武汉径河化工厂高浓度废水的预处理试验研究

1、武汉径河化工厂高浓度废水的预处理试验研究武汉径河化工厂高浓度废水的预处理试验研究Study on the Pretreat Process of High Concentration Chemical WasteWater摘要：本文通过对高浓度化工废水的预处理试验，探索了混凝剂的种类和用量，验证了处理工艺的可行性，使之达到符合生化处理的程度，为生产运行提供依据。关键词：化工废水 预处理 混凝剂武汉径河化工厂是一个以生产合成橡胶等精细化工原料为主的国有小型化工企业，该厂产生的废水主要源于：生产塑解剂 SJ-103 车间的洗涤水和生产车间地坪冲洗水；生产增塑剂 A 车间洗涤水和生产车间地坪冲洗水，

2、总水量为18m3/d。这些废水中 BOD5、COD、油脂类等多种污染物超标，给受纳水体造成了严重污染，故对其治理很有必要。受径河厂污水处理工程设计单位武汉钢铁设计院的委托，我们对该污水处理系统进行了中试，以验证处理工艺的可行性和可靠性。中试过程中，探索了预处理采用何种药剂及剂量问题，获得了相关的定性定量分析数据。本文仅就中试过程中预处理部分予以介绍.至于生化处理部分将另文介绍。1 废水性质与处理工艺经现场勘察及水样检测，径河厂废水水质见表 1表 1 径河化工厂生产废水水质分析分类塑解剂车间废水增塑车间废水BOD5(mg/l)60070020003000COD(mg/l)300003000700

3、0BOD5/CODCr(%)2.34366ss(mg/l)60100100150pH1.32.56.5水温()80该厂废水属混合性污水，表现出：废水性质复杂(经检测水中含六氯苯、NaHs、DMF 等化工物质)；COD 含量远高于一般废水；显酸性，须中和后方能进行生化处理；BOD5值偏高；色度、SS 不高。据此性质，要求采用生化处理法为主的组合处理工艺，以达到处理要求。武钢院提出了“物化生化物化”的组合处理工艺。其流程图如下：图 1 组合工艺流程图该处理系统采用厌氧好氧生物膜技术，结合物化的组合工艺，使整个系统的处理效率、稳定性、适应性及抗冲击负荷能力高于一般生化处理工艺1。对调节后的原水进行生

4、化处理是本工艺的关键。为能得到相关工艺参数，按武汉钢铁设计院设计的处理工艺，我们制作了试验装置。其流程见图 2图 2 试验装置流程图试验装置按武钢院设计的处理工艺做了比例缩小，试验参数参照设计参数进行，实验废水为武汉径河厂废水或按比例加自来水稀释作为进水，试验进水水质调节为：表 2 试验水质表分类原水稀释后水BOD5(mg/l)15002100500800CODCr(mg/l)8500950025003500SS100200pH5.56.06.06.72 石灰预处理在试验开始阶段，考虑采用 A/O 工艺处理化工废水,未投加混凝剂.试验过程中，由于进水 pH 值较低，水质复杂，水样 CODCr值

5、偏高，考虑投加混凝剂。投加混凝剂可以使废水中带负电的胶体杂质起压缩扩散层及电中和作用,在胶体杂质微粒之间起粘结架桥作用,以及使其自身形成氢氧化物絮状体，在沉淀中对水中胶体杂质起吸附卷带作用。其中，以粘结架桥作用为主。从而使原水 COD值下降，色度、SS 值降低，减少后续处理难度。对于此次工业废水还需针对生化处理工艺所需 pH 值加以调节。对各种混凝药剂进行相关技术、经济分析比较，并考虑用户需求后，决定采用石灰为预处理药剂。选取原因为：石灰货源充足，价格低廉；有成熟使用经验，易配制；石灰呈碱性，可调节原水pH 值；石灰有良好凝聚吸附性能，可有效去除原水 COD 值；生成絮凝体密实、沉淀快，易与水

6、分离34。为精确计量处理效果，采用分析纯 Ca(OH)2。2.1 试验装置及材料装置：A/O 固定床生物膜处理系统(反应器采用有机玻璃，圆形厌氧反应器规格2001500mm；圆形好氧反应器规格1501700mm，内装 YDT 立体弹性生物填料)、1000ml 量筒，搅拌装置、哈希 COD 仪、DR/2010 分光光度计，YSI55DO仪、奥利龙 818pH 测试仪等。材料：分析纯 Ca(OH)2。2.2 试验过程在原水或按 1:2 比例与自来水稀释后的水中，投加不同数量的 Ca(OH)2，快速搅拌混合 11.5min，使废水中的胶体颗粒脱稳聚集；降低转速，慢速搅拌反应35min，然后静沉 30

7、min。在反应阶段，由聚集作用所形成的絮体在接触絮凝作用下，与废水中原有微粒结成了白色絮状物质，并开始下沉。取水样检测 pH与 CODCr。2.2.1 原水直接投加 Ca(OH)2试验如前述，两车间进水混合后 pH=6，CODCr=85009500,若能直接投加 Ca(OH)2混合，不仅可减少后续处理负担，还能减少调节用水量。表 3 原水直接投加 Ca(OH)2试验原水(L)添加 Ca(OH)2(mg/L)pH进水 CODCr(mg/L)出水 CODCr(mg/L)去除率(%)106.03930014006.869300790015.115006.819300770017.216007.109

8、300740020.4110007.259300700024.7115007.519300650030.1注：水温 18.216随着投加量的增大，沉淀物增多，原水色度降低、变清、去除 COD 率可达 30%左右，但经多次试验仍难保证既将废水 COD 值降至符合生化处理要求，又能使废水 PH 值也适应生化处理工艺(pH8,对 A/O 法不利)。因此，直接向原水投加Ca(OH)2是不大可能同时满足上两项要求的。我们改用对原水稀释后，再进行预处理。2.2.2 稀释水投加 Ca(OH)2预处理表 4 投加 Ca(OH)2预处理项目序号水量(L)投加 Ca(OH)2(mg/L)pHCOD 进(mg/L)

9、COD 出(mg/L)去除率(%)1106.3345021206.71345032505.8031406.80345031109.8641506.883450305011.58511006.903450297013.83611506.953450277019.62712007.133450250027.44注：1.水温 14.418。2.其它投加量降低 COD 的数值，大体可按表中数据用插值法求出。表 4 数据说明，稀释废水，投加适量 Ca(OH)2后，PH 值升高，COD 下降至适于生化处理。投加量越大，水中 COD 去除率越高。投加量大于 200mg/L 时，水中沉淀物过多造成后续生化处理

10、试验效果下降。而投加量小于 50%，值过小，达不到预处理效果。故投加预处理药剂量确定在 110150mg/L 之间，依稀释水质而定。为判断预处理效果，分别取进水(CODCr为 3450mg/L)、出水(CODCr为2770mg/L)，测 BOD 分别为 740mg/L 和 700mg/L，废水可生化性上升，原水色度也明显下降。可见，效果明显，适于后续生化处理。2.3 组合工艺运行试验预处理后原水水质稳定，经 A/O 法混凝沉淀活性炭吸附后，CODCr去除率可达 90%。出水 CODCr达到设计要求。若将原水稀释倍数加大，使稀释水 CODCr2000mg/L，则处理效果会更好。3 结论与建议投加

11、 Ca(OH)2有利于此类化工废水处理，将原水稀释后投加 Ca(OH)2优于直接向原水投加 Ca(OH)2。Ca(OH)2投加量受沉淀物量与适于生化处理要求双重制约，一般取值范围在50200mg/L 之间。按 1:2 稀释原水 CODCr值仍然偏高，若增大稀释倍数将对石灰预处理和后续生化处理有利，但会增大水资源的消耗。此次试验是在室温较低(18以下)、多雨天气条件下进行的，其他情况下，Ca(OH)2反应能力可能略有变化。由于时间及经费的限制，此次未能开展更高层次的预处理研究。建议待全套废水处理装置运转正常后，以运行实测数据的概率分布为依据，以预处理后出水 pH 值及COD 值最佳（最有利于后续生化处理）为限定条件，以经济效益为目标函数，以原水水质、稀释水比例及药品投放量为设计变量，建立最优化数学模型。然后，选择适