水处理设备深度解读-化工厂废水处理工艺

  江苏某化工企业是一家出产苯及其衍生物的企业，其排放污水首要包含：粗苯精制工艺废水、轴承密封排污水、甲醇裂解废水、清洗贮槽污水、初期雨水、地上冲刷水、日子污水等，其间含苯、甲苯、二甲苯排污水约占污水总排放量的95%，该类废水生物毒性大、生物可降解才能差，因而处理难度较大。学习同类废水处理的工程技术经验〔1, 2〕，选用以新式微电解处理工艺技术为中心的全物化处理工艺道路，到达破坏苯环结构、进步污水可生物降解才能和去除部分COD 及SS 的意图，在此预处理基础上，再与其他废水合并后经生化处理，然后到达废水排放规范。整套工艺悉数为新建设备，处理规模10 t/h。

1 废水来历及工艺流程
 
1.1 废水来历及处理方针
 
废水由工业出产中的6 种废水混合而成，其间粗苯精制工艺废水1.33 m3/h，首要含有有机物、苯、甲苯、二甲苯和硫化物等污染物；轴承密封废水7.3m3/h，首要含有悬浮物、苯、甲苯；甲醇裂解排废水0.06 m3/h，首要含有有机物、悬浮物和甲醇；以及冲刷水、初期雨水和日子污水共1.31 m3/h。

进水水质：COD 7 500 mg/L，甲苯95 mg/L，二甲苯35 mg/L，硫化物200 mg/L，SS 500 mg/L，氨氮35mg/L，石油类40 mg/L，蒸发酚7.76 mg/L。产水水质：COD≤500 mg/L，甲苯≤0.5 mg/L，二甲苯≤1.0 mg/L，硫化物≤1.0 mg/L，SS≤400 mg/L，氨氮≤25 mg/L，石油类≤20 mg/L，蒸发酚≤2.0 mg/L。

上述污水通过处理后到达《污水归纳排放规范》（GB 8978—1996）中规则的三级排放规范要求。

1.2 废水处理工艺流程
 
针对该企业的废水特色，选用分段分治的办法，对含有苯及其衍生物的污水首要选用物化的办法处理，然后再与可生化性较好的其他废水混合，进入生化反响池一起进行处理。

废水处理工艺流程如图 1 所示。

图 1 废水处理工艺流程

由图 1 可见，粗苯加氢废水和甲醇裂解废水首要通过铁炭微电解处理后进入两级沉积池，轴承密封废水选用气浮为中心的处理工艺处理后并入两级沉积池，两级沉积池出水与冲刷水、初期雨水和日子污水混合后进入生化反响池，处理后出水到达国家三级排放规范。

1.3 首要构筑物及设备尺度
 
（1）集水池1#：规划尺度L×D×H=2.3 m×2.3 m×4.0 m，有用容积V=15 m3，水力停留时刻10 h。

（2）铁炭微电解反响器：1 台，规划尺度D1.6 m×4.0 m，水力停留时刻2 h。

（3）集水池2#：规划尺度L×D×H=5.3 m×5.0 m×4.0 m，有用容积V=80 m3，水力停留时刻8 h。

（4）气浮池：1 台，规划尺度D1.7 m×2.6 m，电机功率1.5 kW。

（5）两级沉积池和二沉池（合建）：规划尺度L×D×H=12.2 m×7.4 m×5.5 m，有用容积V=370 m3。

（6）集水池3#：规划尺度L×D×H=8.0 m×8.0 m×4.0 m，有用容积V=190 m3，水力停留时刻19 h。

（7） 生物处理池： 规划尺度L×D×H=13.2 m×10.0 m×4.5 m，有用容积V=445 m3。

2 体系运转中呈现的问题
 
整套体系运转了一段时刻后，发现一些问题：粗苯加氢废水和甲醇裂解废水通过铁炭微电解反响器后，出水B/C 从0.21 进步到0.31，可生化性得到进步，可是COD 去除率只要20%，与文献〔3〕上介绍的在最佳工艺条件下COD 的去除率可达60％左右比较，相差较大，一起出水有返色现象。

针对该企业的废水特色，对铁炭微电解反响器的运转参数进行了调整，一起对加药量进行了调整，进步了微电解反响器去除有机物的功率，确保了体系的安稳运转。

3 原因剖析
 
3.1 铁屑结块和外表钝化问题
 
铁床运转一段时刻后，填料外表会构成一层钝化膜，一起废水中的部分悬浮物也会沉积在填料外表，这样就隔断了填料与废水的有用触摸，导致铁床处理作用下降，铁床填料板结后，不只导致铁床内部废水处理功率下降，一起会使填料替换的难度大大添加。

3.2 出水返色问题
 
当铁屑和炭浸没在废水中时，通过加酸调理，受铁和炭之间的电极电位差的影响，废水中会构成无数个细小的原电池，其间电位低的铁成为阳极〔3〕，电位高的炭成为阴极，在酸性条件下发作电化学反响，其反响进程如下：

阳极（Fe）： Fe→Fe2++2e-

阴极（C） ：2H++2e-→2〔H〕→H2

从反响方程式能够看出，Fe2+和原子〔H〕都具有较高化学活性，能改动废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发作断链、开环等作用。一起因为曝气充氧的作用，不光能够减缓铁屑板结，还会发作下面的反响：

出水进行pH 调理时，因为pH 调理至8~8.5，会导致部分Fe2+末彻底去除，一起部分Fe2+又被氧化成Fe3+，它们的水解产品Fe（OH）2和Fe（OH）3是构成返色现象的首要原因。

3.3 微电解反响器在运转中有硫化氢气体泄露
 
该企业因出产苯及其衍生物，因而废水中硫化物含量较高，铁炭微电解反响器在运转进程中因为进行加酸调理，在运转进程中，部分硫化物与酸结合，发作硫化氢气体，在管道接口或是焊缝处发作泄露。

4 采纳的办法
 
针对上述几方面的问题，采纳了下列办法：

（1）对反响器内部结构进行调整，将现场的固定床工艺改造为流化床工艺：将铁屑和炭粒等填充料，填装在一个特定筒体中，污水由提升泵送入设备，污水与铁炭混合填料在底部射流泵真空抽吸的作用下在内、外筒体内构成一个循环流，在筒内填料与污水均匀混合，回流水从底部由射流泵回流，在设备底部构成必定的负压区，使水中的铁屑和炭粒彻底悬浮，并与污水充沛混合，部分溢流出水进入下个处理设备，很多的水用于回流，进步污水的去除功率。改进工艺后进出水水质如表 1 所示。

表 1 改进工艺后进出水水质mg/L

改进前后微电解反响器COD 去除作用如图 2所示。

 
图 2 改进前后微电解反响器COD 去除作用

由图 2 可见，微电解反响器改进后，产水COD去除率比未改进时作用有显着进步，产水COD 去除率由22.71%进步到51.03%，去除作用显着进步，改进工艺后出水水质得到显着改进，COD 由7 500 mg/L降到3 670 mg/L，甲苯、二甲苯和蒸发酚等水质监测目标的去除率均有所进步，减轻了后续处理工艺的担负。

（2）进步出水pH：当中和沉降pH 为8~8.5 时，这种“返色”现象除表现在废水色彩逐步加深外，废水还会逐步变污浊，静置较长时刻后，会呈现少数较深色彩的沉积物。经剖析，此沉积物为Fe（OH）3沉积。这种现象是因为：Fe2+、Fe3+的水解产品Fe（OH）2和Fe（OH）3的溶度积常数相差1 021 倍以上。当水中的Fe2+氧化成Fe3+时，其发作水解而生成Fe（OH）3沉积，然后导致返色现象的发作。因而，处理铁床出水“返色”问题，应考虑在后续处理工艺中的中和沉降时调理pH 至9 以上，使Fe2+彻底沉积或加入恰当的氧化剂（如O2、H2O2和O3等）使Fe2+敏捷被氧化成Fe3+，Fe3+最终以Fe（OH）3的方式分出，防止出水“返色”现象。

（3）铁炭微电解反响器添加一套尾气吸收设备：硫化氢气体是一种对人体毒害较大的气体，一起在空气中简单焚烧及爆炸，为了确保现场安全运转，在反响器顶部添加一根顶部排气管道，管道出口添加一套尾气吸收设备，将反响中发作的硫化氢气体吸收，削减安全隐患的发作。

5 运转作用
 
因为采纳了上述有针对性的办法，通过一段时刻运转后，微电解反响器体系康复了正常，产水水质也到达了安稳状况，在近200 h 接连运转期间，微电解反响器出水COD 根本安稳在3 670 mg/L 左右，整套工艺出水水质优于国家三级排放水质要求，污水处理成本只要3.9 元/t（含人工），对企业排污和水环境的保护有重要的含义。由此套工艺还能够看出，实践运转中在确保进水水质安稳的基础上，应做好难降解废水的预处理作业，并在实践中逐步摸索出最佳工艺及操作条件，然后确保废水处理工艺的安稳运转。

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