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催化氧化—ABR—MBR处理印染废水的工程实践

2015-3-10 21:46:11      点击:

摘要:印染废水污染物浓度高、成分复杂、水质多变、色度高、毒性大、难生化降解,采用催化氧 化—ABR—MBR工艺对其进行处理,工程实践证明,处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准,且该工艺具有工程费用低、运行稳定、维护简单、操作方便等优点。

关键词:印染废水,催化氧化,MBR,ABR

1 工程概况

广东省某印染厂排放的生产废水主要污染物为 染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无 机盐等,具有污染物浓度高、成分复杂、水质多变、色 度高、毒性大、难生化降解的特点,属难处理的工业废 水,直接排放会对环境造成严重污染。该生产废水量 为1 000 m3/d,设计最大处理能力为1 200 m3/d。出 水执行《污水综合排放标准》(GB 8978—1996 )一级 标准,废水处理后回用于车间设备清洗、绿化、地面冲 洗等,具体废水水质及排放标准见表1。经过分析 此废水的特点和对比处理试验效果,从处理效果 和处理成本等综合考虑,决定采用酸解沉淀—催化氧化—ABR—MBR工艺(见图1)。

2 工艺说明及主要构筑物

(1)格栅。1座,砖混结构,尺寸3·2 m×1 m× 1·5 m,采用人工清除式格栅,栅条间距采用1 cm, 一天清理2次,以保证排水畅通。废水先经格栅去除大块杂物后,自流入隔油池。

(2)调节池。钢混结构,尺寸8 m×6 m×2.5 m, 1座,HRT 2.3 h。废水在调节池内一方面利用气 浮作用将油脂进一步除去,另一方面将废水充分混 合,均匀水质水量。

(3)沉淀池。钢混结构,尺寸5 m×5 m×3 m, 2座,HRT 3 h。加酸调pH到4左右,使废水中的油墨等大分子物质断链而释出,因废水中的释出物释出后能很快沉淀下来,因此,反应完全后进入沉淀池进行沉淀,沉淀池上清液进入中间池。

(4)催化氧化池。内设组合式催化氧化装置2 台,尺寸6 m×4 m×3 m,处理能力为25 m3/h,其关 键装置是一个管式催化氧化单元。管径采用200 (根据情况可大可小)的不锈钢管或PVC管,管内壁涂有光催化功能的TiO2涂层,这种装置单位体积 表面积大,1 m3液体管内表面积达20 m2。管内沿 管径轴向安装紫外灯管,废水进入管中通过管道推 流混合,不用搅拌装置。废水在管内流动与管内壁的 TiO2涂层接触,在其表面发生光催化氧化反应,同时双氧水在紫外光作用下也产生各种氧化反应,最终达到去除污染物的目的。该设备适用范围广,可改善废水可生化性;操作简单,清洗方便,不会发生 结垢和有机物粘附现象;催化表面积大,催化效率 高;紫外光能利用充分,大大降低单位处理能耗。

(5) ABR池。2座,钢混结构,尺寸8 m×6·5 m× 4 m,HRT 10 h,池内放置大比表面积的球状悬浮生物填料。废水经催化氧化处理去除部分有机物,改善废水可生化性和脱色后,经排放到pH中和池加碱调到中性,再进入ABR池。

(6) MBR池。2座,钢混结构,尺寸8 m×6 m× 4 m,HRT 8 h,流量为12 m3/h。MBR池为板框抽 吸淹没式结构,膜组件为孔径约0·2μm的PVDF中空纤维膜。平常通过周期性地间歇操作和通风来减少膜污染,每6个月进行一次化学清洗,用0·1% 的NaClO和4%的NaOH将膜组件浸泡24 h。

(7)中间水池。2座,钢混结构,尺寸6 m× 3.5 m×4 m,HRT 8 h。

(8)回用水池。2座,钢混结构,尺寸6 m× 3.5 m×4 m,HRT 8 h。处理后的废水可回用于车 间设备冲洗、地面冲洗、绿化等。

(9)污泥处理系统。污泥池2座,钢混结构,尺 寸6 m×4 m×3 m,压滤机2台,污泥泵4台。沉淀污泥排放到污泥池后,用污泥泵打入板框压滤机,经压滤后的干渣外运到固废处理站处理,压滤出水回废水调节池。

3 运行参数

实际运行调试结果表明:催化氧化装置中,pH为4左右,30%H2O2溶液的加入量为9~11 mL/L,TiO2的 投加量为0.05~0.07 g/L;ABR池中MLSS 2.3~ 2.8 g/L,污泥回流比100%,污泥负荷为0.11~0.13 kgBOD5/(kgMLSS·d),SRT为20 d左右;MBR池中 MLSS 800~1200 mg/L,DO为2~3 mg/L,HRT 9 h, 曝气量为2.8 Nm3/h,处理效果较为理想。

4 处理效果

该工程2007年5月竣工后,经试运行3个月,于9月正式投入正常运行,从运行1年的情况来看,系统运行稳定、处理效果显著,出水水质良好,经环境监测站在不同的时期测得出水水质各项指标均己达《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准,测得的部分结果如表2所示。

5 小结

(1)印染废水中的残留染料品种多,水质成分复杂,采用厌氧作为首级预处理方法,可有效降解废水中的染料等大分子污染物,特别是可有效破坏染料的显色基团,脱色效果明显。

(2)在废水进入催化氧化装置前,加装有前置永磁防垢除垢器(铷、铁、硼),当水通过磁场时,水分子在磁场的作用下,产生扭曲、变形、反转、震动,使 其分子加强从而使原来水中缔合形成的各种链状、 团状的大分子(H2O)n,解离成单个双分子 (H2O)2,使水的活性增加,改变了水的物理结构。 通过磁场对溶液中的离子产生作用,使水中钙、镁盐类结垢物的针状结晶改变成颗粒状结晶体,使它们不能交织在一起成为坚硬的水垢附着在器壁或管壁上,而成为微小的颗粒沉淀于底部,随排污排出,从而达到防水垢的作用。

(3)印染废水大多呈碱性,在进入厌氧处理之前,要使油墨等大分子物质断链而释出,必须先调节pH为4左右。由于后续工艺处理单元为厌氧,因此pH调节剂不宜采用硫酸,以免产生硫化氢等还 原物质,造成二次污染。

(4)实际运行情况证明:系统运行可靠、处理方便、剩余污泥量少、污泥性质稳定、耐冲击负荷、处理效果显著,出水水质良好。监测结果表明:处理后废 水水质均达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996) 一级标准。由于利用淹没式MBR,较好地克服了膜的污染与阻塞,使膜组件长时间保持较大的膜通量, 并且省去复杂的气水反冲洗设备和减少了曝气量,从而降低了能耗。经实际核算:废水站运行时实际电耗 920 kW·h/d,即耗电量不高于1 kW·h/m3;药剂 (包括酸、碱和氧化剂等)费约为0·5元/m3,合计实际运行费用为1~1·1元/m3。

参考文献

1、周书葵,许仕荣,左洪泽.混凝—生物接触氧化处理制革废水的工 程实践.环境科学与技术,2004,27(4):64~80

2、Rao M N,Datta A K. Waste water treatment (Second edition).

London: Oxford & IBH publishing Co. Pvt. Ltd,1987

3、严煦世,范瑾初.给水工程.第4版.北京:中国建筑工业出版社,1995