/L,TN≤13 mg/L,远低于“城市污水排放水质标准”(CJ 343≤2010)的B级标准。吨水的运行成本为15.28元。

该工艺在有机颜料废水的处理中具有明显的优势。它充分利用了一些废水的低pH值进行铁炭微电解和芬顿氧化,降低了废水的COD值,提高了废水的B≤C,有利于后续的生化处理。分级预处理可以有效地降低污水处理设备和设备的投资,同时降低药剂的投加量和运行成本。PSB在处理难降解废水,特别是含苯系物和染料废水方面具有明显的优势。最后,采用A-≤-O和接触氧化法对出水进行处理,以保证出水达标排放。工艺设计合理,处理成本不高,系统运行稳定。可为有机颜料废水或含硝基、苯环、胺等难降解物质废水的处理提供参考。

颜料废水处理工程实例解析

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