含四氫呋喃化工廢水處理工程實例分析
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[摘要]采用“預(yù)處理芬頓反應(yīng)池—UASB池—兼氧池—好氧池—二沉池”工藝處理四氫呋喃廢水?？紤]了廢水處理的影響因素。運行結(jié)果表明：此工藝能夠有效去除含四氫呋喃廢水；廢水處理系統(tǒng)進水COD：15000mg/L，系統(tǒng)出水COD：142mg/L，COD去除率為99%，排放指標低于企業(yè)要求的接管標準。
[關(guān)鍵詞]芬頓；UASB；四氫呋喃；化工廢水
1工程概況
某新材料有限公司是一家以生產(chǎn)熱熔膠企業(yè)。產(chǎn)生的廢水主要為冷凝氣、水下切粒、酯化及初期雨水等工序產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水。廢水中主要的有機組份為丙二醇、乙二醇、四氫呋喃。廢水CODcr濃度約15000mg/L，需處理后CODcr達500mg/L以下方能排入工業(yè)區(qū)綜合污水廠進一步處理，該廢水中丙二醇、乙二醇，均屬于生物可降解物，而四氫呋喃對微生物有較大的毒性，四氫呋喃屬于難生物降解性質(zhì)，可生化性差。通過對廢水污染源的分析，主體工藝為UASB厭氧+A/O處理工藝。通過調(diào)試和運行，廢水處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，廢水經(jīng)過處理后，出水指標達到了國家三級排放標準，直接進入開發(fā)區(qū)污水處理廠。
2設(shè)計進出水水質(zhì)
設(shè)計廢水水量為120m3/d，24h運行，綜合考慮各生產(chǎn)廢水源及處理后排入污水處理廠，該工程設(shè)計進出水水質(zhì)見表1：
3工程設(shè)計
3.1廢水處理工藝流程
該廢水COD濃度較高，不易生化，對生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生較大的負荷沖擊，對污染物的去除存在一定的難度。針對該廢水特點，采用“預(yù)處理芬頓+UASB厭氧+A/O工藝+二沉池”的組合處理工藝，確保廢水穩(wěn)定達標排放。經(jīng)綜合考慮，設(shè)計采用的工藝流程圖如下所示。
3.2工藝流程說明
根據(jù)廢水排放情況設(shè)置調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池廢水泵至芬頓反應(yīng)池，投加硫酸pH調(diào)至2.0~3.0，同時投加硫酸亞鐵及雙氧水形成芬頓試劑，產(chǎn)生氧化力極強的羥基自由基。廢水中難降解物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為易降解物質(zhì)，廢水的可生化性大幅提高。芬頓反應(yīng)池出水至pH回調(diào)池，在池內(nèi)投加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7.0~8.0。pH回調(diào)池出水至斜板池，在斜板沉淀池內(nèi)進行泥水分離，上清液自流至中間水池。中間水池廢水再提升至UASB厭氧反應(yīng)器。通過厭氧反應(yīng)器中，將廢水中大部分有機物進行去除，UASB厭氧反應(yīng)器出水進入由接氧化池進行好氧處理，出水進入二沉池進行泥水分離，二沉池出水達標排放。斜板沉淀池污泥、UASB厭氧污泥、二沉池污泥排至污泥濃縮池，由螺桿泵輸送至疊螺脫水機進行脫水處理，泥餅外運處置，濾液回流至綜合調(diào)節(jié)池中。
3.3主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
(1)調(diào)節(jié)池：地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸：4.0×4.0×3.5m，有效容積48m3，停留時間9.6h主要作用是調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。配置提升泵2臺，電磁流量計1套，潛水攪拌機1臺。(3)芬頓反應(yīng)池：鋼結(jié)構(gòu)及玻璃鋼防腐，尺寸：2.0×2.0×3.0m，有效容積10m3，停留時間2h，主要作用是投加硫酸、硫酸亞鐵及雙氧水形成芬頓試劑氧化大分子有機物，提高廢水可生化性。配置立式攪拌機1臺，在線pH計1套，計量泵3臺。(4)pH回調(diào)池：鋼結(jié)構(gòu)及玻璃鋼防腐，尺寸：1.0×1.0×2.5m，有效容積2m3，停留時間24分鐘，主要作用是調(diào)節(jié)芬頓反應(yīng)池出水pH值。配置立式攪拌機1臺，在線pH計1套，計量泵2臺。(6)斜板沉淀池：鋼結(jié)構(gòu)及玻璃鋼防腐，尺寸：3.0×2.0×3.0m，有效容積15m3，停留時間3h，主要作用是在斜板沉淀池內(nèi)進行泥水分離，配置PVC斜板。(7)中間水池：地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，含蓋板，尺寸：2.0×2.0×3.0m，有效容積10m3，停留時間2h，主要作用是收集斜板沉淀池出水。配置提升泵2臺，電磁流量計1套；潛水攪拌機1臺。(8)UASB厭氧反應(yīng)器：鋼結(jié)構(gòu)及玻璃鋼防腐，含蓋板，尺寸：Φ4.0×8.0m，有效容積90m3，停留時間18h，主要作用是廢水通過水泵提升到厭氧反應(yīng)器的底部，利用底部的布水系統(tǒng)將廢水均勻地布置在整個截面上，同時利用進水的出口壓力和產(chǎn)氣作用，使廢水與高濃度的厭氧污泥充分接觸和傳質(zhì)，將廢水中的有機物降解。配置提升泵2臺，電磁流量計1套；在線pH計1套，在線溫度控制器1套，排泥泵1臺。(10)接觸氧化池：鋼結(jié)構(gòu)及玻璃鋼防腐，含蓋板，尺寸：8.0×6.0×4.0m，有效容積165m3，停留時間33h，主要作用是讓活性污泥進行有氧呼吸，進一步把有機物分解成無機物。風(fēng)機2臺，管式曝氣器20套，內(nèi)置填料120m3。(11)二沉池：鋼結(jié)構(gòu)及玻璃鋼防腐，尺寸：2.0×2.0×3.0m，有效容積10m3，停留時間2h，主要作用是使好氧污泥進行泥水分離。配置污泥回流泵2臺，電磁流量計1套。(12)污泥濃縮池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸：4.0×4.0×3.5m，有效容積45m3，停留時間9h，主要作用是斜板沉淀池、UASB厭氧反應(yīng)器及二沉池排放污泥。配置螺桿泵2臺，疊螺脫水機1臺。
4工程調(diào)試及運行分析
含四氫呋喃化工廢水屬于高濃度，可生化性很差的廢水。為了降低四氫呋喃對生化系統(tǒng)的毒性，提高可生化性，利用芬頓工藝對廢水進行預(yù)處理。芬頓反應(yīng)條件pH=2~3，反應(yīng)時間2小時，雙氧水和亞鐵投加比(摩爾比)：10∶1，回調(diào)pH：7~8。調(diào)試期間UASB厭氧池采用污水廠消化污泥20噸，接觸氧化池采污水處理廠好氧污泥接種6噸。接種UASB池前利用生產(chǎn)廢水與生活污水配制低濃度廢水COD＜1000mg/L，接觸氧化池加入生活污水再投入菌種。開始調(diào)試時，系統(tǒng)間歇進水間歇換水,并適當補充相應(yīng)營養(yǎng)物質(zhì)，每次提高負荷控制在設(shè)計處理量30%以內(nèi)。厭氧池調(diào)試運行時嚴格控制進水量、pH控制在6.8、溫度控制在35±2及揮發(fā)性脂肪酸＜300mg/L。接觸氧化池運行時控制進水量、溶解氧2~3mg/L及污泥回流比1∶2等運行數(shù)據(jù)；工程調(diào)試從2015年開始，進過3個月的運行調(diào)試期達到設(shè)計負荷，原水COD為15000mg/L，進過芬頓沉淀后COD為9000mg/L，去除效率40%；進UASB厭氧反應(yīng)后COD為945mg/L，去除效率89.5%；進兼氧好氧二沉池出水COD為142mg/L，去除效率85%。系統(tǒng)達到當?shù)匚鬯幚韽S接納的排放標準。
5運行費用分析
該廢水處理站設(shè)計處理量為30m3/d。每噸廢水處理成本為58元，其中每噸廢水人工費5.50元，每噸廢水水電費7.50元，噸廢水需藥劑費45元。
6結(jié)論
(1)含四氫呋喃化工廢水處理工程采用“預(yù)處理芬頓反應(yīng)池—UASB池—兼氧池—好氧池—二沉池”組合處理技術(shù)工藝，是針對該公司廢水的水質(zhì)特點。利用芬頓反應(yīng)段利用反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基將廢水中不易降解的難生化的大分子有機物結(jié)構(gòu)破壞，提高廢水可生化性；利用UASB厭氧池使廢水中的有機物在厭氧環(huán)境下進行分解去除；利用活性污泥法對該廢水進行深度處理，提高廢水中污染物的去除率，保證廢水穩(wěn)定達標排放。(2)該項目的UASB厭氧池，采用穿孔布水配合反射椎體的進水方式，使UASB厭氧池中的污泥及廢水充分混合均勻，提高廢水的去除效果。(3)該工程產(chǎn)生的污泥排放至污泥濃縮池，濃縮后的污泥量大大減少，降低了污泥處理成本，并減少了污泥的排放量。
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作者：唐勝 吳其存 單位：蘇州市鵬月環(huán)保工程有限公司