Study on the Pretreat Process of High Concentration Chemical Waste Water

摘要：本文通過對高濃度化工廢水的預(yù)處理試驗，探索了混凝劑的種類和用量，驗證了處理工藝的可行性，使之達到符合生化處理的程度，為生產(chǎn)運行提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：化工廢水 預(yù)處理 混凝劑

武漢徑河化工廠是一個以生產(chǎn)合成橡膠等精細化工原料為主的國有小型化工 企業(yè) ，該廠產(chǎn)生的廢水主要源于：①生產(chǎn)塑解劑SJ-103車間的洗滌水和生產(chǎn)車間地坪沖洗水;②生產(chǎn)增塑劑A車間洗滌水和生產(chǎn)車間地坪沖洗水，總水量為18m3/d。這些廢水中BOD5、COD、油脂類等多種污染物超標，給受納水體造成了嚴重污染，故對其治理很有必要。受徑河廠污水處理工程設(shè)計單位武漢鋼鐵設(shè)計院的委托，我們對該污水處理系統(tǒng)進行了中試，以驗證處理工藝的可行性和可靠性。中試過程中，探索了預(yù)處理采用何種藥劑及劑量 問題 ，獲得了相關(guān)的定性定量 分析 數(shù)據(jù)。本文僅就中試過程中預(yù)處理部分予以介紹.至于生化處理部分將另文介紹。

1 廢水性質(zhì)與處理工藝

經(jīng)現(xiàn)場勘察及水樣檢測，徑河廠廢水水質(zhì)見表1

表1 徑河化工廠生產(chǎn)廢水水質(zhì)分析

該廠廢水屬混合性污水，表現(xiàn)出：①廢水性質(zhì)復(fù)雜(經(jīng)檢測水中含六氯苯、NaHs、DMF等化工物質(zhì));②COD含量遠高于一般廢水;③顯酸性，須中和后方能進行生化處理;④BOD5值偏高;⑤色度、SS不高。據(jù)此性質(zhì)，要求采用生化處理法為主的組合處理工藝，以達到處理要求。武鋼院提出了“物化+生化+物化”的組合處理工藝。其流程圖如下：

圖1 組合工藝流程圖

該處理系統(tǒng)采用厭氧—好氧生物膜技術(shù)，結(jié)合物化的組合工藝，使整個系統(tǒng)的處理效率、穩(wěn)定性、適應(yīng)性及抗沖擊負荷能力高于一般生化處理工藝[1]。

對調(diào)節(jié)后的原水進行生化處理是本工藝的關(guān)鍵。為能得到相關(guān)工藝參數(shù)，按武漢鋼鐵設(shè)計院設(shè)計的處理工藝，我們制作了試驗裝置。其流程見圖2

圖2 試驗裝置流程圖

試驗裝置按武鋼院設(shè)計的處理工藝做了比例縮小，試驗參數(shù)參照設(shè)計參數(shù)進行，實驗廢水為武漢徑河廠廢水或按比例加自來水稀釋作為進水，試驗進水水質(zhì)調(diào)節(jié)為：

表2 試驗水質(zhì)表

2 石灰預(yù)處理

在試驗開始階段，考慮采用A/O工藝處理化工廢水,未投加混凝劑.試驗過程中，由于進水pH值較低，水質(zhì)復(fù)雜，水樣CODCr值偏高，考慮投加混凝劑。

投加混凝劑可以使廢水中帶負電的膠體雜質(zhì)起壓縮擴散層及電中和作用,在膠體雜質(zhì)微粒之間起粘結(jié)架橋作用,以及使其自身形成氫氧化物絮狀體，在沉淀中對水中膠體雜質(zhì)起吸附卷帶作用。其中，以粘結(jié)架橋作用為主。從而使原水COD值下降，色度、SS值降低，減少后續(xù)處理難度。對于此次 工業(yè) 廢水還需針對生化處理工藝所需pH值加以調(diào)節(jié)。對各種混凝藥劑進行相關(guān)技術(shù)、 經(jīng)濟 分析比較，并考慮用戶需求后，決定采用石灰為預(yù)處理藥劑。選取原因為：①石灰貨源充足，價格低廉;②有成熟使用經(jīng)驗，易配制;③石灰呈堿性，可調(diào)節(jié)原水pH值;④石灰有良好凝聚吸附性能，可有效去除原水COD值;⑤生成絮凝體密實、沉淀快，易與水分離[3][4]。為精確計量處理效果，采用分析純Ca(OH)2。

2.1 試驗裝置及材料

裝置：A/O固定床生物膜處理系統(tǒng)(反應(yīng)器采用有機玻璃，圓形厭氧反應(yīng)器規(guī)格Φ200×1500mm;圓形好氧反應(yīng)器規(guī)格Φ150×1700mm，內(nèi)裝YDT立體彈性生物填料)、1000ml量筒，攪拌裝置、哈希COD儀、DR/2010分光光度計，YSI55DO儀、奧利龍818pH測試儀等。材料：分析純Ca(OH)2。

2.2 試驗過程

在原水或按1:2比例與自來水稀釋后的水中，投加不同數(shù)量的Ca(OH)2，快速攪拌混合1～1.5min，使廢水中的膠體顆粒脫穩(wěn)聚集;降低轉(zhuǎn)速，慢速攪拌反應(yīng)3～5min，然后靜沉30min。在反應(yīng)階段，由聚集作用所形成的絮體在接觸絮凝作用下，與廢水中原有微粒結(jié)成了白色絮狀物質(zhì)，并開始下沉。取水樣檢測pH與CODCr。

2.2.1 原水直接投加Ca(OH)2試驗

如前述，兩車間進水混合后pH=6，CODCr=8500～9500,若能直接投加Ca(OH)2混合，不僅可減少后續(xù)處理負擔(dān)，還能減少調(diào)節(jié)用水量。

表3 原水直接投加Ca(OH)2試驗

注：水溫18.2℃～16℃

隨著投加量的增大，沉淀物增多，原水色度降低、變清、去除COD率可達30%左右，但經(jīng)多次試驗仍難保證既將廢水COD值降至符合生化處理要求，又能使廢水PH值也適應(yīng)生化處理工藝(pH>8,對A/O法不利)。因此，直接向原水投加Ca(OH)2是不大可能同時滿足上兩項要求的。我們改用對原水稀釋后，再進行預(yù)處理。

2.2.2 稀釋水投加Ca(OH)2預(yù)處理

表4 投加Ca(OH)2預(yù)處理

注：1.水溫14.4℃～18℃。

2.其它投加量降低COD的數(shù)值，大體可按表中數(shù)據(jù)用插值法求出。

表4數(shù)據(jù)說明，稀釋廢水，投加適量Ca(OH)2后，PH值升高，COD下降至適于生化處理。投加量越大，水中COD去除率越高。投加量大于200mg/L時，水中沉淀物過多造成后續(xù)生化處理試驗效果下降。而投加量小于50%，η值過小，達不到預(yù)處理效果。故投加預(yù)處理藥劑量確定在110～150mg/L之間，依稀釋水質(zhì)而定。為判斷預(yù)處理效果，分別取進水(CODCr為3450mg/L)、出水(CODCr為2770mg/L)，測BOD分別為740mg/L和700mg/L，廢水可生化性上升，原水色度也明顯下降。可見，效果明顯，適于后續(xù)生化處理。

2.3 組合工藝運行試驗

預(yù)處理后原水水質(zhì)穩(wěn)定，經(jīng)A/O法+混凝沉淀+活性炭吸附后，CODCr去除率可達90%。出水CODCr達到設(shè)計要求。若將原水稀釋倍數(shù)加大，使稀釋水CODCr<2000mg/L，則處理效果會更好。

3 結(jié)論與建議

投加Ca(OH)2有利于此類化工廢水處理，將原水稀釋后投加Ca(OH)2優(yōu)于直接向原水投加Ca(OH)2。

Ca(OH)2投加量受沉淀物量與適于生化處理要求雙重制約，一般取值范圍在50～200mg/L之間。

按1:2稀釋原水CODCr值仍然偏高，若增大稀釋倍數(shù)將對石灰預(yù)處理和后續(xù)生化處理有利，但會增大水資源的消耗。

此次試驗是在室溫較低(18℃以下)、多雨天氣條件下進行的，其他情況下，Ca(OH)2反應(yīng)能力可能略有變化。

由于時間及經(jīng)費的限制，此次未能開展更高層次的預(yù)處理 研究 。建議待全套廢水處理

裝置運轉(zhuǎn)正常后，以運行實測數(shù)據(jù)的概率分布為依據(jù)，以預(yù)處理后出水pH值及COD值最佳(最有利于后續(xù)生化處理)為限定條件，以 經(jīng)濟 效益為目標函數(shù)，以原水水質(zhì)、稀釋水比例及藥品投放量為設(shè)計變量，建立最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。然后，選擇適當(dāng)?shù)木�性規(guī)劃 方法 進行 計算 ，可以很方便地獲得處理效果最佳、最經(jīng)濟的預(yù)處理參數(shù)。

參考 文獻

1. 毛悌和. 化工廢水處理技術(shù). 化工出版社，2000.4

2. 崔志澂，何為慶. 工業(yè) 廢水處理. 冶金工業(yè)出版社，1999

3. 馬青山，賈瑟. 絮凝化學(xué)和絮凝劑. 中國 環(huán)境 科學(xué) 出版社，1988

4. T.M.凱納茲(美). 水的物理化學(xué)處理. 清華大學(xué)出版社，1982

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