气浮_水解酸化_高效接触氧化工艺处理汽车废水

1、北方环境第30卷第2期NORTH ENV I RONMENT 2005年4月气浮-水解酸化-高效接触治理技术氧化工艺处理汽车废水龚丽雯, 王成云, 陈建湘, 李京会1234(1. 4深圳市龙岗区自来水有限公司, 广东深圳518115;2. 深圳出入境检验局, 广东深圳518045; 3. 深圳市朗坤环境技术有限公司, 广东深圳518029摘要对某汽车公司的废水处理系统进行了改造, 采用气浮-水解酸化-高效接触氧化工艺对其废水进行了处理, 在水解酸化池中使用生物微电解填料, 在接触氧化池内使用LK40弹性立体网状生物亲和性组合填料。经该体系处理后, 出水水质为pH =69、SS <60mg

2、/L、COD Cr<90mg/L、BOD 5<20mg/L、石油类<5mg/L,达到DB 44/26-2001中一级标准, 其处理费用为1. 91元/m3。关键词气浮-水解酸化-高效接触氧化汽车废水Treat m ent of W aste water Fr om Vehicle A sse mbly Manufacturer by A ir Fl oatati on -Hydr olytic Acidificati on -H igh Perf or mance Contact Oxidati on Pr ocessGong L i w en 1, W ang Chengy

3、un 2, Chen J ianxiang 3, L i Jinghui 4(1. 4LonggangW ater -Supp ly Co . L td, Shenzhen 518115; 2. Shenzhen Entry -Exit I ns pecti on and Quarantine Bureau, Shenzhen 518045;3. Shenzhen Leoking Envir onmental Technol ogy Co . L td . , Shenzhen 518029Abstract :A treat m ent syste m f orwastewater fr om

4、 vehicle asse mbly manufacturer has been i m p r oved app lying air fl oatati on -hydr olytic acidificati on -high perfor mance contact oxidati on p r ocess . B i om icr oelectr olysis filters has been used in the hydr olytic acidificati on basin and LK 40elastic net w ork bi o -affinity asse mble f

5、ilter has been app lied in the contact oxidati on basin . The results show that the outletwater treated by this p r ocess is quite enough t o meet the waste water discharge standard of DB 44/26-2001, in which the pH value is bet w een 6and 9, the concentrati on of sus pending materials is l ower tha

6、n 60mg/L,the concentrati on of CODCr is l ower than 90mg/L,the concentrati on of BOD5is l ower than 20mg/Land the concentrati on of petr oleum chem i 2cals is l ower than 5mg/L.The cost is only 1. 91yuan per m3.Key words :A ir Fl oatati on -Hydr olytic Acidificati on -H igh Perf or mance Contact Oxi

7、dati on W astewater Fr om Vehicle A sse mblyManufacturer某汽车公司的生产车间位于广东省惠州市大亚湾经济技术开发区内, 其外排的废水经排水管网最终进入淡水河的坪山河支流新寮段。为保护环境, 避免废水对周围环境造成污染, 必须对其废水进行处理。该公司原来的处理系统处理效果不佳, 不能满足要求, 因此对该系统进行了改造。经改造后的系统处理后, 其水质达到DB44/26-2001广东省水污染物排放标准的一级标准(第二时段 。电解、沉淀、砂滤、碳滤等工序, 处理流程长, 处理流程复杂, 处理工序多, 许多工序的作用和目的重复。2、缺乏相应的控制工序

8、。如气浮机未设液位控制装置, 排渣量无法控制, 进水未进行pH 值自控, 出水的pH 值仅为3. 5, 呈较强的酸性, 而气浮工艺却要求废水应在中性或偏碱性范围内, 否则混凝剂在水中的溶解性很强, 沉淀性能降低, 气浮效果很差, 出水浑浊。3、运行成本高。原废水处理设施采用破乳-电解工艺, 由于原废水中的主要污染物带电荷较少, 无法直接进行电解, 必须加入大量的酸及盐类物质, 才能保证电解的顺利进行, 因此药品消耗很大。4、操作维护不便。原废水处理设施缺乏相应的自控设备, 且由于场地等原因而操作困难, 电解设备的电极板消耗快, 更换困难。原废水处理系统的效率较低, 经测定, 当原废水(pH =

9、6. 01 的COD Cr 为27653mg/L表1生活污水水质SS 200mg/LCOD Cr 400mg/LBOD 5200mg/L1废水来源和性质进入废水处理系统的废水包括生活污水和工业废水, 生活污水排放量为约63. 2m 3/d,连续排放。工业废水包括清洗机废液、机加工冷却废液、清洗废水, 其排放量为约49. 95m /d。清洗机废液主要包括清洗机废液、涂装清洗废水等,3排放量为14. 4m /次, 排放周期为1015日/次。机加工冷却废液主要是切削废液, 排放量为61. 35m 3/次, 排放周期为1530日/次。清洗废水主要是地面清洗废水, 排放量为约44. 9m /d,连续排放

10、。33为掌握废水的水质, 委托深圳市环境保护监测站对废水进行水质分析, 结果分别见表1和表2。2工艺流程的确定该公司已对废水进行处理, 但其废水处理系统存在以下问题:1、原废水处理设施采用了隔油、油水分离、气浮、破乳、收稿日期2005-03-03作者简介龚丽雯(1968 , 女, 工学硕士, 高级工程师, 主要从事给水排水及水处理工作。51时, 经该系统处理后, 气浮出水的COD Cr 为1006mg/L(pH =3. 64 , 沉淀池上清液的COD Cr 为435mg/L(pH =3. 39 。可清洗机废液排放量排放周期pH COD Cr BOD 5SS14. 4m 3/次1015日/次8.

11、 5285109979218356056见, 该系统的处理效率确实较低。表2工业废水水质机加工冷却废液61. 35m 3/次1530日/次8. 5285109979218356056清洗废水44. 9m 3/d全部工业废水平均49. 95m 3/d连续825509602604450连续6. 5350200100100石油类从表1、表2可以看出, 生活污水的主要污染物为SS 、COD Cr 、BOD 5, 工业污水主要污染物为石油类、C OD Cr 、BOD 5于排放标准, 但其C OD Cr 却高于排放标准。处理后产生的沉淀物的沉降性能较差, 适于采用气浮法进行处理。经气浮法处理后的废水中悬浮

12、物的含量很低, 导电性差, 宜采用操作简单、运行成本低的生化处理方法。同时该公司还有一定量的生活污水需要处理, 而生活污水的最适宜处理方法也是生化法, 因此可将生活污水和经气浮法处理的工业废水合并处理。合并后的混合废水具有一定的可生化性, 但可生化性较差, 不宜直接采用好氧生化法处理。作者曾以LK40型生物亲和性组合填料为接触氧化池的填料, 采用高效接触氧化工艺成功对印染废水和养猪场废水进行了处理4-5。因此, 本设计采用气浮-水解酸化-高效接触氧化工艺来处理汽车废水, 其工艺流程见图1。生活污水的水质变化相对较小, 但工业废水水质变化很大, 且清洗机废液和机加工冷却废液间歇式排放, 水质、水

13、量不均匀, 冲击负荷很大, 为保证处理效果, 设计处理量必须高于实际平均排放量。因此, 工业废水设计处理量为平均排放量的1. 3倍, 生活污水设计处理量与排放量相等 。和悬浮物。可见, 该公司的废水主要为高浓度有机废水, 对这类废水的处理, 通常采用水解酸化-曝气生物滤池工艺1-2或水解酸化-接触氧化工艺3。向废水中投加混凝剂P AC 和助凝剂P AM , 同时将废水的pH 值调节至7. 58. 5, 可使废水中的油类物质及悬浮物充分沉降。废水经处理后分为三层, 下层为沉渣, 上层为浮油, 中间为清澈透明的水相, 处理前后废水中的主要污染物见表3。表3处理前后废水中的主要污染物处理前COD C

14、r SS27653mg/L2257mg/L50127mg/L处理后402mg/L9. 2mg/L3. 3mg/L石油类从表3可知, 即使是浓度很高的废水, 采用混凝剂P AC 和助凝剂P AM 处理后废水中的SS 和石油类物质也大大低图1废水处理工艺流程图523主要构筑物本系统的主要构筑物见表4。表4主要构筑物一览表序号12345678名称工业废水调节池反应池沉淀池生活污水调节池高效水解酸化池新型接触氧化池斜板沉淀池污泥浓缩池数量11111111外形尺寸(mm 4000×2750×42002000×1000×35002560×2000×

15、;35004000×1810×40005000×4560×52004560×2000×52004560×2000×35004000×2000×3000有效容积(m 3402152590302515停留时间6h 20m in 2. 4h 4h 8. 5h 2. 9h 2. 8h备注防腐鼓风搅拌表面负荷1. 2m 3/m2h内设生物微电解填料内设生物亲和性填料表面负荷1. 4m 3/m2h4结果与讨论工业废水先进入提升井, 经潜水泵提升后进入后续处理设施。工业废水的产生与排放具有一定的冲击性, 而后

16、需处理设施则要求废水的水质和水量相对稳定, 因此设置调节池来调节废水的水量和水质, 同时对废水进行鼓风搅拌, 使废水混合均匀。废水中含有大量的油类物质, 飘浮于水面上, 因此设置油水分离器除去废水表面的浮油, 油水分离器的参数为:分离器内水流速度<2mm /s, 停留时间>10m in 。从油水分离器收集到的浮油根据实际情况进行进一步的处置。油水分离后的废水进入混凝反应罐, 向废水中投加混凝剂P AC 和助凝剂P AM , 同时通过Ph 自控系统将废水调节至偏碱性, 使废水中的悬浮物和油类物质生成絮团, 为后续的气浮处理创造条件, 混凝反应的时间不少于10m in, 同时进行机械搅

17、拌, 搅拌速度为60r pm 。经混凝反应后的废水进入气浮机, 气浮机包括气浮罐、刮渣机、溶气罐等几个部分, 通过溶气罐产生的溶气水将气浮罐内的絮团带至水面, 形成浮渣, 飘浮于水面上而被刮渣机除去, 浮渣进入污泥浓缩池, 气浮罐下部清液则进入后续处理设施。气浮机是本系统的核心设备, 其处理效果决定整个处理系统的处理效率, 因此选用LK QF -4气浮机, 它是一种先进的废水处理设备, 处理量为4m 3/h,具有结构简单、紧凑、占地面积小、投资省、处理成本低等优点, 操作方便, 适应性强, 可除去水中绝大部分悬浮物、胶体等杂质, 并可有效地降低COD 。生活污水先进入提升井, 经提升后进入后续

18、处理装置。生活污水的产生与排放也具有一定的冲击性, 因此也设生活污水调节池, 以调节废水的水量和水质, 同时对废水进行鼓风搅拌, 使其混合均匀。经物化处理后的工业废水(即沉淀池出水 排入生活污水调节池, 两种废水混合后, 合并进行生化处理。混合废水进入高效水解酸化池, 发生水解反应和酸化反应。水解酸化池采用升流式, 内设生物微电解填料。在厌氧微生物的作用下, 废水中的有机物会发生厌氧反应。在水解阶段, 复杂的、大分子的、不易生物降解的有机物被胞外酶水解为简单的、小分子的、易生物降解的有机物; 在酸化阶段, 溶解性的有机物由兼性细菌转化为有机酸、醇、醛等; 在产乙酸阶段, 由产乙酸产氢细菌将前阶

19、段产生的各类简单有机物分解为乙酸、氢和二氧化碳。生物微电解填料对厌氧反应的每个阶段均有很好的强化作用1。其次, 生物微电解填料可参与到反应中, 其自身可发生微电解反应, 生成的新生态的活性物质如H +和Fe 2+均具有很高的化学活性, 能与废水中许多组分发生氧化还原作用, 也可使大分子物质分解为小分子的中间体, 使某些难生物降解的有机物和对厌氧微生物有毒害作用的化学物质转变成容易生化处理的物质, 提高废水的可生化性3-4。再次, 生物微电解填料发生微电解反应, 可缓冲废水中pH 值的变化, 防止pH 值过低抑制产甲烷菌的生长, 为厌氧反应创造良好的反应条件, 促进厌氧微生物的颗粒化, 因而该工

20、艺抗冲击负荷的能力很强。最后, 生物微电解填料的表面积较大, 厌氧微生物附着于填料上, 不易流失, 可使厌氧池内保持较高的微生物量, 保证厌氧处理效率。经水解酸化后的废水自流进入新型接触氧化池, 该池中填充有LK40弹性立体网状填料, 它是一种生物亲和性组合填料, 表面加工成波纹状, 有利于微生物在填料表面的附着与生长。该填料以中心绳、聚烯烃塑料支撑架和弹性丝条组成, 丝条以支撑架为中心在水中呈均匀辐射状, 有一定的刚气浮反应可将密度较小的悬浮物和油类物质除去, 但废水中还含有少量密度较大的悬浮物, 它们不能通过气浮法除去; 同时在高浓度废水进入处理系统时, 气浮机的出水水质也会相应变差, 因

21、此应对气浮出水进行反应-沉淀处理。在反应池内鼓风搅拌, 并投加可生成密度较大絮团的混凝剂PFS (反应时间>15m in ; 沉淀池内设斜板, 沉淀池内产生的沉淀污泥则进入污泥浓缩池。53性, 网片尺寸为250mm ×250mm, 网片间距为50mm; 其相邻网孔的纵向筋条交错断开, 确保网孔具有一定的弹性, 以避免脱落的生物膜或泥砂在网片上的沉积; 同时网孔均匀且大小适中, 从而从根本上克服了一般填料布水、布气不均匀及生物膜的阻塞现象。该组合填料的结构既重视填料的比表面积(决定生物量的大小 对去除效果的影响, 又考虑水流在填料中的流态。该填料的网片下面有立筋, 既可以增加填料

22、的表面积, 又可以加强填料对气泡的多重穿刺、切割能力, 提高氧的利用率, 对水中大、中型气泡有较好的切割性能, 具有一定的重新布水、布气能力; 其生物池内孔隙率高, 膜接受氧气的能力强, 膜的厚度适中, 填料内部不会发生厌氧作用, 并且容易冲洗干净。该填料处理污染废水时出水水质较好, 出水较为清澈, 悬浮物含量少。这主要是两个原因造成的, 首先, 微生物的新陈代谢作用产生一定的粘性分泌物, 使水中一些悬浮物和胶体粘结在一起, 起吸附架桥作用, 形成细小絮体, 被生物膜截留; 其次, 由于水中胶体表面吸附的带负电荷的有机物被消耗, 胶体所带电荷减少, x 电位降低, 胶体失稳, 易于发生胶凝。通

23、过附着在填料表面的微生物膜的新陈代谢作用, 在好氧状态下将有机物彻底分解为水和二氧化碳。经接触氧化处理后的废水中C OD Cr 等污染物已达标, 但废水中仍含有一定量从填料表面脱落的生物膜, 应对废水进行沉淀处理。因此采用斜板沉淀池对接触氧化池出水进行沉淀处理, 沉淀池产生的污泥进入污泥浓缩池, 而清液则达标外排。气浮机、反应-沉淀池、斜板沉淀池都会产生一定量的污泥, 污泥全部进入污泥浓缩池进行沉降浓缩, 浓缩池上清液返回生活污水调节池, 浓缩后的污泥由气动隔膜泵泵入板框压滤机进行压滤处理, 压滤后, 滤液返回生活污水调节池, 污泥则另行处理。经该系统处理后, 出水水质为pH =69, SS

24、<60mg/L,COD Cr <90mg/L,BOD 5<20mg/L,石油类<5mg/L,达到DB 44/26-2001中一级标准(第二时段 。压缩机和板框压滤机的液压油泵 的装机容量为8. 5K W , 连续设备以每天运行20hr 计, 空气压缩机每日实际运行时间以2hr 计, 板框压滤机液压油泵以每日运行10m in 计, 实际耗电量以装机容量的80%计, 电费为0. 7元/度, 则每日电费为108. 36元。5. 2药品费用本废水处理系统所消耗的药品主要来自处理工业废水过程中向废水中投加的P AC 、P AM 、PFS 、Na OH 。P AC 的投加量为25Kg/d,单价为2. 5元/Kg,因此P AC 的费用为62. 5元/d。P AM 的投佳量为0. 63Kg/d,单价为25元/Kg,因此P AM 的费用为15. 8元/d。PFS 的投加量为3.