技術與服務

案例的積累本質上是行業經驗和專業技術的積累

無錫瑞格企業污水處理廠中試報告及工藝調整方案

一、 污水廠目前運行工藝及存在的問題

1.1運行工藝

  無錫瑞格企業污水廠目前日處理水量4500噸左右,經中試期間現場實測,進水COD 5000~8000 mg/L,銻3000~4500ug/L,工藝采用加聚合鐵沉淀—氣浮—厭氧(70h)—生化(40h)—二沉—氣浮—加次氯流程。最終出水COD 300 mg/L左右,銻1000 ug/L以上(現場取水測定),計劃后面增加芬頓工藝以達標排放。(排放標準COD<200mg/L,銻<100 ug/L)

1.2存在的問題

  1.2.1廢水中摻雜一部分堿減量水,這部分水中含有大量的對苯二甲酸那,在水中具有很高的溶解度,其本身的苯環結構使其很難被降解,致使出水COD超標;生化系統氮磷比例失調、活性污泥生長狀況不好,微生物生存環境差,COD去除率低;該工藝出水色度較高,出水中的大分子染料不能被有效去除,進一步增加出水COD濃度。

  1.2.2當前以聚合鐵或硫酸亞鐵為預處理劑,采用“混凝—氣浮—生化—氣浮”的工藝除銻,只能去除附著在漿料上的和少部分溶解在水中的銻,大量溶解在水中的銻不能去除,出水銻濃度嚴重超標。

 

 

二、 納米零價鐵預處理結合生化處理的技術先進性

2.1納米零價鐵脫色

  納米零價鐵的還原性使其具備較強的脫色能力,當前印染行業使用的染料基本以偶氮染料為主,投加納米零價鐵還原劑后可以破壞染料中偶氮鍵形成的共軛體系,將染料大分子分解為氫化偶氮苯,最終還原為芳香胺從而達到脫色的目的,同時提高生化系統對COD的去除能力。

2.2納米零價鐵提高可生化性

  納米零價鐵在水中迅速被氧化并具備強陽電荷性,增強菌膠團的絮體強度和對好氧微生物的營養作用,使生物絮體具有更好的絮凝效果,為微生物聚集提供更好的載體;同時鐵的氧化物形成磁性核,可有效改善污泥的沉降性能,解決污泥膨脹和SVI過高問題,降低出水COD、SS、懸浮物。

2.3納米零價鐵除銻

納米零價鐵的強還原性可以有效去除廢水中的銻,主要反應機理概括如下:

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  零價鐵納米粒子表面的單質態的鐵元素具有很強的還原性,由于納米粒子的限域作用及其可以調控的能帶結構,使得表面鐵原子的電子轉移效率相較于分散在水溶液中的亞鐵離子以及體相單質鐵而言大大提高。納米鐵表面的鐵原子可以在納米粒子-水溶液界面上高效率的轉移電子,納米鐵可以還原高價態的Sb(V)為低價態的Sb(III),降低銻元素的水合能,使之以Sb(OH)3的形式沉淀出來,達到去除廢水中金屬銻的目的。

 

三、 中試工藝概況和結果

  在經過成功的工藝小試的基礎上,我們利用我公司的中試設備,采用酸析、納米零價鐵預處理和好氧生化工藝,對瑞格企業污水處理進行了中試。中試從3月20日開始至4月1號結束。

3.1酸析

  印染工藝會通過堿減量使滌綸織物更具柔軟的手感和柔和的光澤,堿減量會使布匹減重20~25%,因此堿減量廢水中存在大量對苯二甲酸鈉和乙二醇。其中,對苯二甲酸鈉在水中的溶解度很高,由于苯環的存在使其很難被降解,但是在一定pH條件下對苯二甲酸鈉會轉化為不溶于水的對苯二甲酸,通過調節廢水pH以達到去除對苯二甲酸鈉的目的,初步降低廢水COD。

  酸析工藝步驟:廢水中添加濃硫酸調節pH到2.3,將廢水中溶解的對苯二甲酸鈉轉化成不溶于水的對苯二甲酸;加入2‰質量濃度的聚合鐵攪拌均勻,2ppm聚丙烯酰胺沉淀;去除沉淀后加堿回調pH7~8。

  中試結果表明加硫酸調節廢水pH到2.3可以確保析出全部對苯二甲酸鈉;加聚合鐵和聚丙烯酰胺是確保析出的對苯二甲酸能沉淀完全,同時去除部分銻;加堿調節pH7~8適宜,以免影響后續生化。

  實際運行過程中可以使用廢酸、廢堿以節約成本。甚至可以利用一些含鐵的廢酸,減少聚鐵的用量進一步降低成本。



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3.2納米零價鐵預處理

  加堿回調pH后投加納米零價鐵300ppm混合攪拌,再加入6ppm聚丙烯酰胺混凝沉淀。經納米零價鐵預處理后廢水中大分子偶氮染料被破壞,色度明顯降低,利于后續生化對COD的去除;廢水中的銻被納米零價鐵還原后以沉淀的形式析出,游離態銻濃度由1000ug/L降低至100 ug/L以下。

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3.3好氧生化

  中試生化工藝采用AAO法,污泥濃度4000mg/L,進水停留時間40h,經過10天連續運行最終出水COD穩定在250mg/L左右??梢灶A見,在該工藝的基礎上再經厭氧可以輕松達到出水COD 200mg/L以下的目標;經過生化處理后大部分銻可以固著在污泥中經排泥去除,中試出水銻濃度40 ug/L左右。

 

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曝氣池30分鐘沉降比上清液


 

四、 中試運行成本分析及與原運行方式的比較

4.1中試運行成本分析

中試工藝費用統計及處理結果

項目

用量

價格

費用

硫酸

4.2Kg/t(50%副產)

180元/t

0.756/t

1.3 Kg /t(30%液堿)

680元/t

0.884元/t

聚合鐵

2 Kg /t

260元/t

0.52元/t

聚丙烯酰胺

8ppm/t

13000元/t

0.104元/t

納米零價鐵

300ppm/t

12000/t

3.6元/t

污泥

2kg/t

450/t

1.125

綜合成本

6.989元/t

出水COD

250mg/L(加上厭氧,出水可穩定到200mg/L以下)

出水銻

100ug/L以下

中試運行不包含人工水電處理一噸水價格為6.989元,使用廢酸、廢堿后成本肯定會進一步減少。

4.2原工藝運行的成本分析

  原運行工藝處理成本8.5元/t,出水COD在300 mg/L左右、銻1000ug/L左右,出水指標超出排放標準。后續如果使用芬頓氧化會使成本進一步升高,藥劑使用花費、設備用電花費、污泥增加處理花費,按照行業內其他項目的運行經驗,減少100mg/L的COD芬頓氧化花費在4.5元/t左右。而我們在中試期間測得目前生產處理設施最后一級氣浮出水COD為670mg/L,業主現場提供數據為300mg/L左右。

五、 中試結論

5.1技術的先進性和可行性

(1)先進性

  中試采用的“酸析—納米鐵預處理—生化處理”處理工藝流程簡單、技術先進,對廢水中不同種類的COD采用不同處理辦法逐級去除,酸析去除廢水中的對苯二甲酸鈉降低COD、納米零價鐵對廢水脫色降低COD、生化去除COD,使出水COD最終穩定達標排放;關鍵還在于零價納米鐵所特有的還原除銻能力,使用零價納米鐵后出水銻濃度確保80ug/L以下。

(2)可行性

  中試工藝所需要的工段瑞格污水廠均已具備,只需進行小范圍改造即可。

5.2經濟效益

同樣為達到達標排放的目標,相對于后續增加芬頓工藝,綜合減少噸水處理成本3元以上。

5.3工藝調整后能達到的目標

(1)工藝調整后可以保證出水COD在200mg/L以下

(2)出水總銻在80 ug/L以下


 

六、 工藝調整改造建議

6.1原工藝進水、加聚合鐵沉淀改造

 ?。?)調節池改為酸析池,加酸調節pH;

 ?。?)酸析池出水加聚合鐵和聚丙烯酰胺進一級氣浮處理

 ?。?)一級氣浮出水加堿回調pH,進入原初級沉淀池并加納米零價鐵和酰胺沉淀

 ?。?)生化系統包括厭氧、好氧運行方式不變。

 ?。?)取消二級氣浮

 ?。?)一級氣浮進沉淀池需要增加一級提升。

6.2工藝對運行設備的基本要求

  新工藝的酸析過程廢水pH低酸性強,要求調節池、一級氣浮、輸水管路具有防腐蝕的能力

 

七、 進一步的建議

 

7.1酸析一般是面對堿減量的廢水,如果來水能將堿減量廢水和漂染廢水分開,將會進一步降低成本,一般來說可以降低酸堿成本的三分之二;

7.2酸析用含鐵的廢酸可以減少聚合鐵的用量,而且酸的采購成本應當更低,同樣一些工業廢堿液可以用來調整水的PH值,可以降低成本;

7.3鑒于業主污水處理后排入污水管道,而且費用不低,建議業主將處理后的廢水部分回用,減少排水量,將會有明顯的經濟效益。


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