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噴漆活性炭廢水處理方案設(shè)計(jì)研究

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噴漆活性炭廢水處理方案設(shè)計(jì)研究

摘要:噴漆活性炭再生冷凝廢水水質(zhì)復(fù)雜,有機(jī)物含量高,難生物降解,處理困難。本文根據(jù)噴漆活性炭再生冷凝廢水的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了廢水處理工藝及構(gòu)筑物、相關(guān)設(shè)備、工程投資及運(yùn)行費(fèi)用。

關(guān)鍵詞:噴漆活性炭再生冷凝廢水;有機(jī)廢水;方案設(shè)計(jì)

引言

油漆在噴涂過程中,會釋放大量苯系物等有機(jī)成分,這些物質(zhì)對人體和環(huán)境都會造成嚴(yán)重危害[1-3]。同時(shí),在噴涂廢氣采用活性炭吸附水蒸氣再生冷凝產(chǎn)生廢水,其廢水主要特點(diǎn)是:(1)含多種有毒、難于生化降解的高分子有機(jī)化合物且濃度高;(2)水量不大,但成分非常復(fù)雜[3,4]。導(dǎo)致廢水處理起來難度較大,一般處理工藝無法達(dá)標(biāo)排放。本文在分析廢水水質(zhì)特征基礎(chǔ)上,提出詳細(xì)的處理方案,并計(jì)算投資成本,以期為噴漆活性炭再生冷凝廢水的處理提供一個(gè)可靠的參考。

1方案設(shè)計(jì)背景

廣東某集裝箱生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要對集裝箱進(jìn)行噴漆處理,噴漆廢氣采用活性炭吸附,飽和后采用水蒸氣進(jìn)行冷凝,冷凝廢水中有機(jī)物含量高,如果排放至環(huán)境中將對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響[4]。為避免對環(huán)境產(chǎn)生影響,同時(shí)減少污水的排放,擬就該股廢水建設(shè)一套污水處理系統(tǒng)。根據(jù)前期調(diào)查,廢水水量為80m3/d。處理后出水水質(zhì)滿足廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)(DB44/26-2001)中其他排污單位第二時(shí)段三級排放標(biāo)準(zhǔn)。為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,該廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)出水COD低于500mg/L。

2方案設(shè)計(jì)

2.1工藝選擇

該廢水主要污染物為酮類、醇類、苯、二甲苯、醋酸丁酯、類雜環(huán)溶劑等[5]。溶劑的主要成分為天那水,常溫下?lián)]發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn)。其污水的COD高達(dá)75000mg/L以上,可生化性差,濃度變化范圍大。目前,國內(nèi)外常用的廢水處理方法主要是物化和生物法。本項(xiàng)目因污水中有機(jī)物含量高,直接生化處理存在對微生物有毒害作用的物質(zhì)。因此,針對該高濃度廢水處理要達(dá)到的排放指標(biāo),采用單一的物化或生物處理工藝,難以保證達(dá)標(biāo)排放[3]。同時(shí),還存在一次性投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,占地面積大,操作管理復(fù)雜,處理效率低等不足。根據(jù)項(xiàng)目廢水特點(diǎn),經(jīng)綜合分析比較,本方案擬采用物化+生化的組合工藝。

2.2工藝流程圖

如圖1所示,廢水先在值調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水用泵提升至芬頓pH調(diào)節(jié)池,投加H2SO4調(diào)節(jié)pH值至2.5~3之間,再進(jìn)入氧化池一投加FeSO4,在芬頓氧化池二內(nèi)投加H2O2;利用芬頓的氧化作用對廢水進(jìn)行氧化,降解其中的有機(jī)物,經(jīng)過氧化后的廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池二,加入NaOH調(diào)節(jié)pH值至8左右,再進(jìn)入絮凝池,加入PAC、PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng);經(jīng)絮凝反應(yīng)后的廢水進(jìn)入斜管沉淀池內(nèi)進(jìn)行泥水分離,上清液進(jìn)入中間水池,同時(shí)加入生活污水稀釋2倍,適當(dāng)加入營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)池;厭氧反應(yīng)池出水進(jìn)入三級AO生化處理。出水經(jīng)過混凝沉淀后,進(jìn)入綜合污水池。

3工程設(shè)計(jì)

根據(jù)廢水特點(diǎn)和處理工藝情況,設(shè)計(jì)了如下反應(yīng)器構(gòu)筑物和設(shè)備。

3.1調(diào)節(jié)池一結(jié)構(gòu):鋼砼地下式;數(shù)量:1座;進(jìn)水規(guī)模:125m3/d;停留時(shí)間:12h;有效容積:70m3;內(nèi)設(shè)液位控制系統(tǒng)一套,提升泵2臺。

3.2調(diào)節(jié)池二結(jié)構(gòu):鋼砼地下式;數(shù)量:1座;進(jìn)水規(guī)模:125m3/d;停留時(shí)間:6h;有效容積:37.5m3;內(nèi)設(shè)液位控制系統(tǒng)1套,轉(zhuǎn)子流量計(jì)2個(gè),提升泵2臺。

3.3芬頓pH調(diào)節(jié)池一有效容積:4.0m3;停留時(shí)間:1.0h;配套攪拌裝置一套,加藥系統(tǒng)1套,加藥泵1臺,pH控制器1套。

3.4芬頓氧化池一有效容積:6.4m3;停留時(shí)間:1.6h;配套攪拌裝置1套,加藥系統(tǒng)1套。

3.5芬頓氧化池二有效容積:6.4m3;停留時(shí)間:1.6h;配套攪拌裝置1套,加藥系統(tǒng)1套。

3.6pH調(diào)節(jié)池二有效容積:5.4m3;停留時(shí)間:1.4h;配套攪拌裝置1套,加藥系統(tǒng)1套,pH控制器1套。

3.7絮凝反應(yīng)池有效池深:1.8m;有效容積:5.4m3;停留時(shí)間:1.4h;數(shù)量:2座;配套攪拌裝置2套,加藥系統(tǒng)2套,加藥泵2臺。

3.8斜管沉淀池有效池深:4.5m;表面負(fù)荷:0.17m3/m2•h。

3.9中間水池有效池深:4.2m;有效容積:50.4m3;停留時(shí)間:4.2h;加藥系統(tǒng)2套,加藥泵2臺,液位控制器1套,提升泵2臺。

3.10厭氧反應(yīng)器類型:碳鋼防腐;數(shù)量:1座;設(shè)計(jì)流量:12m3/h;有效容積:540m3;停留時(shí)間:2.5d。

3.11水解酸化池一形式:上流式厭氧濾池;設(shè)計(jì)流量:Q=12m3/h;停留時(shí)間:8h;有效高度4.8m;有效容積96m3。

3.12接觸氧化池一有效池深:4.5m;有效容積:360m3;停留時(shí)間:1.5d。

3.13水解酸化池二形式:上流式厭氧濾池,設(shè)計(jì)流量:Q=12m3/h;停留時(shí)間:T=8.8h;有效高度:H=4.4m;有效容積:105.6m3。

3.14接觸氧化池二有效池深:4.3m;有效容積:565m3;停留時(shí)間:2.4d;羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺,微孔曝氣系統(tǒng)1套。

3.15絮凝反應(yīng)池有效池深:1.7m;有效容積:9.7m3;停留時(shí)間:0.8h;數(shù)量:2座。3.16斜管沉淀池有效池深:4.1m。

4費(fèi)用計(jì)算

4.1工程投資費(fèi)用

經(jīng)對各項(xiàng)費(fèi)用的分析,工程總投資為350萬元,其中設(shè)備材料費(fèi)260萬元,設(shè)計(jì)費(fèi)7萬元,運(yùn)輸費(fèi)8萬元,工程管理費(fèi)15萬元,其它費(fèi)用60萬元。

4.2運(yùn)行費(fèi)用

本系統(tǒng)運(yùn)行涉及的費(fèi)用主要包括設(shè)備用電產(chǎn)生的電費(fèi)、維修費(fèi)用、藥劑費(fèi)用、污泥處置費(fèi)及人工費(fèi)用等,合計(jì)為每噸水的運(yùn)行成本為26元,計(jì)算依據(jù)如下:(1)電費(fèi)廢水處理系統(tǒng)總裝機(jī)容量為44.15kW,每天耗電621.2度,按每度電0.85元計(jì)算,每天電費(fèi)為528.02元,每噸水電費(fèi)6.6元。(2)藥劑費(fèi)用系統(tǒng)所需藥劑費(fèi)用主要為堿、硫酸、PAC、PAM、H2O2、FeSO4等。每噸廢水需投加H2SO4量為0.3kg,投加NaOH量為0.25kg,投加H2O2量為1.2kg,投加FeSO4量為2.5kg,投加PAC為0.1kg,PAM為0.01kg。噸水藥劑成本為6.2元。(3)污泥處置費(fèi)根據(jù)水質(zhì)情況及加藥量,每噸廢水所產(chǎn)生的干污泥量約為4千克,壓濾機(jī)壓濾后的污泥含水率為80%,壓濾后的污泥量為20千克。每噸污泥的外運(yùn)處置費(fèi)用為5000元,則每噸廢水產(chǎn)生的污泥處置費(fèi)用為10元。(4)維修費(fèi)設(shè)備每年的維修費(fèi)用為設(shè)備總投資的2%,折算噸水維修費(fèi)用為1.5元。(5)人工費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行所需要的運(yùn)營人員與綜合污水處理系統(tǒng)共用,但由于本系統(tǒng)的工作量較大,故會導(dǎo)致污水站運(yùn)營人員增加1人,每個(gè)月綜合工資費(fèi)用為4000元,折合噸水處理成本為1.7元。

結(jié)語

本文分析了噴漆活性炭再生冷凝廢水的性質(zhì),根據(jù)廢水中組分特點(diǎn),設(shè)計(jì)廢水處理工藝,并詳細(xì)設(shè)計(jì)了構(gòu)筑物和相關(guān)設(shè)備。通過計(jì)算,處理80m3/d的噴漆活性炭再生冷凝廢水,使出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn),其工程造價(jià)為350萬元,噸水運(yùn)行成本為26元。

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作者:丁建華 單位:深圳市景泰榮環(huán)??萍加邢薰?/p>