地埋式ABR一生物接触氧化工艺处理高浓度酯化废水工程实例

2018-04-17 05:39:23 青州谭福环保设备有限公司 15

摘要:针对当前某厂在生产粉末涂料用聚酯树脂时产生的工业废水现状,谭福环保开发了室内地埋式厌氧折流板反应器一生物接触氧化法处理高浓度酯化(聚酯)废水的组合新工艺,并应用于该厂的工业废水处理。工程运行结果表明,该处理工艺具有节省用地和天然恒温的优点,为厌氧和好氧生物均提供了良好的生长环境, 生化处理效果明显。处理出水各项指标均能稳定达到DB44/26-2001《广东省水污染物排放限值》第二时段一级标准的要求,基本上能达到GBI18920-2002(城市污水再生利用城市杂用水水质》标准的要求。

目前,对酯化(聚酯)废水的处理方法主要有3种处理工艺:①焚烧。处理效果好,但是处理成本高.并且也只能处理小水量高浓度的酯化废水,不能处理聚酯生产厂产生的中等浓度、水量较大的抽真空废水。②多效蒸发一后续处理。处理效果好,处理成本相对较高。③预处理一厌氧一好氧一混凝沉淀处理。处理效果好,处理成本最低。温度和温度波动都是影响厌氧生化处理效率的重要因素,过低或过高的水温和温度急剧变化,都会导致生化处理效果急剧变差,导致处理出水严重超标,所以厌氧一好氧组合工艺对温度的要求较为严格。许多厂家为了能保证处理出水达标排放,冬天必须要用到加热系统消耗能源加温。本工程开发的室内地埋式厌氧生化技术不但能节省用地,并具有良好的自然保温恒温的作用:确保厌氧处理池内的废水常年处于最佳的中温消化温度(3O一38°C),并且确保了每天厌氧处理池内废水温度的波动小于±2℃ 的要求:同时使得厌氧后续的好氧生化进水温度也能常年处于适宜生化的温度(3O~38℃),这也很有利于好氧生化处理。处理出水各项指标均能稳定达到DB 44/26-2001《广东省水污染物排放限值》第二时段一级标准的要求。基本上都能达到GB/T18920-2002<(城市污水再生利用城市杂用水水质》的要求。处理后的出水大部分用作生产抽真空用水、绿化用水、洗地和冲洗厕所用水,不仅仅解决了企业的废水排放污染问题.而且节约了新鲜水,具有较好的社会效益、环境效益和经济效益。

1 工程概况

某粉末树脂公司生产和生活过程中会产生几种废水:①高浓度的酯化废水;② 中等浓度的抽真空废水;③清洗粉末设备等的清洗废水;④ 生活污水。废水总量约200 t/d。各种废水水量、水质情况见表1。

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将废水分质处理,重点处理对象是酯化废水,附带处理其它所有废水。设计所有废水调节池和厌氧生化池都是室内地埋式的,采用室内地埋式厌氧折流板反应器(ABR)一生物接触氧化法组合工艺处理高浓度酯化废水(聚酯废水)。处理出水要求达到DB 44/26-2001第二时段一级标准的要求。

2 废水水质特点

水质特点是废水处理工艺中必须着重考虑的重要因素。只有结合废水特点才有可能设计出经济、合理和有效的处理方法。

2.1 酯化废水(聚酯废水)特点

生产树脂产生的高浓度废水称之为聚酯(酯化)废水。根据调查了解、水质化验分析得知,聚酯(酯化)废水基本透明,呈浅米黄色。水温为35~50 ℃,pH值为3~4,CODcr的质量浓度为40 000~70 000mg/L ,m(BOD5)/m(COD)为0.25~0.26,可生化性较差3,不含氮、磷、盐和重金属。试验表明化学混凝沉淀方法对COD去除率很低。

2.2 抽真空废水特点

树脂生产过程中为了提高树脂的性能和加快反应速度,采用抽真空方法抽走挥发性的低分子物质而产生的抽真空废水是中等浓度有机废水。这种废水外观与自来水一样无色透明,有异味,其COD质量浓度为l 200~2 000 mg/L。产生的抽真空废水量一般是酯化废水量的3~5倍。这种废水必须要经过处理达标后才可排放。化学混凝沉淀预处理抽真空废水无效果。

2.3 清洗废水特点.

清洗废水呈弱酸性,悬浮物浓度较高,SS的质量浓度为1 000~2 000 mg/L,COD 的质量浓度为2 000~4 000 mg/L。清洗废水经过混凝沉淀处理后,ss去除率为70% ~80% ,COD去除率可达60% 一70%,沉淀出水可直接进行好氧生化处理。

3 废水处理工艺

根据废水性质把废水分为酯化废水(高浓度有机废水)、清洗废水、综合废水(包括生活污水和抽真空废水)3路,然后按分质处理方法进行处理。

从理论推断和实践经验都能证明采用生物法处理酯化废水是经济、合理、有效和可行的方法。酯化废水m(BOD5)/m(COD )一0.25,表示酯化废水较难生化,不宜采用单一的好氧生物处理工艺,而应采用厌氧一好氧组合生物工艺。厌氧一好氧组合工艺比单独厌氧工艺或单独好氧工艺都更优越,它比前者出水质量高,而在相同出水质量时,它的投资和运行成本远低于后者,并且占地少。厌氧工艺选择ABR,它是美国P.L.McCarty于1981年在总结各种第二代厌氧反应器处理工艺特点的基础上,谭福环保研究开发出的一种新型高效厌氧生物处理装置。ABR与一些反应器(如上流式厌氧污泥床和厌氧滤池)相比.具有突出的优点:设备简单,无运动部件,无需机械混合装置,造价及运行费用低,不易堵塞.不易发生污泥床膨胀:污泥无需特殊的沉降性能,污泥产率低,污泥龄高,无需沉淀池,无需特殊的三相分离器:HRT短,可以采用问歇性操作,耐水力冲击负荷能力强,对进水中的有毒物质具有很好的缓冲能力,无需排泥,抗有机冲击负荷能力强。ABR易做成地埋式的厌氧生化池。好氧工艺选择生物接触氧化法,因为生物接触氧化法具有以下优点 :BOD 负荷高,污泥生物量大,处理效率高,而且对进水冲击负荷(水力冲击负荷和有机物浓度冲击负荷)的适应力强;处理时间短,在处理水量相同时,所需装置的设备较小,因而占地面积小:能够克服污泥膨胀问题;可以间歇运转;维护管理方便、不需要回流污泥:剩余污泥量少。

因为酯化废水的COD质量浓度高达几万mg/L,pH值为3~4,呈弱酸性,又缺乏生物所需要的营养物质,这都导致无法直接用生物法处理酯化废水,所以生化处理前要进行必要的预处理:用生活污水和抽真空废水将厌氧生化进水中COD的质量浓度调整到5 000—11 000 mg/L,按m(BOD5):m(N):m(P)=(200~400):5:l的比例加入适量的尿素和磷酸钠.采用自动加碱系统和厌氧处理出水适当回流的方法,实现自动调整厌氧处理池内废水的pH值处于厌氧所需要的最佳pH值范围内(pH=6.5~7.5)。因为好氧生化后出水不能达到排放标准的要求,所以要对好氧生化出水进行混凝沉淀处理。对于更高要求的出水(用作回用水)还要进行过滤和消毒处理,因此确定酯化废水(聚酯废水)处理工艺的主干流程是:预处理一ABR一生物接触氧化法一二次沉淀池一中间池一过滤器一消毒池。

综合废水作为酯化废水的稀释水及营养液与其一起处理,剩余的综合废水直接进入好氧生化池。谭福环保清洗废水处理工艺:初次沉淀预处理一生物接触氧化法一二次沉淀池-中间池-过滤器-消毒池。详细工艺流程见图1。

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4 主要构筑物及设计参数

(1)酯化废水调节池。地埋式钢筋混凝土结构,尺寸为4.0 m× 2.5 m × 4.0 m.有效容积为35 m ,HRT约为2 d。设穿孔曝气搅拌系统。

(2)清洗废水调节池。地埋式钢筋混凝土结构,尺寸为4.3 m×4.0 m×4.0 M. 有效容积为60 m3.HRT约为1 d。设穿孔曝气搅拌系统。

(3)综合废水调节池。地埋式钢筋混凝土结构,尺寸为6.0 m x 6.0 m×4.0 M.有效容积约为126 m3,HRT约为1 d。设穿孔曝气搅拌系统。

(4)预处理槽。钢结构,尺寸为2.0m×1.0m×1.2 m, 有效容积为1.5 m3。HRT为8~10mm。

(5)厌氧折流板反应器。地埋式钢筋混凝土结构。共有4个上向流室和4个下向流室,每个上向流室尺寸为5.0 m×3.0 m×5.0 m。每个下向流室尺寸为1.6 m×3.0 m X 5.0 m. 有效容积为356 m3,HRT为30~35 h。设计进水P(COD)=5~11 g/L,容积负荷为2~4 kg[CODQ]/(m3·d),回流比为100% ~150%。在折流板(壁)的底端设置40。~45。斜角。采用自动加碱系统和厌氧处理出水适当回流的方法,实现自动调整厌氧处理池内废水的pH值介于厌氧所需的最佳pH值范围内(pH=6.5~7.5)。

(6)生物接触氧化池。钢筋混凝土结构,由3个串联的曝气池组成.池一尺寸为5.0 m×4.0 m ×.5 m,池二尺寸为4.5 m×4.0 m×4.5 m,池三尺寸为3.5 m×4.0 m×4.5 m.总有效容积约为220m ,HRT为20~24 h。用微孔曝气器进行全面曝气,水气体积比为1:(20~30);选择高效弹性组合填料,填料高度约为3.4 m。控制进水BOD质量浓度为800~1 500mg/L。

(7)二沉池。钢筋混凝土结构,尺寸为5.0m×2.0m×4.0m,表面负荷约为l m3/(m3·h),沉淀时间约为2.5 h。

(8)过滤器。采用内源清洗模式叠片过滤器,过滤单元3个。过滤精度100um,运行压力0.4~1.0 MPa,过滤速率≤ 18 m3/h。

(9)消毒池。钢筋混凝土结构,尺寸为3.0m×2.0m×2.5m, 有效容积约为12m3,加氯消毒,加氯量控制在6~15 mg/L。接触时间约为l h。

5 工程设计特点

(1)节省土地资源。废水调节池、厌氧处理池等均为地埋式钢筋混凝土结构池体,谭福环保池体上方的一楼被分区为设备房、处理干药品房、配药房和污泥房(存放压榨后的干污泥)等,二楼被分区为电控房、化验室、办公室和压滤机房等。

(2)节省设备投资和运行费用。地埋式钢筋混凝土结构池体具有良好的自然保温恒温效果,节省了相关的加热控温设备、冷却降温设备和能源。

(3)实施了天然的保温恒温作用,使得厌氧处理池内的废水自然地常年处于最佳的中温消化温度(30~38 ℃),并且确保了每天厌氧处理池内废水温度的波动小于±2℃ 要求。因为温度和温度波动都是影响厌氧处理效率的重要因素。所以实行自然保温恒温都是非常重要的。同时使得厌氧后续的好氧生化进水温度也能常年处于适宜生化处理的温度(30~38 ℃),这也有利于好氧生化处理。既能节省能耗,,谭福环保又能确保出水水质稳定良好。

(4)开发了地埋式ABR一生物接触氧化法组合工艺处理酯化(聚酯)废水技术。本技术是把ABR厌氧生物处理工艺和生物接触氧化法(好氧生物处理工艺)的各自优点组合起来,用于酯化(聚酯)废水的处理,具有高效的处理效果。

(5)将处理后的出水大部分用作生产抽真空用

水、绿化用水、洗地和冲洗厕所用水.不仅解决了企业废水排放的污染问题,而且节约了新鲜水,具有较好的社会效益、环境效益和经济效益,谭福环保。

6 工程运行效果

本工程调试成功后,实际处理出水与标准对比见表2。

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由表2可知.处理出水的各项水质指标都能稳定达到DB 44/26-2001第二时段一级标准的要求,同时也基本上能达到GB/T 18920-2002的要求。

7 投资及运行成本

本工程总投资约500万元.总处理成本约为9元/t,运行成本约为4元/t,谭福环保。

8 结论

该工艺技术开发了室内地埋式ABR一生物接触氧化法组合工艺处理高浓度酯化废水(聚酯废水)技术。该技术既能节省宝贵土地资源、节省投资设备、节约能源、降低运行成本,又能达到自然稳定的保温恒温作用,为厌氧生物和好氧生物提供了良好的生长环境.使得生化处理取得理想的处理效果,处理出水水质稳定达到国家规定的排放标准的要求。值得进一步推广应用。