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分享精细化工废水处理工艺

文章来源:山东ag国际厅试玩 发展集团 发布时间:2020-05-06 浏览次数: 次

1 废水的水质特性

拟建工程废水处理的对象,主要是生产过程中排放的生产废水、地面冲洗水、职工生活废水、初期雨水等,其中污染物主要是生产的过程中产生的。

其废水水质主要有以下特点:

废水中含有苯等污染物,废水的毒性系数对微生物生长略有抑制。

废水的水质、水量时有变化:一日内有数次排放高峰期,有机污染物浓度和稀液的排放比不一致。要求废水处理系统具有较高的调节适应水量、水质负荷变化的能力。

2 废水处理工艺方案的选择

采用生化与物化相结合的废水净化技术,以生物降解为主。充分考虑提高效率的同时,以降低能耗,减少污泥的产生。

采用先进可靠的系统设备,降低系统的维护工作量,以保证废水处理系统长期正常运行。

对系统工艺的主要设备实施自动化控制,以保证废水处理系统的操作程序化控制。

废水处理系统只需要少量使用处理药剂。可大大减少业主在废水处理上的工作量和药剂费用。

充分考虑废水水质、水量的波动性,设计废水处理系统具有很大程度的适应性和处理效果的稳定性,废水的水质变化,水量变化的波动程度在适当范围内,废水处理系统同样确保达标排放。

3 废水处理工艺流程

根据多年的设计、科研经验,查阅国内外同类废水的相关资料,确定本方案采用物化+生化组合的处理工艺,设计思路如下:
²  生化主体工艺采用先进的UASB+A/O法生化工艺,在生物处理构筑物中改善原水的BOD5/CODcR及CODcR/NH3-N比,去除大部分的污染物(CODCr);
²  在生化处理前采用格栅、均和水质、微电解、催化氧化等措施进行预处理,去除进水中部分COD和SS,降低后续处理系统的负荷;
²  电气控制实现一定程度的自动化控制,对处理设备的工作状况进行监测和自动控制,保证整个废水处理系统运行高效、稳定、节能,提高运行管理水平。

本方案工艺流程由以下几部分组成:

物化预处理系统:微电解、催化氧化、中和沉淀和调节池等。
1)   生化处理系统:包括UASB、A/O。
2)   后处理系统:包括污泥浓缩池。
3)   加药系统:包括溶药和加药设备。
4)   综合机房:包括风机房、设备间、脱水机房和储药间。
5)   电气控制系统

3.1 废水处理工艺流程描述

(1)生产废水经三效蒸发与废水混合后通过微电解+催化氧化+中和沉淀工艺进行预处理,预处理出水进入综合调节池。

(2)废水经收集池收集后提升至进入综合调节池,综合调节池的废水,连续进入UASB及A/O进行生化处理,污水进行有机物的降解和硝化。

(3)经过生化处理后的出水达标后排入污水处理厂集中处理。UASB及A/O的剩余污泥进入污泥浓缩池进行浓缩处理,浓缩后的污泥进行污泥脱水,污泥浓缩池的上清液和污泥脱水产生的滤液返回调节池,污泥外运处置。

(一)格栅井

 在生产废水进入调节池前设置格栅井,用以去除生产废水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物,从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。

(二)收集池

生产废水经格栅井处理后的废水进入收集池进行水量、水质的调节均化,保证后续处理系统水量、水质的均衡、稳定。收集池内设置预曝气搅拌装置。

(三)蒸发浓缩系统

三效浓缩器在一、二效分离器内隔板隔出顶部与内腔相通的蒸气腔,蒸汽腔底部接直管与下一级加热器连接,为二次或三次蒸汽管。蒸汽从分离器顶部进入蒸汽腔,直接进入下一级加热器。因蒸汽腔的横截面比一般蒸汽管大得多,直管通入下一级加热器无折转,距离近,大大降低蒸汽阻力,增加流量,提高分离效率。且因蒸汽腔是位于分离器内,减少了引出蒸汽的热量损失。一效加热器的疏水管通入分离器的冷凝室,冷凝水从其下排出,避免了蒸汽损失,也解决了疏水器的噪声和污染。下联管前端的清洗手孔,便于清洗加热器底部边角的残留物。各分离器有独立进料口,便于观察和控制进料流量。三组加热器和分离按扇形排列布置,缩短了设备总长度,便于操作。

(四)调节池

预处理后的废水进入调节池进行水量、水质的调节均化,保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定。调节池内设置预曝气搅拌装置或潜水搅拌机。

(五)微电解

高效微电解污水处理设备,又名持续高活性内电解床,主要利用了铁的还原性、铁的电化学性、铁离子的絮凝吸附三者共同作用来净化废水。

其处理原理而言,应归类于电解法,因此也称为铁炭内电解法或铁炭微电解法,在酸性条件下,铁与炭之间形成无数个微电流反应器,废水中的有机物在微电流的作用下被还原氧化。

当废水通过含铁和炭的填料时,铁成为阳极,碳成为阴极,并有微电流流动,形成无数个小电池,产生腐蚀。

其相关反应如下:

阳极反应

Fe-2e → Fe2+           E0(Fe2+/Fe)= -0.44V

阴极反应

2H++2e → H2 ↑          E0(H2+/H2)= 0.00V

当有氧气时

O2+4H++4e → 2H2O         E0(O2)= 1.23V

O2+4 H2O+4e → 4OH-       E0(O2/OH-)= 0.40V

上述反应在酸性和充氧的情况下腐蚀最甚并具有如下被证实了的功能:由于有机物参与阴极的还原反应,使官能团发生了变化,改变了原有机物的性质,降低了色度,改善了B/C值,一些无机物也参与反应生成沉淀得以去除。

如:Fe2+  + S2- = FeS ↓

废水的胶体粒子和微小分散污染物受电场作用,产生电泳现象,向相反电荷的电极移动,并聚集在电极上使水澄清;阳极新生态的Fe2经石灰中和生成Fe(OH)2、Fe(OH)3有极强的吸附能力,使水得以澄清;阳极生成的氢气,具有还原性,能将硝基苯还原成苯胺,降低废水的毒性增加废水的可氧化性,利于后续氧化法处理提高效应。

(六)催化氧化

过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体通常称为Fenton试剂,它是100多年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺设备简单的化学水处理技术。近年来的研究表明,Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化剂分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。在Fe2+催化剂作用下,H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基,从而引发和传播自由基链反应,加快有机物和还原性物质的氧化。

   Fenton试剂氧化一般在PH为3下进行,在该PH值时其自由基生成速率最大。

(七)中和沉淀

通过加碱中和,调整废水的PH值,为后序生化提供有利条件。

(八)UASB反应器

UASB反应器由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

设计特点:

内置高效生物填料、三相分离器、循环系统,提高处理效率。

(九)A/O法处理

A/O法处理由A级生物处理池、O级生物处理池及二沉池三部分组成。

A级生物处理池将污水进一步混合,充分利用池内高效生物填料作为细菌载体,靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物,将大分子有机物水解成小分子有机物,以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解,同时通过回流的硝化氮在菌种的作用下,可进行部分硝化和反硝化,去除氨氮。

O级生物处理池为本污水处理的核心部分,该池分二段,前一段在较高的有机负荷下,通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用,去除污水中的各种有机物质,使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下,通过硝化菌的作用,在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮,同时也使污水中的COD值降低到更低的水平,使污水得以净化。

设计特点:

该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。

该池以生物膜法为主,兼有活性污泥法的特点。

池中填料采用组合填料,该填料具有比表面积大,使用寿命长,易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展,对水中气泡作多层次切割,更相对增加了曝气效果。

该池分二级,使水质降解成梯度,达到良好的处理效果,同时设计采用相应导流紊流措施,使整体设计更趋合理化。

池中曝气管路选用优质UPVC管,耐腐蚀。曝气头选用微孔曝气头,不堵塞 ,氧利用率高。

二沉池进行固液分离去除生化池中悬浮污泥,使污水真正净化。

3.2 工艺特点

综合上述内容,本方案所设计的废水处理系统有如下特点:

●废水处理系统具有较高的可靠性,出水水质可确保达标排放。

●占地面积小,废水处理系统简单实用。自动化程序控制、运行管理和操作方便。废水处理系统具备较强的抗击负荷能力。

●废水处理系统,耗电量少,用药量少,剩余污泥产生量少,大量减少业主在废水处理上的运行费用。

●处理系统采用先进的工艺和PLC程序控制技术,自动程度高,可以有效降低废水处理系统上的日常维护费用。

●废水处理工艺构筑物构造简单,废水处理工程投资省,运行费用低。

●对周围环境无不良影响,选用电机噪声低,能保证处理系统满足对噪声的有关标准。

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