樟腦生產(chǎn)廢水的治理

[摘要]介紹采用“多級除油—鐵/碳電化學(xué)反應(yīng)—生化反應(yīng)”等組合工藝處理樟腦廢水，處理后COD的去除率可達(dá)95%以上，同時可回收大量流失的原料，出水各項水質(zhì)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

[關(guān)鍵詞]樟腦廢水治理途徑

1前言

建陽青松化工有限公司是一家專業(yè)從事林產(chǎn)品生產(chǎn)和加工的企業(yè)之一，其主導(dǎo)產(chǎn)品為合成樟腦。該廠工藝廢水日排放量為1000t，COD為800～1500mg/l，有時高達(dá)5000mg/l以上(表1)，外觀污濁、氣味難聞。該廠的廢水主要來源于樟腦的合成過程，由異構(gòu)、脂化、水解、脫氫及催化劑等工序產(chǎn)生，各車間廢水的污染因子和濃度不盡相同，污染物成份復(fù)雜，廢水中富含松節(jié)油(萜烯類混合物)、苯類化合物、樟腦及各種有機中間體等半溶性和水溶性有機污染物，水量和濃度沖擊負(fù)荷較大。該類廢水具有含油濃度高、懸浮物濃度大、COD值較高的特點，且含有多類難降解物質(zhì)和對生化處理有抑制作用或毒性的物質(zhì)，可生化性極差，屬較難處理的有機廢水之一。

表1廢水水質(zhì)情況

名稱水量(m3/d)COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)pH石油類(mg/l)備注

樟腦廢水1000800～5000150～800300～10008～101000間歇排放

2處理機理

2.1 多級除油(脂)

樟腦廢水中含有相當(dāng)數(shù)量流失的油品，如原料油和重油等。這類油品在廢水中以浮油、乳化油和半乳化油等形式存在。該類廢水的排放，既浪費原料，又造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，該部分油品應(yīng)盡可能回收利用，以減輕污染負(fù)荷，降低治理成本，提高后續(xù)處理的穩(wěn)定性。

2.1.1隔油池

廢水通過自然靜置，相對密度小于1、粒徑較大的油品雜質(zhì)上浮至水面，與水分離，相對密度大于1的雜質(zhì)則沉于池底。因此，隔油池又是沉淀池，但以隔油為主。隔油池以采用普通平流式隔油池或平行板式隔油池為宜，浮油由池尾集油器收集回用。

2.1.2加壓溶氣氣浮

氣浮分離技術(shù)是將空氣與水在一定的壓力條件下混合，使氣體極大限度地溶入水中，然后把所形成的壓力溶氣水通過專用的溶氣釋放器釋放，從而將溶解于水中的空氣以極細(xì)微的氣泡形式釋放出來，氣泡與水中的懸浮物充分接觸、粘附，并在浮力作用下上浮至水面，形成浮渣，通過刮渣機刮除，從而達(dá)到凈水和回收油品的目的。

該部分以二級加壓溶氣氣浮工藝為主，其中一級仍以回收油品為主要目的，二級輔以一定量的混凝劑和助劑以進(jìn)一步提高氣浮分離效率。

通過上述多級除油(脂)，污水中95%以上的油(脂)可得到有效地去除和回收，懸浮物基本除盡，COD可降至300～500mg/l，處理效果顯著。但出水水質(zhì)離達(dá)標(biāo)排放還有一定差距，廢水的可生化性有待提高，因此必須作進(jìn)一步處理。

2.2 鐵/碳電化學(xué)反應(yīng)

在酸性嚗氣條件下，污水溶液中能形成較好的還原條件，污水中的金屬鐵和焦碳可發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成的鐵、新生態(tài)的Fe-2和原子H都具備很強的還原能力，而產(chǎn)生的二價鐵離子具有純度高、活性強、混凝性好的特點。

陽極(Fe):Fe-2e→ Fe-2

陰極(C):酸性條件:2H++2e→2(H) →H2

酸性充氧條件:O2+4H++4e→2H2O

上述電化學(xué)反應(yīng)可有效破壞溶液中分散的膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定體系，膠體粒子向相反電荷的電極移動，沉積或吸附在電極上，再通過沉淀可達(dá)到去除污水中懸浮態(tài)和膠體態(tài)的有機污染物的目的，極大地提高廢水的可生化性能。

2.3 生化處理

生化處理是去除污水中溶解性有機物、降低COD的有效途徑，具有操作管理簡便、運行穩(wěn)定、費用低廉等特點。

生化處理首先利用運行能耗極低的前置兼氧工藝，通過兼氧微生物良好的水解酸化作用，可將污水中的大分子、難降解的有機物分解為小分子有機物，如有機酸和醇類等。同時可調(diào)節(jié)污水的營養(yǎng)比，進(jìn)一步提高廢水的可生化性。后段生化處理以抗沖擊負(fù)荷能力較強、運行靈活的SBR(改良)工藝為主，利用微生物的新陳代謝作用，在好氧條件下，將污水中有機物分解成二氧化碳和水。

3設(shè)計工藝流程

3.1 工藝流程(見圖1)

圖1處理工藝流程示意圖

3.2 工藝流程介紹

廢水經(jīng)廠區(qū)排污管網(wǎng)收集，匯集于格柵隔油池內(nèi)，經(jīng)池前格柵攔截去除粒徑較大的懸浮物后，通過自然靜置浮上法去除浮油;出水自流進(jìn)入預(yù)嚗調(diào)節(jié)池，通過預(yù)嚗氣作用，對廢水進(jìn)行水質(zhì)均衡和預(yù)氧化。

由一級污水提升泵將廢水提升至二級氣浮系統(tǒng)，進(jìn)行污水的深度除油。氣浮采用加壓溶氣氣浮工藝，一級氣浮以回收油品為主，二級氣浮通過調(diào)整pH至適當(dāng)范圍(9～10)、投加絮凝劑(聚合硫酸鐵)，以進(jìn)一步提高除油效率。兩級氣浮的聯(lián)合使用，可最大限度地提高除油效率，油(脂)的去除率可達(dá)到95%以上，COD的去除率可達(dá)50%～75%。

氣浮出水加入濃硫酸調(diào)整pH至3～5后，溢流進(jìn)入鐵/碳反應(yīng)器，在有氧和酸性條件下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，出水補充適量助凝劑(石灰乳)調(diào)節(jié)pH至中性，并經(jīng)沉淀池靜置沉降，出水自流進(jìn)入緩沖水池，沉渣排入污泥池。通過這一過程，廢水的COD可得到進(jìn)一步的降解，同時可改善廢水的可生化性。

由二級污水提升泵將緩沖池廢水提升至生化反應(yīng)系統(tǒng)，在前置厭氧池中進(jìn)行水解酸化作用，同時補充適量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，使污水營養(yǎng)均衡。在好氧生化階段，好氧微生物將廢水中有機污染物徹底降解，并在該階段內(nèi)進(jìn)行泥水分離，上清液由專用、高效潷水器定時定量排放，剩余污泥排入污泥池。

4工程結(jié)果和討論

4.1 處理效果

樟腦生產(chǎn)廢水經(jīng)上述工藝處理后，各項指標(biāo)均可達(dá)到設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)，見表2。大量流失的原料可得到有效的回收利用(回收率可達(dá)95%以上)，COD去除率可達(dá)95%以上，出水清澈透明。

表2廢水處理效果一覽表

名稱COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)pH石油類(mg/l)

進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水

格柵隔油池1000700350/7003508～98～91000700

二級氣浮450/706～750

鐵/碳反應(yīng)300/507～825

生化反應(yīng)5016356～93.5

去除率(%)95979599

排放標(biāo)準(zhǔn)10020706-95

4.2 樟腦廢水含有大量以浮油、分散油和乳化油等形式存在的原料和產(chǎn)品中間體，因此除油效果的優(yōu)劣是該類廢水治理能否成功的關(guān)鍵。氣浮分離技術(shù)是一種非常適合于處理該類廢水的水處理工藝，該工藝不僅可有效地去除污水中比重和水相近的懸浮物質(zhì)，同時還可去除水中的膠體物質(zhì)，降低COD等各種污染指標(biāo)。與其它工藝相比，氣浮分離技術(shù)具有投資省、占地小、操作維護簡單、運行費低廉的特點，且便于廢棄物的回收和利用。

4.3 藥劑的選擇

根據(jù)實驗室小試結(jié)果和工藝調(diào)試經(jīng)驗可知，氣浮混凝沉降過程中選用聚合硫酸鐵為混凝劑效果最佳。采用有氧(空氣)混合攪拌，在堿性條件下，可加速Fe2+離子的氧化、形成吸附能力極佳的膠核，從而提高氣浮效果。中和劑以熟石灰(Ca(OH)2)為佳，其不僅價廉易得，還可作為混凝反應(yīng)的助凝劑，使用時配制成5%-10%的石灰乳，由計量泵定量投加，每噸水投藥量約為9克。

4.4 各部分pH調(diào)整，采用在線pH計自控運行，可避免人為因素造成的影響，最大限度地發(fā)揮處理工藝的效益。

5結(jié)語

該工程的運用是成功的，工藝的選擇是合理的，各項出水指標(biāo)均可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中要求，具有投資省、運行維護方便、自動化程度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點，整個系統(tǒng)工程經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)較合理。

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