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鐵床—氣浮—活性炭吸附(fù)法處理染料廢水
時間:2017-05-26瀏覽量:467
1 原水水質
 
  某廠(生產染料及染料中間體)染料車間排出的綜合(hé)廢水(含30%左右的衝洗水)近100m3/d,中間體(tǐ)車間排出的綜合廢水(含30%~40%的(de)衝洗水)約90m3/d。 

  原水是(shì)含鹽量較大(dà)的高(gāo)色度(dù)有機廢水,無(wú)機鹽濃度為15%~20%,主要是NaCl、Na2SO4。有(yǒu)機物主要是苯係、萘係化合物,所以(yǐ)水體可生(shēng)化(huà)性差(BOD5/COD一般為0.02~0.2),並具有很強的毒性,因此染化廢水一直是治理難度最大的工業廢(fèi)水(shuǐ)之一(yī)。

2 方案的確定

  通過試驗,對幾種處(chù)理方案進行了研(yán)究,但都不(bú)能得(dé)到令人(rén)滿意的效果,如混凝(níng)脫色法用藥量大,運行費用高,亦難使出水達到排放標準;生化(huà)法(fǎ)需加入大量稀釋(shì)水以降低含鹽量(liàng),基(jī)建投資大,廠家難以承受;膜分(fèn)離法由(yóu)於膜易堵(dǔ)塞,反衝洗頻繁,並且需進口NF膜(mó),因(yīn)此運行費(fèi)用太(tài)高(達30 元/m3原水)。經過大量調研分析,擬采用微電解(jiě)的方法(fǎ)破壞原水中有機物的分子結構,達到易(yì)於脫色和降低COD的目的。通過小試、中試,最後采用鐵床—氣浮—活性炭吸附的處理工藝,工藝流程見(jiàn)圖1。

 

2.1 調節池 

  采用調節池既充分調節了水量、水質,又省去了一沉池,從(cóng)而節省了投資。廢(fèi)水中的一部分染料(liào)及其中間體物質經沉澱後得以去除(chú),COD有所降低。為(wéi)解決排泥問題,保證調(diào)節(jiē)池的有(yǒu)效容積,采用了(le)行車式吸泥機,汙(wū)泥進入(rù)集泥池與氣浮池的浮渣一(yī)起泵入壓濾機,濾餅焚(fén)燒處理。設(shè)計染料及其中間體廢水調節池各一座,有效(xiào)容積為100m3,HRT為24 h。 

2.2 鐵床 

  鐵床主要是利用鐵、炭組合的填料與原水(shuǐ)反應,破壞原水中有機物的分(fèn)子結構及其性(xìng)質。其原理是:鐵與炭的腐蝕電位不同,鐵作陽極、炭(tàn)作陰極、原水作電解質而形成(chéng)千千萬萬個原電池。電極反應如下: 

    Fe-2e=Fe2+(陽極反應) 
    E0(Fe2+/Fe)=-0.44 V 
    2H++2e=H2↑(陰(yīn)極反應) 
    E0(H+/H2)=0 V 

  當有氧存在時陰(yīn)極反應如下: 

    O2+4H++4e=H2
    O2+2H2O+4e=5OH- 
    E0(O2/OH-)=0.40 V 

  從上述反應可知,原水在酸性、充(chōng)氧的條件下以一定流速流經鐵炭填料時,染料的發色基(jī)團(tuán)被氧化,硝(xiāo)基還原為氨(ān)基,偶氮鍵斷裂,這(zhè)為下一步處理提供了可靠有效的條件。在設計時因考(kǎo)慮到充氧的重要性,所以在原水進入鐵(tiě)床前設置溶氣罐,並采用空壓機(jī)供氣。鐵床(Ⅰ)的HRT為1 h,鐵床(Ⅱ)的HRT為(wéi)2 h。 

2.3 混凝脫色係統 

  鐵床出水呈酸性並含(hán)有大量Fe2+、Fe3+,當將其出水pH值(zhí)調至7~8時,形成Fe(OH)2、Fe(OH)3膠體,但形(xíng)成的(de)礬花較小,需加入助凝劑(jì)PAM以利氣浮處理。在此過程(chéng)中,可加入季銨型陽離子高效脫色劑進一步降低原水中(zhōng)的色度。該裝置(zhì)為(wéi)混合反應罐(guàn),其HRT為4 min。 

2.4 氣浮係統 

  加藥(yào)混(hún)凝後的原(yuán)水含有大量的絮狀體,采用氣浮分離裝置將絮(xù)凝體浮於水麵,利用刮渣機將其排入集渣池,從而完成固液分離。氣浮(fú)係統采用清水溶氣(qì)氣浮,溶氣水量為30%,氣浮池直徑為2.5 m,HRT為(wéi)40 min。 

2.5 砂濾罐 

  設置了兩座砂(shā)濾罐(guàn)(一用一備),主要目的是去除懸浮物,使水質達到進活性炭罐的基本(běn)要求。濾料為單層石英砂,反(fǎn)衝洗水排至調(diào)節池。 

2.6 活性炭(tàn)罐 

  為保證出水(shuǐ)水質達到GB 8978—1996二(èr)級標準,設置活性炭罐(guàn),這可以充分有(yǒu)效地吸附水中殘留的有(yǒu)機物,從而使COD、色度等指標達到要求。設置兩座活(huó)性炭罐(一用一備),活性炭再生周期為36 d,HRT為30 min。

3 處理效果分析

  ①德州(zhōu)市(shì)環保局於1999年11月17日—18日對該廠水樣(yàng)進行了48 h的16次(cì)取樣檢測,檢測結果見表(biǎo)1,表明該設施的處理出水達(dá)到了GB 8978—1996二級標(biāo)準。

表1 處理出水檢測結果(guǒ)

 

項目

pH值

COD(mg/L)

色度(倍)

苯胺(mg/L)

染料

中間體

染料

中間體

染料

中間體

染料

中間體

原水

7.89

5.00

798

810

4050

3000

10.95

9.29

鐵床

出水(shuǐ)

7.93

7.36

786

791

1900

1000

29.08

19.12

去除率(%)

 

 

1.5

2.3

53.1

66.7

 

 

氣浮池

出水

7.56

340

110

1.79

去除率(%)

 

56.7

89.0

90.6

活性炭罐

出水

8.09

141

11

0.22

去除率(%)

 

58.5

90.0

87.7

總去除(chú)率(%)

 

84.0

99.6

97.6

注:表中數值均為平均值。


   從鐵床的處理原理分析,其形成的原電池可將多環化合物分解成單環化合物,但苯環很(hěn)難被破壞,加(jiā)之(zhī)原水設計氣量(liàng)偏小,致使原水經鐵床(chuáng)處理後有一定的Fe2+形成,所以COD的去除率(lǜ)幾乎(hū)為0。從苯胺的檢測結果來(lái)看,原水經鐵床處理後苯胺含量反而成倍(bèi)升高,這(zhè)說明(míng)萘係化(huà)合物被分解為苯係化合物,使苯胺含量增加。 

   原水經鐵床處(chù)理後,兩股廢水合為一股,經中和池及脫色、氣(qì)浮處理(lǐ)後(hòu),各(gè)汙染物含量都明顯降低,處理效果較好。 

   ②問題(tí)的探討 

   a.由於產生強酸性廢水(shuǐ)的翠蘭GL和(hé)雙介酸沒有正常(cháng)生產,導致鐵床的(de)進水pH值較(jiào)設計值高(gāo),這樣影響了鐵床的處理效果。 

   b.在中試時發現(xiàn),鐵床填(tián)料因表麵被固著而使處理效果降低,產生鐵床的鈍化現象,因此采用6%~8%的(de)稀硫酸進行(háng)浸(jìn)洗活化。在實際工程(chéng)中(zhōng),每隔25~30 d對鐵床填料進行一次活化(huà),曆時2~3 h。

4  經濟分析

   工程總投資為97萬元(yuán),其中土建投資為25萬元,設備管件及配電投資為60萬元,其餘部分為(wéi)12萬元。處(chù)理成本(běn)為(wéi)3.51 元/t,其中:①折舊費為0.86 元(yuán)/t;②人工(gōng)費為0.27 元/t;③電費為0.49 元(yuán)/t;④藥劑費為1.02 元(yuán)/t;⑤鐵炭填料費為0.22 元/t;⑥活性炭填料費為 0.65 元/t。 

   對於此類色度高、含鹽量大(dà)、可生(shēng)化(huà)性(xìng)差、毒性大的有(yǒu)機染料化工廢水,若采用大量稀釋水(shuǐ)稀釋的生化方法處理,工程投資較大;若采(cǎi)用鐵床—氣浮—活性炭吸附工藝,則工程投資較(jiào)少。
農村小型汙水(shuǐ)處理設備

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