| 【全部正文】 | 武漢徑河化工廠(chǎng)是一個(gè)以生產(chǎn)合成橡膠等精細(xì)化工原料為主的國(guó)有小型化工企業(yè)，該廠(chǎng)產(chǎn)生的廢水主要源于：①生產(chǎn)塑解劑SJ-103車(chē)間的洗滌水和生產(chǎn)車(chē)間地坪沖洗水；②生產(chǎn)增塑劑A車(chē)間洗滌水和生產(chǎn)車(chē)間地坪沖洗水，總水量為18m3/d。這些廢水中BOD5、COD、油脂類(lèi)等多種污染物超標(biāo)，給受納水體造成了嚴(yán)重污染，故對(duì)其治理很有必要。受徑河廠(chǎng)污水處理工程設(shè)計(jì)單位武漢鋼鐵設(shè)計(jì)院的委托，我們對(duì)該污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了中試，以驗(yàn)證處理工藝的可行性和可靠性。中試過(guò)程中，探索了預(yù)處理采用何種藥劑及劑量問(wèn)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(guò)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(chǎng)勘察及水樣檢測(cè)，徑河廠(chǎng)廢水水質(zhì)見(jiàn)表1
表1 徑河化工廠(chǎng)生產(chǎn)廢水水質(zhì)分析
分類(lèi) 塑解劑車(chē)間廢水 增塑車(chē)間廢水
BOD5(mg/l) 600～700 2000～3000
COD(mg/l) ～30000 3000～7000
BOD5/CODCr(%) 2.3 43～66
ss(mg/l) 60～100 100～150
pH 1.3～2.5 6.5
水溫(℃) —— 80
該廠(chǎng)廢水屬混合性污水，表現(xiàn)出：①?gòu)U水性質(zhì)復(fù)雜(經(jīng)檢測(cè)水中含六氯苯、NaHs、DMF等化工物質(zhì))；②COD含量遠(yuǎn)高于一般廢水；③顯酸性，須中和后方能進(jìn)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(dá)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(gè)系統(tǒng)的處理效率、穩(wěn)定性、適應(yīng)性及抗沖擊負(fù)荷能力高于一般生化處理工藝[1]。
對(duì)調(diào)節(jié)后的原水進(jìn)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(jì)院設(shè)計(jì)的處理工藝，我們制作了試驗(yàn)裝置。其流程見(jiàn)圖2
圖2 試驗(yàn)裝置流程圖
試驗(yàn)裝置按武鋼院設(shè)計(jì)的處理工藝做了比例縮小，試驗(yàn)參數(shù)參照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)廢水為武漢徑河廠(chǎng)廢水或按比例加自來(lái)水稀釋作為進(jìn)水，試驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)節(jié)為：
表2 試驗(yàn)水質(zhì)表
分類(lèi) 原水 稀釋后水
BOD5(mg/l) 1500～2100 500～800
CODCr(mg/l) 8500～9500 2500～3500
SS —— 100～200
pH 5.5～6.0 6.0～6.7
2 石灰預(yù)處理
在試驗(yàn)開(kāi)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(yàn)過(guò)程中，由于進(jìn)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(fù)電的膠體雜質(zhì)起壓縮擴(kuò)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(duì)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(duì)于此次工業(yè)廢水還需針對(duì)生化處理工藝所需pH值加以調(diào)節(jié)。對(duì)各種混凝藥劑進(jìn)行相關(guān)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析比較，并考慮用戶(hù)需求后，決定采用石灰為預(yù)處理藥劑。選取原因?yàn)椋孩偈邑浽闯渥悖瑑r(jià)格低廉；②有成熟使用經(jīng)驗(yàn)，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(shí)、沉淀快，易與水分離[3][4]。為精確計(jì)量處理效果，采用分析純Ca(OH)2。
2.1 試驗(yàn)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(jī)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(jì)，YSI55DO儀、奧利龍818pH測(cè)試儀等。材料：分析純Ca(OH)2。
2.2 試驗(yàn)過(guò)程
在原水或按1:2比例與自來(lái)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(kāi)始下沉。取水樣檢測(cè)pH與CODCr。
2.2.1 原水直接投加Ca(OH)2試驗(yàn)
如前述，兩車(chē)間進(jìn)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(fù)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(yàn)
原水(L) 添加Ca(OH)2
(mg/L) pH 進(jìn)水CODCr
(mg/L) 出水CODCr
(mg/L) η去除率
(%)
1 0 6.03 9300 —— ——
1 400 6.86 9300 7900 15.1
1 500 6.81 9300 7700 17.2
1 600 7.10 9300 7400 20.4
1 1000 7.25 9300 7000 24.7
1 1500 7.51 9300 6500 30.1
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(dá)30%左右，但經(jīng)多次試驗(yàn)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(duì)A/O法不利)。因此，直接向原水投加Ca(OH)2是不大可能同時(shí)滿(mǎn)足上兩項(xiàng)要求的。我們改用對(duì)原水稀釋后，再進(jìn)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
項(xiàng)目
序號(hào) 水量
(L) 投加Ca(OH)2
(mg/L) pH COD進(jìn)
(mg/L) COD出
(mg/L) η去除率
(%)
1 1 0 6.3 3450 —— ——
2 1 20 6.71 3450 3250 5.80
3 1 40 6.80 3450 3110 9.86
4 1 50 6.88 3450 3050 11.58
5 1 100 6.90 3450 2970 13.83
6 1 150 6.95 3450 2770 19.62
7 1 200 7.13 3450 2500 27.44
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(shuō)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(shí)，水中沉淀物過(guò)多造成后續(xù)生化處理試驗(yàn)效果下降。而投加量小于50%，η值過(guò)小，達(dá)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(jìn)水(CODCr為3450mg/L)、出水(CODCr為2770mg/L)，測(cè)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(jiàn)，效果明顯，適于后續(xù)生化處理。
2.3 組合工藝運(yùn)行試驗(yàn)
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(dá)90%。出水CODCr達(dá)到設(shè)計(jì)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(huì)更好。
3 結(jié)論與建議
投加Ca(OH)2有利于此類(lèi)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(duì)石灰預(yù)處理和后續(xù)生化處理有利，但會(huì)增大水資源的消耗。
此次試驗(yàn)是在室溫較低(18℃以下)、多雨天氣條件下進(jìn)行的，其他情況下，Ca(OH)2反應(yīng)能力可能略有變化。
由于時(shí)間及經(jīng)費(fèi)的限制，此次未能開(kāi)展更高層次的預(yù)處理研究。建議待全套廢水處理裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，以運(yùn)行實(shí)測(cè)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(jì)效益為目標(biāo)函數(shù)，以原水水質(zhì)、稀釋水比例及藥品投放量為設(shè)計(jì)變量，建立最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。然后，選擇適當(dāng)?shù)木�(xiàn)性規(guī)劃方法進(jìn)行計(jì)算，可以很方便地獲得處理效果最佳、最經(jīng)濟(jì)的預(yù)處理參數(shù)。
參考文獻(xiàn)
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3. 馬青山，賈瑟. 絮凝化學(xué)和絮凝劑. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988
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Study on the Pretreat Process of High Concentration Chemical Waste Water
Wang Xun
(College of city construction, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430070, China)
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