物化预处理-UASB-SBR工艺处理化工中间体废水

[摘要 ] 对不同化工工艺废水采用物化方法 (氧化还原 、化学沉淀 、三效蒸发 、铁碳微 电解 、中和沉淀 )分质预处理后 ．利用 UASB+SBR 工艺处理综合废水 ，处理量为 100m3/d。运行实践表明：物化预处理对COD 、盐分 、硫化物 、CN-、总锌和二氯 甲烷 等具有较高的去除率 ，整个工艺处理出水 COD低于500ms/L ，盐分低 于 0．6％，硫化物低于1mg/L ．CN-低于1mg/L，总锌低于5mg/L ，出水水质达到接管要求。   某化工有限公司主要生产农药中间体 、医药中间体 ，染料中间体 ，产品主要有氰基 乙酰胺 、丙二腈 、三嗪环、氰基频哪酮和乙酰氨基丙二酸二乙酯。废水中主要含有硫化物 、氰化物、二氯甲烷等 ，具有 COD含量高 、氰化物含量高 、盐分高等特点 。   1 废水水质和水量   生产过程中排放的废水水质和水量如表1所示。   同时公司生产过程中排放的废水还包括设备 、地面冲洗水、废气吸收水 、生活污水 、初期雨水等 ，总排放量为21695.43 m3/d，按年生产300d计，则日处理水量为 72.32 m3/d ,考虑到企业今后的发展需要 ，设计处理能力为100 m3/d。
2 工艺流程   工程工艺流程选择时需考虑以下因素：   (1) 废水种类繁多，特别是工艺废水中含有硫化物 、氰化物、二氯甲烷等特征污染物 ，COD高达数十万 mg/L ，需进行分质预处理：含氰废水采用碱性氯化法[1]，含硫废水采用化学沉淀法[2]．废水中所含的难降解物质采用铁碳微电解[3]进行预处理：

(2)由于生产过程中使用了大量的酸碱及盐 ．废水中的盐类含量高 ,会抑制生化处理系统的微生物生长 ．故采用三效蒸发除盐 ，并中和调节废水的 pH 。

(3)由于综合废水 COD约为2000 mg/L ，需采用厌氧、好氧联合处理技术。   根据废水 的水质水量情况 ．最终确定采用物化预处理 +UASB +SBR 工艺[4]处 理企 业 废水，工艺流程如图 1 所示。   含氰废水经过调节池 1 调节水质、水量后 ，加NaOH 或 H2SO4调整PH至11，投加 NaCIO破氰 ，出水与含硫废水在调节池 2 中混合均匀 ．进入三效蒸发除盐 ，向三效蒸发器的出水中投加石灰 、绿矾去除大部分的硫化物后．收集于综合调节池 2 中进行后续处理 。高盐废水首先进 入三效蒸发器 除盐 ．然后与真空泵废水 、抽滤废水一起收集于综合调节池 1 中．均化水质后 。经泵提升到铁碳微电解反应塔 ．将废水的难降解污染物去除一部分．以及将一些大分子有机物降解为小分子的有机物 处理后的废水进入中和沉淀 池，向反应区加入Ca(O H )2 调节 pH，并加入Fenton试剂和PAM 助凝剂，进一步去除和降解水中的污染物。   经过预处理的高浓度废水，与生活污水、初期雨水 、设备地面冲洗水 、废气吸收水等在综合调节池2混匀后 。由泵提升到UASB反应器进行厌氧生化处理 ．在UASB反应器中去除大部分高分子污染物后 ．出水进 人 SB R 进行 进一 步 的生化处理 ，上清液流入清水池达标排放 SBR 剩余活性污泥经污泥浓缩池进一步浓缩后打人压滤机 ，压滤后泥饼外运。   3 主要构筑物及设备   (1) 调节池 。3 座 ，地下式 ，钢结构 ，8710 涂料防腐。调节池 1，尺寸 2.0 m x1.5m x1.5 m ，有效水深 1. 0 m ，超高 0.5 m ，有效 容积为 3 m3，HRT=24 h 。调节池 2 ，尺寸 5.0 m x3.3 m x2.5 m ，有效水深 2.0 m ，超高 0.5 m ，有效容积为 33 m3，H R T=24.3 h。调节池 3，尺寸 2.0 m x1.5 m x1.5 m ，有效水 深 1.0 In ，超 高 0.5 m ，有效容积为 3 m3．H RT=26.6 h。利用泵将调节池出水提升至三效蒸 发进行处 理。   (2) 破氰反应池。1 座，半地下式 ，钢结构，8710 涂料防腐。尺寸 1.2 m x1. 2 m x1. 5 m ．有效水深 1.0 m ，超高0.5 in，有效容积为 1 m 3；分四格 ．尺寸均为 0.6 m x0.6 m X1.5 m 。每格中配置插入推进螺旋桨式机械搅拌机搅拌。   (3) 处理池 。1 座 ，反应池内壁防腐 ，每格反应池构造 尺寸 1.2 m x1.2 m x3.0 m ．分两格 。   (4 ) 综合调节池 1。 1 座 ，半地下 式 ，钢砼结 构 ，8710 涂料防腐 。尺寸 5.0 m x5.0 m x2.5 m ．有效水深2.0 m ．有效容积 50 m 。   (5 ) 铁碳微电解反应塔 。 l 座 ，钢衬 胶 或钢衬玻璃钢结构。尺寸 D 3.0 m 。H 5. 0 m ，有效容积 28.3 m 3，HRT~14 h 。   (6) 中和沉淀池。1 座，半地下式 ，钢砼结构 ，8710涂料防腐。反应区尺寸 2.0 m x 1.0 m x2.5 m ，尺寸 2.0 m ×2.0 m x4.3 m ，超高 0.5 m ，容积负荷 0.5 m3  ／(m 2. h)。   (7 ) 综合调节池 2。1 座 ，半地下式 ，钢砼结构 ，尺寸 10.0 m x5.0 m x2.5 m ．有效 水深 2.0 m 。有效 容积100 m 。   (8)UASB 。1 座 ，钢结构，尺寸 D4.5~7.5 m ，有效水 深 7.0 m ．超 高 0.5 m 。有效容积为 111.3 m3，总HRT= 26.7 h 。   (9) SBR 。1 座 ，钢砼结构，半地下式 ，分三池 ，每池尺寸 7.0 m x3.5 m x5．0 m ，有效水深 4.5 m ，超高 0.5 m ．有效容积为 330 m   (10) 污泥浓缩池。1 座 ，半地下式 ，钢砼结构 ，尺寸 5.0 m x5.0 m x3.5 m 。超 高 0.2 m 。   (11) 清水池 。1 座 ，地下式 ，钢砼结构 ，尺寸 5. 0 In~5.0 m x3.5 m ．超高 0.2 m 。   工程的主要设备包括 1 套三效蒸发器 ．为成套设备，处理量为 2.0 t／h。除此之外 ，配套设备还包括污水提升泵 、污泥回流泵 、罗茨风机、压滤机 、螺杆泵等。   4 工程调试   4.1  UASB 调试运行   接种污泥取 自同园区企业的污水处理站 ．水质相似。投人 UA SB 后 ，首先用经过分质预处理的工艺废水 和 生活 污水按 1：1 比例注 满全 池 ．浸 泡 2 d 后 开始 驯 化 ，控 制 进水 流 量 为 10 m 3／d ．当 U A SB 去 除 效率达 40％以上 ．稳定运行约两周后转入启动运行阶段 ．将 经过 预处 理 的工 艺废 水 和 生活 污水 按 2：1 的比例混匀后进入系统 。进水量按 1O 、20、5O、70 m 3／d共 4 个阶段逐步提高负荷 ．每次变动稳定运行约两周 ，总共 需要两个月左右.   4.2  SBR 调试 运 行   SBR 的启 动待 UA SB 进水量提升至 50 m3/d 时开 始 。基 于小 试 试验 的研 究 ．当污 泥 负荷达 到0.2～0.4 kg／(kg·d)(以 C O D 计 )时 ，对 有 机 物 的去 除 效 果最佳 。系统启动时，首先将好氧接种污泥投入 SBR 池中，控制 MLSS 质量浓度为 2 000 m g／L 。进生活污水注满全池 ，闷曝 2 d 后使污泥恢复活性 ．通过观察活性污泥的颜色和微生物相 ．同时测定上清液的 COD值来确定是否进入调试阶段 。SBR 调试阶段直接进UA SB 的出水 ，污泥负荷保持在 0． 2 0．4 kg／(kg·d)。最终确定 SB R 运行周期为 9．5 h：进水 1 h 、厌 氧搅拌2 h 、曝气 4．5 h 、沉淀 1 h、滗水 1 h ，曝气 阶段控制系统 的 DO 为 2～3 m g／L[5] 。   5  运行情况   该工程建设完工后经调试 ．目前已运行半年 ．污水处理监测结果如表2所示。 由表2可见 ．出水水质能达到 园区接管要求(COD ≤500 mg/L ，含盐质量分数 ≤0.6％。硫化物 ≤lm g/L ，CN - 低于1m g/L ，总锌 ≤5 mg/L )。   该工程总投资为 221.94 万元 ．其中土建费用为80.28 万元 ．设备投资 141.66 万元 ．基建投资 22194元/m3 。运行费用 9.4 元/m 3，其中电费 3.7 元／m 3，人工费 1.2 元／m 3．药剂费 0．9 元/m 3。蒸汽费 3.60元/m 3。   6 结论   (1) 采用物化预处理+U A SB+SBR 工艺处理化工中间体生产废水 ，运行结果表明：出水 COD 低于 500mg／L ，硫化物低于 1 mg／L ，CN-低于 1 m g／L ，总锌低于5 mg／L ，盐分低于 6000 mg／L ，能达到园区接管要求 。   (2) 采用物化 (氧化还 原 、化学沉淀 、三效蒸 发 、铁炭微电解、中和沉淀 )分质预处理可有效去除工艺废水 中的 COD 、盐分 、硫化物 、CN-、总锌和二氯 甲烷 ，有效地降低了生物处理工艺的负荷。   参考文献 [1] 任小军 ，李彦锋 ，赵光辉等 ．工业含氰 废水处理研 究进展 [J]．工业水处理 ，200 9 ，2 9(8 )：1- 5． [2] 郭云红 ，叶正芳 ，赵泉林．絮凝沉淀一固定化微生物组合工艺处理炼油厂含硫 废水和催 化剂废 水[J]．环境工程 学报 ，20 16 ，10 (2 )：74 9 - 7 5 4 ． [3 ] 方俊华 ，任立清 ，刘兰 ，等． 铁碳微电~ -Fenton 法预处理苯胺基乙腈生产废水的动力学研究[J]．环境工程学报 ，20 14 ，8 (4 )：1397—1404． [4] 严 凯 ，姜 涛 ，宋雅建 ，等．UASB —SBR 组 合工 艺处理 小麦酒 精废水 [J]．工业水处理 ，2014 ，34(9)：57—60． [5] 王智 峰 ，高湘 ，董宏 宇 ，等．好氧／缺 氧循 环 SBR 工艺处理 屠宰废水的脱氮研究 [J ]．工业水处理 ，20 15 ，35 (3 )：82—86．
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