增塑剂和富马酸污水处理系统研究

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主要阐述了采用中和调节—水解—厌氧—好氧—沉淀过滤工艺处理增塑剂及富马酸生产过程中产生的高COD、高色度、含油的化工污水,处理后的排放水指标可达到国家标准。该工艺设计优点是流程简单、投资少。
浙江庆安化工有限公司位于乍浦化工园区,拥有自己的液体化工码头及仓储罐区,主要生产增塑剂系列产品和富马酸。企业在生产过程中排放部分工艺废水、设备地面冲洗水以及生活污水等,工艺废水主要是增塑剂废水和富马酸废水,这两种废水COD浓度高,BOD5值较低,含油及色度均较高,另外,因各车间生产品种切换,其酸碱性无机盐也较为复杂。根据环保要求,这些废水必须经处理达标后才允许排入市政污水管网进行深度达标处理。因此,浙江庆安化工有限公司新建了增塑剂和富马酸污水处理系统,以满足整个园区的废水处理要求,具体情况如下。
1 工程设计
设计处理能力为:混合工艺废水350m3/d,混合工艺废水平均COD50000mg/L。按工艺废水排放比例计算,富马酸工艺废水量最大为138m3/d,增塑剂(DOP)工艺废水量最大为212m3/d。

工艺处理要求:混合废水处理后,水质要求达到GB8978-1996《污水综合排放标准》三级标准:pH值为6~9,SS≤400mg/L,COD≤500mg/L,氨氮≤25mg/L。
1.1 工艺流程确定
我们根据污水中总无机盐浓度、硫酸根含量对厌氧、好氧处理效果有非常大的影响。而在沉淀去除硫酸根时,废水pH值等,对去除效果的影响又非常大。增塑剂(DOP)废水是强碱性,富马酸废水是强酸性,二者按排放量比例混合后可呈中性,根据这些特点。我们确定了先将污水混合进行中和,再添加混凝剂沉淀,然后进行稀释调节,进入厌氧、好氧处理系统,最后进行沉淀达标排放。污水处理具体分五个部分,工艺流程如下:
1.1.1 废水储存
增塑剂废水是强碱性废水,富马酸废水是强酸性废水,二者都是高浓度有机废水,如单独收集处理不利于整个系统的控制和稳定。如两废水源按排放比例混合,废水可呈中性,可有效的控制处理。故最有效的处理的方式,两废水源统一储存处理。
1.1.2 中和反应、混凝沉淀
将增塑剂废水和富马酸废水按照排放比例在反应池内混合,废水呈中性。反应池为间歇进行,向反应池内定量投加石灰粉,进行中和反应,形成的钙离子与硫酸根结合,过饱和的硫酸钙在废水中结晶出来,形成硫酸钙沉淀物;再向废水中加定量的混凝剂和助凝剂,强化沉淀效果,有利于硫酸根的去除;通过斜管沉淀池分离沉淀固体,硫酸根绝大部分去除,降低了在厌氧反应中还原产生硫化物的浓度,有利于厌氧反应,各部分废水(除脱盐废水)由专门管道送入调节池,调整各废水不同的酸碱性和化学特性,有利于后续生物处理的正常进行。
1.1.3 调节水解
经过中和沉淀的增塑剂和富马酸混合废水,连续均匀地进入调节水解池,与其它各部分废水和稀释废水混合,调节水解池具备足够的调节容量,有利于调节水质和水量,降低各车间废水排放时的水质、水量的负荷冲击,有利于后续处理的稳定。同时在厌氧条件下,利用厌氧微生物和厌氧微生物酶反应的水解酸化作用,将混合废水中的不可好氧生化的大分子有机物和稳定性强的有机物的化学结构破坏,变成相对小分子的可好氧生化有机物,部分有机物降解为二氧化碳和水,降低废水COD浓度;而且能提高废水的好氧生化性能,为后续的好氧生物反应创造更好的条件。后段好氧活性污泥处理产生的剩余污泥回流至此,在池内进行好氧生物水解,有利于污染物的去除,同时也能够大大减少整个系统的污泥发生量。
1.1.4 厌氧反应
生物水解池的废水由提升泵提升到厌氧反应池,进行厌氧生化处理。其原理是:厌氧微生物在一定条件下把大分子有机物水解成小分子有机物,进而再转变成有机酸,最后变成二氧化碳、甲烷和水,达到降低废水COD的目的。废水中的大部分污染物由厌氧微生物作用生成沼气,系统收集后通过管道高空排放。厌氧反应池启动成功后,工作性能稳定,耐负荷冲击力强,在负荷变化调整后能很快恢复原状态,可长时间运行;中途停止运行,厌氧微生物不需要特殊保存,能够长期保持活性,再次启动能够快速进行。优点是厌氧反应有机负荷率高,废水在容器内停留时间短,设备简单,从而降低了成本。

1.1.5 好氧活性污泥生化处理、沉淀UASB反应池出水COD浓度已大为降低,自流进入好氧活性污泥池,通过向池内通入空气进行曝气,利用池内活性污泥进行生物处理,使污水得到深度处理。活性污泥是一种絮凝体,这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成,易于沉淀分离活性污泥池处理后出水自流进入二沉池,絮凝体在池内自然沉淀,与废水进行泥水分离。沉淀产生的污泥大部分回流到活性污泥池,剩余污泥排入水解池或污泥池,出水各项指标达标排放。如果处理废水中无机盐的含量较低,可以将处理出水回流到调节水解池,稀释进水污染物浓度,或者减小进水的稀释倍数,总体上节约新鲜水的消耗,达到更高意义上的环境保护。
1.1.6 污泥处理
各生化处理单元产生的剩余污泥大部分回流至前面的水解池再循环利用,以至完全消耗形成稳态生物污泥,作为剩余污泥排到污泥处理池。斜管沉淀产生的污泥进入污泥贮池,用泵送入压滤机进行泥水分离,压滤出水回至调节池,出泥作为工业垃圾处置。
2 主要构筑物、设备技术参数
2.1 工艺废水储存池
钢筋混凝土地下式结构,外形尺寸为9.0m×10.0m×4.0m,总有效容积300m3,分2格。池内部采用花岗岩贴面防腐。配套提升泵配套50FPP-22增强聚丙烯自吸泵,4台,2用2备,要求Q18m3/h,H22km,电机功率2.2kW。由中和池内液位提升高度来控制提升泵的停止,由此相对确定DOP和富马酸废水的混合配比。
2.2 中和池
钢筋混凝土半地上结构,外形尺寸7.0m×3.5m×4.5m,共3个;每只池有效容积70m3,池内部采用花岗岩贴面防腐;每池内安装QJB1.5/8潜水搅拌机1台,电机功率1.5kW;配套65LW25-15-2.2立式排污泵,4台,3用1备;Q25m3/h,H15m,电机功率2.2kW。每个池按进水—中和反应—排水过程依次轮流使用,每池每天最多使用2次。该过程可以采用全自动控制系统,本方案考虑工程投资因素设计采用人工手动操作过程。如需要自控系统,我们将增加该部分的方案设计说明和工程报价。
2.3 中和沉淀池
钢筋混凝土地上式结构,外形尺寸为Φ6m×5.5m,1套;沉淀时间为3.5h,沉淀池表面负荷为0.8m3/(m2.h)。池内部安装中心筒和中心传动刮泥机,设备材料选用碳钢加树脂防腐。
2.4 调节水解池
钢筋混凝土地下式结构,19.0m×24.0m×4.5m,有效容积1800m3,废水有效停留时间15h。配套立式环流搅拌机JBG-7.5,1台,电机功率7.5kW。配套提升泵ZW100-100-20泵,3台,2用1备。Q100m3/h,H20m,电机功率11kW。配套AXF100G-EIAL1N管道式电磁流量计2台。
2.5 厌氧反应池
钢筋混凝土半地上结构,18.0m×10.0m×7.5m,2组。地下埋深-3.00m,地上高度4.50m,液位保护高度500mm。有效容积2160m3,容积负荷5.8kgCOD/m3.d。有效反应停留时间18h。配套进水布水器、反冲洗装置、三相分离器和沼气收集系统。其中三相分离器和沼气收集系统采用3mm不锈钢材质制造,内部加强筋均为不锈钢材质。沼气收集后进行高空排放,沼气集中排放管(DN150)出口高出厌氧池顶高度15m。厌氧反应池壁上设置不同高度的污泥取样口,随时对厌氧污泥性质进行检查鉴定,确保厌氧系统正常稳定运行。在不同的高度上设置排泥口,可以灵活排除剩余污泥。
2.6 好氧反应池
钢筋混凝土半地上结构,外形尺寸为24.0m×18.0m×5.5m,有效水深5.0m,保护高度500mm,有效容积2160m3,废水停留时间18h。池内接种高效微生物菌种,污泥浓度3500mg/LMLSS,有机物容积负荷2.0kgCOD/m3.d。池内曝气方式采用机械曝气,配套6台液下曝气搅拌机ZGO-18.5,单台清水充氧效率29kgO2/h,电机功率18.5kW。
2.7 二次沉淀池
钢筋混凝土半地上结构,外形尺寸Φ15m×4.0m,沉淀时间2.5h,沉淀池表面负荷0.7m3/m2.h。池内部设置出水堰及浮渣挡板,保证沉淀池出水均匀和清洁。池内部设置1台BZG-15桥式传动刮泥机。电机驱动功率0.37kW。水下部分为不锈钢材质制造。配套LW100-15-7.5污泥回流泵2台,1用1备。Q100m3/h,H15m,电机功率7.5kW。
2.8 清水排放池
该池为钢筋混凝土半地上结构,外形尺寸为10.0m×7.0m×3.5m,保护高度400mm,有效容积240m3,废水停留时间2h。池内设空气搅拌装置、脱盐水等其他废水在此混合均匀后排放。市政管道按自流无压管道考虑配套排水泵型号。配套排水泵LW145-9-7.5,2台,1用1备,Q145m3/h,H9m,电机功率7.5kW。泵的起停由液位自动控制。管道出口不设置管道式电磁流量计,总排放口的计量监测仪器按环保部门的要求统一配置。
2.9 污泥压滤机
XAJZ-100/800厢式压滤机1台,过滤面积100m2,电机4.0kW。40/25B-AH污泥进泥泵1台,Q6.84m3/h,H55.5m,3400r/min,电机功率7.5kW,轴功率5.17kW。配置空压机Z-0.3/7,1台,Q0.3m3/min,压力0.7MPa,电机4kW。配套污泥贮存池,钢筋混凝土半地下式结构。外形尺寸5.0m×5.0m×2.5m,有效容积50m3,共2个。eV)和SeO2中的Se3d(59.8eV)峰都未出现。产物的表面组成利用Cd3d和Se3d谱峰面积积分,计算得知,所得样品中Cd和Se的物质的量比为1∶0.93,在实验误差范围内与CdSe的化学计量比一致。


4 结论
通过水溶液法,采用Cd盐和硒代硫酸钠为原料,在碱性溶液里和相对较低的温度下(120℃)获得了硒化镉纳米线。合成过程中没有引入其它的有机溶剂,避免了使用Na2SeO3、H2Se等一些剧毒物质。这种简便的合成方法对制备其他的金属硒化物有一定的参考和应用价值。

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