滄州大化雙氧水生產(chǎn)廢水的處理
1. 概論
該工程業(yè)主方是滄州大化集團(tuán)，年產(chǎn)27.5%的雙氧水1.5萬噸，廢水處理工程的設(shè)計規(guī)模為240m3/d。工程于2003年3月竣工驗收，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，有穩(wěn)定的處理效果。雙氧水生產(chǎn)工藝為鈀觸媒、2-乙基蒽醌法。廢水主要來自于過氧化氫生產(chǎn)車間的各種廢水排放。生產(chǎn)工藝流程及排污節(jié)點(diǎn)如下：
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2. 廢水的性質(zhì)及出水要求
該廢水主要含有：2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯、三甲苯及雙氧水。廢水中含有難降解的芳香烴及對生化反應(yīng)有毒害作用的雙氧水。磷酸三辛酯和三甲苯均為不溶于水的有機(jī)溶劑，密度比水略輕，磷酸三辛酯的相對密度ρ=0.924，三甲苯的相對密度ρ=0.86。廢水中各項主要污染物參數(shù)如下表：
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處理后水質(zhì)要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的二級標(biāo)準(zhǔn)。
3. 處理工藝
3.1 工藝流程
針對該廢水的特性，制定出先除油，然后采用催化氧化反應(yīng)打開苯環(huán)，降解大部分芳香烴類有機(jī)物，最后通過活性碳吸附殘留有機(jī)物，確保達(dá)標(biāo)排放。具體工藝流程如下圖：
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3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備設(shè)計參數(shù)
3.2.1高濃廢水儲池：V有效=200m3。主要是存儲一次性排放的高濃度的白土床廢水，然后多次少量的進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，減輕高濃廢水對系統(tǒng)的沖擊。
隔油池：HRT=0.5h。主要是去除廢水中的分散油。
調(diào)節(jié)池：HRT=6h。根據(jù)雙氧水生產(chǎn)廢水排放周期確定的調(diào)節(jié)時間。
3.2.2氣浮器：常用的加壓溶氣氣浮設(shè)備。廢水進(jìn)入氣浮器前用計量泵投加破乳劑。主要是去除廢水中乳化油。
3.2.3催化氧化反應(yīng)器：內(nèi)置填料，填料配比：鐵屑:焦炭:填料活性劑=2:1:2。有效接觸時間2.0h。正常運(yùn)行情況下的氣水比=5:1，大氣量反沖洗時的氣水比=10:1。底部鼓入空氣。主要是通過微電解和H2O2的氧化能力分解蒽醌、三甲苯等帶苯環(huán)的難降解有機(jī)物。
3.2.4斜板沉淀器：催化氧化反應(yīng)器出水的pH值一般在7左右，廢水中的Fe2+離子生成氫氧化亞鐵絮體，同時吸附其他懸浮物。為強(qiáng)化絮凝效果，減少沉淀時間，投加高分子助凝劑。HRT=4h。鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯玻璃鋼。主要是去除懸浮物。
3.2.5生物碳塔：φ×H=1.8×4.8（m），兩座。碳鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯玻璃鋼。有效停留時間1.0h，氣水比=5:1。定期進(jìn)行氣水反沖洗，強(qiáng)制使活性碳表面的生物膜脫落。主要是利用活性碳吸附和生物接觸氧化的雙重作用，使剩余有機(jī)物得到徹底的分解。
3.2.6回用水池：V有效=45m3。主要用于生物氧化-活性碳吸附塔的反沖洗水。
污泥濃縮池：φ×H=2.5×4.8（m），V有效=8.5m3。間歇式豎流污泥濃縮池。進(jìn)一步濃縮斜板沉淀器排放的污泥。
3.2.7板框壓濾機(jī)：BA630，機(jī)械保壓。處理后污泥外運(yùn)填埋。
4. 運(yùn)行情況及出現(xiàn)的問題
4.1 隔油池—氣浮工藝對油類物質(zhì)（重芳烴）的去除
通過工程實際的應(yīng)用，證明隔油池在除油方面是個簡單而又高效的單元？梢杂行У娜コ胤紵N組成的分散油，對于后續(xù)的氣浮工藝來說，起到了粗篩的作用，保證了氣浮系統(tǒng)可以正常的運(yùn)行。原水的重芳烴含量一般達(dá)到20~50g/L，但是經(jīng)過隔油池后，可以較為穩(wěn)定的控制水中重芳烴含量<300mg/L。
氣浮工藝對去除重芳烴非常有效，去除率〉80%。但是，由于重芳烴以乳化油的形式存在，所以必須投加一定量的破乳劑。破乳劑的投加量約為0.1kg/m3廢水。
4.2 催化氧化反應(yīng)器對難降解有機(jī)物的分解作用及填料板結(jié)問題
在雙氧水的廢水處理中，帶苯環(huán)的難降解有機(jī)物是處理的難點(diǎn)。國內(nèi)有許多報道采用鐵碳內(nèi)電解處理難降解廢水，但是鐵碳內(nèi)電解的填料板結(jié)一直是個未解決的問題。本次工程通過兩個方面嘗試解決這個問題：一、由于化肥廠有大量的空氣可供利用，所以采用大氣量的攪拌不斷沖刷鐵屑的表面，避免氫氧化物在鐵屑表面的沉積；二、在填料中加入活性劑；三、控制反應(yīng)器內(nèi)一定的pH值，使廢水中的H2O2在Fe2+的作用下發(fā)生催化氧化反應(yīng)，即可降解有機(jī)物，又可避免Fe的鈍化。經(jīng)過對該工程一年的跟蹤，尚未發(fā)生板結(jié)的現(xiàn)象，處理效果也沒有下降，因此可以認(rèn)為有效的解決了填料板結(jié)的問題。
催化氧化+絮凝沉淀對CODcr的去除效果非常穩(wěn)定，去除率一般〉75%。
4.3 生物氧化-活性碳吸附塔的作用
設(shè)計本意是通過活性碳的吸附功能吸附難降解有機(jī)物，提高其在系統(tǒng)內(nèi)的停留時間，然后利用好氧微生物降解被吸附的有機(jī)物，同時使活性碳恢復(fù)吸附功能。但是在實際運(yùn)行中，由于前面的處理單元處理效果均較好，進(jìn)入生物氧化-活性碳吸附塔的廢水基本可以達(dá)標(biāo)排放，所以該單元的處理效果并未得到體現(xiàn)。這也是有待于以后的運(yùn)行驗證的。
4.4 H2O2對臥式離心泵運(yùn)行的影響
在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)池的污水提升泵（臥式離心泵）經(jīng)常會有氣縛現(xiàn)象發(fā)生，泵內(nèi)含氣體，泵出口壓力小。經(jīng)計算，泵的安裝高度在合理范圍內(nèi)，同時也不存在泵吸入管漏氣等問題，后來發(fā)現(xiàn)，與廢水中雙氧水的含量有關(guān)。當(dāng)雙氧水含量較高，分解激烈情況下，被吸入泵體內(nèi)的廢水含有較多的氣泡，造成吸入口真空度不夠，造成了離心泵不上水的現(xiàn)象。針對該現(xiàn)象，我們把臥式離心泵換位立式長軸離心泵后，不再出現(xiàn)該問題。
4.5 白土再生廢水對系統(tǒng)的沖擊
在調(diào)試過程中，遇到車間內(nèi)排放白土床再生廢水，該廢水呈深紅色，含大量的蒽醌、磷酸三辛酯，對系統(tǒng)造成了極大的沖擊。根據(jù)生產(chǎn)情況，該廢水約70天才排放一次，但每次的排放量達(dá)200m3。如果一次排入系統(tǒng)肯定使整個系統(tǒng)失效。后經(jīng)與廠方共同協(xié)商提出先建一200m3的儲池，然后由儲池每日少量的排入處理系統(tǒng)。
5 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
廢水處理站總投資120萬元，折合噸水造價5000元/m3.d。噸水造價高的原因主要在于廢水具有較強(qiáng)的腐蝕性，所有的水池構(gòu)筑物、設(shè)備均需作防腐內(nèi)處理，前處理的管路均采用不銹鋼管。運(yùn)行費(fèi)用為1.36元/m3廢水，包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)。廢水處理站總占地面積450m2。
6 結(jié)論
1）廢水中所含的雙氧水對臥式離心泵的正常運(yùn)行有影響，宜采用泵殼入水的立式離心泵；
2）在工程設(shè)計中要充分對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝了解，熟悉各廢水排放節(jié)點(diǎn)。對白土床再生廢水采用先蓄水，然后多次小流量排入系統(tǒng)的方法，減輕對處理系統(tǒng)造成的負(fù)荷沖擊；
3)采用隔油池+氣浮組合可以有效去除廢水中大部分的重芳烴類油；
4）充分利用廢水中含有的雙氧水，利用鐵碳內(nèi)電解與雙氧水的氧化能力共同分解帶苯環(huán)的難降解有機(jī)物；
5）利用大氣量沖刷鐵屑表面、填料活性劑、雙氧水的氧化分解三重作用防止填料的板結(jié)。
6）調(diào)整出水合適的pH值，利用系統(tǒng)中產(chǎn)生的Fe2+形成Fe（OH）2絮體代替混凝劑，節(jié)約藥劑費(fèi)用。
特別說明：本項目資金來自于河北省環(huán)保治理專項資金
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