染料廢水處理工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用

姜義行

摘? 要：染料廢水中含有的成分比較復(fù)雜，里面含有表面活性劑等多種物質(zhì)，這類廢水具有氨氮濃度高、鹽度高、有機(jī)物濃度高等特點(diǎn)，尤其是其中包含的特征污染物硝基苯和苯胺類更加難處理。為了能夠使染料廢水達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，提高COD、BOD、SS等物質(zhì)的去除率，本文設(shè)計(jì)了廢水處理方案，處理后的廢水能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：染料廢水? 處理? 臭氧氧化? 厭氧反應(yīng)

中圖分類號：X64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（c）-0065-04

Abstract： The composition of dye wastewater is complex， which contains surfactants and other substances. This kind of wastewater has the characteristics of high concentration of ammonia nitrogen， high salinity and high concentration of organic matter， especially the characteristic pollutants nitrobenzene and Aniline Contained in it are more difficult to treat. In order to make the dye wastewater meet the corresponding standards and improve the removal rate of COD， BOD， SS and other substances， the wastewater treatment scheme is designed in this paper， and the treated wastewater can meet the requirements of discharge standards.

Key Words： Dye wastewater; Treatment; Ozonation; Anaerobic reaction

染料廢水主要產(chǎn)生于染料及染料中間體的生產(chǎn)企業(yè)，這類廢水水量大、著色深、含有大量的有機(jī)物。其中，染料作為廢水的主要污染物質(zhì)，這些物質(zhì)大都是以芳烴和雜環(huán)為母體，屬于難降解物質(zhì)，具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。如果將含有這些物質(zhì)的廢水直接排放到環(huán)境中，不僅會(huì)對環(huán)境造成直接的危害，同時(shí)還會(huì)危害人類的身體健康，增加癌癥、畸形等病癥出現(xiàn)的概率。本文以某染料廢水廠為例，介紹了其污水處理流程，以期能夠?yàn)橥惼髽I(yè)廢水處理提供參考依據(jù)。

1? 廢水概況

此染料廠主要生產(chǎn)酸性、中性染料，每年生產(chǎn)6500t，同時(shí)每年還生產(chǎn)苯胺黑1.5萬t、雙乙烯酮3萬t、二乙苯胺3萬t、吡唑酮1萬t、乙酰乙酸甲酯1萬t，乙酰乙酸乙酯0.2萬t。本項(xiàng)目廢水設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2000m3/d，出水水質(zhì)要滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，具體的水質(zhì)情況及出水水質(zhì)要求見表1和表2。

2? 廢水處理工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用

2.1 廢水處理方案的確定

染料廢水中含有硝基苯、揮發(fā)酚等難降解并且對微生物有毒性的物質(zhì)，從而使得整個(gè)廢水成分復(fù)雜，有機(jī)物濃度高、色度高、可生化性差[1]。針對這類廢水的處理難度比較大，在進(jìn)行廢水處理的時(shí)候要針對怎樣破除雜環(huán)等有色有機(jī)物，進(jìn)一步減小生物毒性，提高廢水的可生化性等問題展開重點(diǎn)的探討。

針對染料廢水的處理，當(dāng)前采用較多的方法就是氧化法，包括芬頓氧化、臭氧氧化等方法[2]。本文從經(jīng)濟(jì)和適用性等方面進(jìn)行了考慮，選用催化微電解+過氧化氫強(qiáng)氧化處理工藝。鐵碳微電解的主要原理是基于鐵的電化學(xué)性質(zhì)、還原性以及鐵離子的絮凝吸附的作用來實(shí)現(xiàn)對污水的凈化，而催化微電解法就是在傳統(tǒng)的鐵碳微電解的基礎(chǔ)上對填料進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，加入適當(dāng)量的催化劑，產(chǎn)生多重點(diǎn)擊，擴(kuò)大原電池的兩極電位差，從而使污水中更多的有機(jī)物被還原，尤其是對染料廢水中所含的硝基苯、對苯胺等物質(zhì)有較好的分氧化分解作用。針對生物處理來說，可以分為兩種好氧處理和厭氧處理，好氧處理主要針對可生化廢水進(jìn)行處理，對此類染料廢水不適用，厭氧生物處理能夠?qū)崿F(xiàn)對大分子有機(jī)污染物的有效處理，但是厭氧處理法的處理效率不高，還需要再進(jìn)行好氧處理，使其進(jìn)一步達(dá)到出水水質(zhì)。因此，本文先選用ABR工藝作為厭氧工藝，這種工藝耐毒性強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。之后再選用了A0工藝，A/O生物脫氮工藝是由缺氧和好氧兩部分反應(yīng)組成的污水生物處理系統(tǒng)。污水進(jìn)入缺氧池后，依次經(jīng)歷缺氧反硝化、好氧去有機(jī)物和硝化的階段，流程的特點(diǎn)是前置反硝化，硝化后部分出水回流到反硝化池，以提供硝酸鹽。本工藝可以實(shí)現(xiàn)氨氮和BOD5、COD的去除。

廢水先收集到調(diào)節(jié)池內(nèi)，在調(diào)節(jié)池內(nèi)調(diào)節(jié)酸堿值，使廢水的pH值為2～3，將有機(jī)溶劑及其他油類物質(zhì)在酸性條件下析出[3]。接著，廢水經(jīng)提升泵到達(dá)氣浮池，過多的油脂會(huì)影響生化處理效果，所以從萃取塔出來的廢水要再進(jìn)入隔油池和氣浮池將廢水中的油類去除，同時(shí)也可以去除較大顆粒的懸浮物和有機(jī)物，通過氣浮池的曝氣作用還可以將一些廢水中的一些氣體去除。從氣浮池出來的廢水再進(jìn)入催化微電解池內(nèi)，通過催化還原作用將污染物分解，其中鐵三價(jià)離子可以將廢水中所含的苯胺類物質(zhì)氧化，使其變成溶解度較小的醌類化合物。之后廢水進(jìn)行中和反應(yīng)池進(jìn)行中和，調(diào)節(jié)pH。出水再進(jìn)入絮凝沉淀池，用生產(chǎn)的氫氧化鐵絮狀體和PAM一起絮凝去除水體中的COD和部分硫化鈉，然后靜置沉淀取出上清液進(jìn)入?yún)捬醭?。需要注意的是，在進(jìn)行中和之前可以加入適量的過氧化氫，從而形成芬頓體系進(jìn)一步對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解。在廢水進(jìn)行厭氧池后主要是利用池內(nèi)的厭氧菌對廢水中的污染物進(jìn)行講解，出水再進(jìn)入A/O生化池，在缺氧池內(nèi)利用反硝化菌實(shí)現(xiàn)氮的脫除，在好氧池內(nèi)利用硝化菌實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除。出水進(jìn)入二沉池將廢水中所含的懸浮物和部分有機(jī)物進(jìn)一步去除。從二沉池出來后水進(jìn)入磁絮凝反應(yīng)器，通過絮凝沉淀、吸附、架橋等作用使懸浮物和磁性顆粒結(jié)合，進(jìn)一步加快沉降速度，實(shí)現(xiàn)水中懸浮物和COD的去除[4]。出水再進(jìn)入臭氧氧化池，利用臭氧的強(qiáng)氧化性將一些難降解的生化有機(jī)物質(zhì)和溶解性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為分子質(zhì)量較小的有機(jī)物，進(jìn)一步提升廢水的可生化性。最后通過曝氣生物濾池進(jìn)一步去除有機(jī)污染物，從而實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)。

2.2 主要構(gòu)筑物及參數(shù)

（1）調(diào)節(jié)池。

在一天24h的污水水量水質(zhì)的波動(dòng)，使污水處理設(shè)備，特別是生物處理設(shè)備是經(jīng)過生化反應(yīng)系統(tǒng)處理的作用是消極的，甚至可能造成損害。因此，在污水處理系統(tǒng)前應(yīng)設(shè)置均質(zhì)調(diào)節(jié)池，水質(zhì)，和所有的儲蓄過剩。設(shè)計(jì)參數(shù)如下：調(diào)節(jié)池1座，尺寸為25.5m×10.0m×6.5m，停留時(shí)間為15h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（2）氣浮池。

設(shè)計(jì)采用當(dāng)前最常用的平流式氣浮池，廢水從池下來到氣浮接觸區(qū)，確保氣泡與廢水有必要的結(jié)合時(shí)間污水經(jīng)隔板進(jìn)入氣浮分散區(qū)進(jìn)行分散后，從池底集水管送出。油浮在水的表面在刮油裝置刮入集油槽排出后。設(shè)計(jì)參數(shù)如下：氣浮池1座，尺寸為5m×12m×2.5m，停留時(shí)間為60s。

（3）催化微電解池。

利用鐵的電化學(xué)性質(zhì)、還原性以及鐵離子的絮凝吸附的作用來實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。設(shè)計(jì)參數(shù)如下：催化微電解池1座，尺寸為11m×25m×5.0m，一共設(shè)置兩個(gè)系列，每個(gè)系列兩個(gè)一共600m3，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（4）中和反應(yīng)池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：絮凝沉淀池1座，尺寸為11m×7.5m×5.0m，一共設(shè)置兩個(gè)系列，兩個(gè)一共360m3，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（5）絮凝沉淀池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：絮凝沉淀池2座，尺寸為10m×3.5m，一共設(shè)置兩個(gè)系列，兩個(gè)一共360m3，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，同時(shí)在池內(nèi)設(shè)置兩臺刮泥機(jī)，池內(nèi)采用空氣攪拌。

（6）ABR厭氧池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：絮凝沉淀池1座，一共設(shè)置兩個(gè)系列，每個(gè)系列尺寸為20m×15m×7m，水力停留時(shí)間為36h。每一個(gè)系列再分為8個(gè)反應(yīng)室，在池子底部設(shè)置相應(yīng)的聚乙烯材質(zhì)的承托板，在承托板上放置生物載體，并將污泥濃度控制在5000～6000mg/L。

（7）A/O生化池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：A/O生化池1座，一共設(shè)置兩個(gè)系列，每個(gè)系列尺寸為25m×15m×6m，水力停留時(shí)間為45h，其中缺氧段為10h，好氧段為35h，在池內(nèi)設(shè)置組合生物填料。池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（8）二沉池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：二沉池2座，尺寸為10.0m×3.5m，在池內(nèi)設(shè)置分別兩臺刮泥機(jī)和污泥回流泵，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（9）磁絮凝沉淀池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：磁絮凝沉淀池1套，尺寸為5.0m×3.0m，其處理能力為100m3/h，池體為碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了減少提升，要將沉淀池放在臭氧氧化池頂。

（10）臭氧氧化池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：臭氧氧化池1座，將其分為兩個(gè)格，單個(gè)的尺寸為7.0m×6.6m×6.5m，停留時(shí)間為3h，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

（11）曝氣生物濾池。

設(shè)計(jì)參數(shù)：曝氣生物濾池1座，將其分成兩個(gè)格，單個(gè)的尺寸為7.0m×5.0m×6.5m，池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

綜上所述，本文分析了染料廢水的組成成分及特點(diǎn)，以此為依據(jù)確定了污水處理工藝流程，采用催化微電解+過氧化氫強(qiáng)氧化處理方法不僅工藝運(yùn)行穩(wěn)定，操作管理方便，處理后污水可達(dá)標(biāo)排放，是一種較好的染料廢水處理工藝。

參考文獻(xiàn)

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